در صنعت ساختمان سازی، میلگرد به تنهایی نمی تواند عملکرد سازه را تضمین کند. یکی از مهم ترین اجزای آرماتوربندی که نقش اساسی در پایداری ستون ها، تیرها و شناژها دارد، خاموت است. خاموت ارماتور نه تنها از جابه جایی میلگردهای طولی جلوگیری می کند، بلکه در برابر نیروهای برشی و پیچشی نیز مقاومت ایجاد می کند.
در میان انواع محصولات آهن آلات، خاموت یکی از پرکاربردترین اشکال میلگرد خمکاری شده است که در تمام عناصر بتنی ساختمان از فونداسیون تا سقف حضور دارد. انتخاب نوع، سایز و فاصله گذاری صحیح خاموت بر اساس نقشه های سازه ای و مقررات ملی ساختمان، یکی از الزامات اجرایی هر پروژه عمرانی محسوب می شود.
در این مقاله به صورت جامع توضیح می دهیم که خاموت چیست، انواع مختلف آن کدامند، در کجای سازه استفاده می شود و استانداردهای ملی درباره آن چه الزاماتی تعریف کرده اند.
خاموت چیست؟
خاموت یک قطعه آرماتور خمکاری شده است که معمولا از میلگرد ساده یا آجدار ساخته می شود و به شکل حلقه، مربع، مستطیل یا اشکال هندسی دیگر در اطراف میلگردهای اصلی (طولی) قرار می گیرد. این قطعه در واقع نقش نگهدارنده و محصورکننده آرماتورهای طولی را بر عهده دارد و مانع از خارج شدن آنها از موقعیت مشخص شده در نقشه می شود.
خاموت ارماتور در کارگاه های خم کاری یا توسط اپراتورهای خمکاری به صورت دستی و نیمه ماشینی تولید می شود. در پروژه های بزرگ، خاموت ها با دستگاه های CNC تولید می شوند که دقت بالاتری دارند.
جنس خاموت معمولا از میلگرد با آلیاژ S220 (ساده) یا S400 (آجدار) است. انتخاب گرید مناسب بستگی به نوع سازه، بارگذاری و طراحی مهندس ناظر دارد. قطر خاموت معمولا بین 6 تا 16 میلیمتر است، اما در سازه های خاص ممکن است از قطرهای بیشتری استفاده شود.
وظیفه خاموت چیست؟
خاموت چندین وظیفه اساسی در سازه های بتن مسلح بر عهده دارد:
- مقاومت در برابر نیروهای برشی: در تیرها و ستون ها، بتن به تنهایی توانایی مقاومت در برابر نیروهای برشی را ندارد. خاموت این نیروها را تحمل می کند و از ترک خوردگی قطری در المان های بتنی جلوگیری می نماید.
- محصور کردن هسته بتنی: با احاطه کردن میلگردهای طولی، خاموت باعث می شود بتن هسته تحت فشار سه محوره قرار بگیرد. این پدیده که به آن محصورشدگی یا Confinement گفته می شود، مقاومت و شکل پذیری بتن را به شکل قابل توجهی افزایش می دهد.
- نگه داشتن میلگردهای طولی: خاموت از خمش و کمانش میلگردهای طولی در هنگام بارگذاری فشاری جلوگیری می کند. بدون خاموت، میلگردهای طولی تحت فشار زیاد کمانه می کنند و ظرفیت باربری ستون یا تیر از بین می رود.
- کمک به یکپارچگی سازه در برابر زلزله: در مناطق لرزه خیز مانند ایران، خاموت با ایجاد محصورشدگی کافی، باعث می شود سازه در هنگام زلزله به جای شکست ترد، رفتار شکل پذیر داشته باشد. این ویژگی در طراحی لرزه ای اهمیت بسیار بالایی دارد.
- کنترل عرض ترک: خاموت از گسترش ترک های کوچک در بتن جلوگیری می کند و به کنترل عرض ترک کمک می نماید.
انواع خاموت ارماتور
- خاموت معمولی یا سنتی
- خاموت مارپیچی
- خاموت سلولار
- خاموت ربات
- خاموت اسپیرال
- خاموت استاندارد
- خاموت اتکا
- خاموت تنگ – بسته
- خاموت تنگ – باز
خاموت معمولی یا سنتی
خاموت معمولی ساده ترین و رایج ترین نوع خاموت در ساختمان سازی ایران است. این نوع خاموت به شکل مربع یا مستطیل ساخته می شود و دو سر آن به صورت قلاب 135 درجه یا 90 درجه خم می شوند. قلاب های 135 درجه برای سازه های لرزه ای الزامی است و مقاومت بهتری در برابر نیروهای زلزله فراهم می کند.
خاموت سنتی در ستون های مربع و مستطیلی و همچنین در تیرهای بتنی با مقطع مستطیلی کاربرد دارد. نحوه اجرای آن ساده است و نیازی به تجهیزات خاص ندارد، اما برای ستون های بزرگ یا شکل های غیرمعمول مناسب نیست.
خاموت مارپیچی
خاموت مارپیچی (Spiral Stirrup) از یک میلگرد پیوسته به شکل مارپیچ ساخته می شود و برای ستون های دایره ای کاربرد اصلی دارد. این نوع خاموت محصورشدگی بسیار بهتری نسبت به خاموت های معمولی ایجاد می کند زیرا در تمام ارتفاع ستون به صورت یکنواخت و پیوسته عمل می کند.
در سازه های لرزه ای، خاموت مارپیچ به دلیل ایجاد محصورشدگی بالاتر، ظرفیت شکل پذیری ستون را به طور چشمگیری افزایش می دهد. در پروژه های بزرگ مانند پل ها، سکوهای دریایی و ستون های ساختمان های بلندمرتبه، استفاده از این نوع خاموت معمول است.
خاموت سلولار
خاموت سلولار (Cellular Stirrup) در واقع شامل چند خاموت درهم تنیده شده است که برای مقاطع بزرگ و پهن مانند تیرهای عریض یا دیوارهای برشی کاربرد دارد. این نوع آرایش، توزیع یکنواخت تری از میلگردهای عرضی در کل مقطع ایجاد می کند.
خاموت ربات
خاموت ربات یا خاموت CNC به خاموت هایی گفته می شود که با دستگاه های خمکاری اتوماتیک ساخته می شوند. دقت ابعادی این خاموت ها بسیار بالاتر از نمونه های دستی است. در پروژه های بزرگ عمرانی و ساختمان های بلند، استفاده از خاموت ربات به دلیل سرعت تولید، یکنواختی ابعادی و کاهش ضایعات میلگرد توجیه اقتصادی دارد.
خاموت اسپیرال
خاموت اسپیرال شبیه به خاموت مارپیچی است اما تفاوت در گام و شکل هندسی آن وجود دارد. اسپیرال معمولا برای پایه های پل، شمع ها و ستون های دایروی با قطر بزرگ به کار می رود. فاصله دورها (Pitch) در طراحی اسپیرال بر اساس محاسبات سازه ای تعیین می شود.
خاموت استاندارد
خاموت استاندارد به خاموتی گفته می شود که مطابق آیین نامه های سازه ای مانند ACI 318 یا مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران طراحی و اجرا شده باشد. الزامات استاندارد شامل حداقل قطر، حداکثر فاصله، نوع قلاب و نحوه اتصال می شود.
خاموت اتکا
خاموت اتکا (U-Stirrup) به شکل حرف U است و معمولا در تیرهایی که از یک سمت به دیوار یا تیر اصلی متکی هستند استفاده می شود. این نوع خاموت در محل های اتصال و ناحیه تکیه گاهی کاربرد دارد و در طراحی های خاص برای مقاومت در برابر نیروی برش تکیه گاهی استفاده می شود.
خاموت تنگ بسته
خاموت تنگ بسته یک حلقه کامل است که دو انتهای آن به هم متصل می شوند. این نوع خاموت بیشترین محصورشدگی را ایجاد می کند و در ناحیه های بحرانی سازه مانند انتهای ستون ها و محل اتصال تیر به ستون (مفصل پلاستیک) اجبارا استفاده می شود. در آیین نامه های لرزه ای، استفاده از خاموت تنگ بسته با قلاب 135 درجه در این نواحی الزامی است.
خاموت تنگ باز
خاموت تنگ باز برخلاف نوع بسته، یک سر آن باز می ماند. این نوع خاموت در شرایطی استفاده می شود که اجرای خاموت بسته ممکن نباشد یا شرایط بارگذاری کمتر سختگیرانه باشد. در مناطق غیر بحرانی تیرها و در شرایط بارگذاری ساده کاربرد دارد، اما در سازه های لرزه خیز کاربرد محدودتری دارد.
نحوه استفاده از خاموت ارماتور در ساختمان سازی
نحوه اجرای خاموت در ساختمان سازی شامل چند مرحله کلیدی است:
- مرحله اول: برش و خمکاری: میلگرد با قطر مشخص شده در نقشه برش می خورد و با دستگاه یا به صورت دستی خم می شود. دقت در زاویه خم، طول قلاب و ابعاد داخلی خاموت اهمیت زیادی دارد.
- مرحله دوم: قرار دادن روی میلگردهای طولی: خاموت ها روی میلگردهای طولی از پیش نصب شده قرار می گیرند و با مفتول آرماتوربندی (سیم آرماتور) بسته می شوند.
- مرحله سوم: رعایت فاصله: فاصله بین خاموت ها بر اساس نقشه سازه ای تعیین می شود. در نواحی بحرانی (مثلا انتهای ستون ها) فاصله کمتر است و در نواحی میانی ممکن است فاصله بیشتری داشته باشند.
- مرحله چهارم: کنترل پوشش بتن: رعایت پوشش بتن (Cover) در اطراف خاموت الزامی است. استفاده از اسپیسر یا لقمه های بتنی برای نگه داشتن آرماتور در موقعیت صحیح ضروری است.
اندازه خاموت ستون
سایز خاموت ستون بر اساس چندین پارامتر تعیین می شود:
