میلگرد ژوئن یا کلاف عرضی چیست؟

میلگرد ژوئن که به نام‌های کلاف عرضی یا تای‌بیم نیز شناخته می‌شود، نوعی میلگرد است که در سازه‌های بتنی، به‌ویژه سقف‌های تیرچه‌بلوک کاربرد دارد. این میلگرد به‌صورت عرضی و عمود بر تیرچه‌ها نصب می‌شود و وظیفه اصلی آن اتصال تیرچه‌ها به یکدیگر و ایجاد یکپارچگی در ساختار سقف است. در این مقاله با این نوع میلگرد بیشتر آشنا خواهیم شد.

میلگرد ژوئن چیست؟

این عنصر که در زبان مهندسی گاهی کلاف عرضی یا Tai Beam نامیده می‌شود، بخشی جدایی‌ناپذیر از سقف‌های تیرچه‌بلوک است؛ سیستمی که به دلیل سبکی و مقاومتش در بسیاری از ساختمان‌ها به کار می‌رود. حالا بیایید کمی عمیق‌تر شویم: میلگرد ژوئن دقیقاً چیست و چرا تا این حد اهمیت دارد؟ در ساده‌ترین تعریف، این میلگرد به‌صورت عرضی و عمود بر تیرچه‌ها قرار می‌گیرد و مثل یک پل ارتباطی، آن‌ها را به هم متصل می‌کند و هدفش توزیع یکنواخت بارهایی است که به سقف وارد می‌شوند.
از نظر ساختاری، میلگرد ژوئن یا کلاف عرضی مثل یک پازل سه‌تکه است. اول، میلگرد بالایی داریم که معمولاً آجدار است و در بخش فوقانی کلاف قرار می‌گیرد. دوم، میلگرد پایینی که نقشی مشابه دارد و در قسمت زیرین قرار می‌گیرد و سوم، سنجاقی‌ها که مثل نخ‌های اتصال‌دهنده، این دو را به هم وصل می‌کنند. این سنجاقی‌ها گاهی به‌صورت عمودی و گاهی به شکل زیگزاگ طراحی می‌شوند و استحکام کل ساختار را به دوش می‌کشند.
قطر این میلگردها و فاصله سنجاقی‌ها بستگی به نیازهای سازه دارد؛ مثلاً در سقف‌هایی با دهانه‌های بزرگ‌تر از ۴.۵ متر، استفاده از کلاف عرضی تقریباً اجباری می‌شود، چون بارهای وارده سنگین‌ترند و خطر ترک‌خوردگی بیشتر است.
اما چرا مهندسان به این میلگرد عرضی این‌قدر اعتماد دارند؟ یکی از دلایل اصلی، توانایی آن در ایجاد یک دیافراگم صلب در سقف است. این دیافراگم باعث می‌شود تیرچه‌ها که به‌صورت موازی کنار هم قرار گرفته‌اند، به‌جای عمل کردن به‌صورت جداگانه، مثل یک تیم هماهنگ کار کنند و نتیجه این کار تیمی چیزی جز مقاومت بیشتر در برابر نیروهایی مثل باد، زلزله یا حتی تردد زیاد در ساختمان‌های شلوغ نیست.
جالب است بدانید که این میلگرد فقط به توزیع بار و کاهش لرزش محدود نمی‌شود. یکی از کارهای مهم دیگرش، جلوگیری از پیچش تیرچه‌هاست. پیچش می‌تواند باعث ناپایداری شود و حتی عمر سازه را کوتاه کند. با حضور کلاف عرضی، تیرچه‌ها در جای خود قفل می‌شوند و این حرکت‌های ناخواسته به حداقل می‌رسد.

انواع میلگرد ژوئن

میلگرد ژوئن، مثل هر ابزار مهندسی دیگری، در مدل‌های مختلفی به بازار موجود است. اولین نوع، میلگرد ژوئن ساده است. این مدل، همان‌طور که از اسمش پیداست، سطحی صاف و بدون آج دارد. از فولاد نرم ساخته می‌شود و بیشتر در جاهایی به کار می‌رود که فشار کششی خیلی بالا نیست.
در مقابل، میلگرد ژوئن آجدار قرار دارد که ستاره این میدان است. این مدل با برآمدگی‌هایی روی سطحش طراحی شده تا مثل یک چنگک، به بتن بچسبد و مقاومت کششی را حسابی بالا ببرد. در سقف‌های تیرچه‌بلوک با بارهای سنگین یا در مناطق زلزله‌خیز، این نوع حرف اول را می‌زند. آج‌ها معمولاً بر اساس استانداردهای A2 یا A3 شکل می‌گیرند که هرکدام ویژگی‌های خاص خودشان را دارند؛ مثلاً A3 سخت‌تر و مقاوم‌تر است.
حالا برسیم به میلگرد ژوئن با پوشش اپوکسی. این نوع یک لایه محافظ اضافی دارد که مثل یک سپر، میلگرد را از زنگ‌زدگی و خوردگی دور نگه می‌دارد. البته، هزینه تولیدش بالاتر است و نیاز به دقت در نصب دارد، چون اگر پوشش آسیب ببیند، کل مزیتش از بین می‌رود.
یک نوع میلگرد جدیدتر هم داریم که میلگرد ژوئن کامپوزیت نام دارد. این نوع از الیاف تقویت‌شده مثل فایبرگلاس و رزین‌های پلیمری ساخته می‌شود. سبک بوده و در برابر خوردگی مقاوم است و حتی در برابر مواد شیمیایی هم دوام می‌آورد. در جاهایی که وزن سازه باید کم باشد یا شرایط محیطی خیلی سخت است (مثلاً تونل‌ها یا سازه‌های دریایی)، این میلگرد می‌تواند جایگزین خوبی برای مدل‌های فولادی باشد. تنها نکته‌اش این است که قیمتش بالاتر است و هنوز در همه پروژه‌ها جا نیفتاده، چون مهندسان به فولاد سنتی بیشتر عادت دارند.

کاربرد میلگرد ژوئن

بزرگ‌ترین و معروف‌ترین کاربرد این نوع میلگرد، در سقف‌های تیرچه‌بلوک است. این سیستم که ترکیبی از تیرچه‌های بتنی یا فولادی و بلوک‌های سبک (مثل یونولیت) است، به خاطر وزن کم و مقاومت بالایش در ساختمان‌های زیادی استفاده می‌شود. اینجا میلگرد ژوئن مثل یک مدیر هماهنگ‌کننده عمل می‌کند؛ تیرچه‌ها را به هم وصل کرده، بارها را یکنواخت پخش می‌کند و جلوی لرزش‌های آزاردهنده را می‌گیرد.
اما کاربردش به همین‌جا ختم نمی‌شود. در سازه‌های بتنی پیش‌ساخته هم میلگرد ژوئن خودش را نشان می‌دهد. این سازه‌ها که در کارخانه ساخته می‌شوند و بعد به محل پروژه می‌روند، نیاز به قطعاتی دارند که هم محکم باشند و هم به‌خوبی به هم وصل شوند. اینجا کلاف عرضی به‌عنوان یک تقویت‌کننده وارد می‌شود و استحکام این قطعات را بالا می‌برد.
اگر به سازه‌های دریایی نگاه کنیم، داستان جذاب‌تر می‌شود. در اسکله‌ها یا سکوهای نفتی که آب شور و رطوبت مدام در کمین هستند، میلگرد ژوئن با پوشش اپوکسی یا کامپوزیت وارد میدان می‌شود. این مدل‌ها در برابر خوردگی مقاومند و عمر سازه را توی این محیط‌های خشن طولانی‌تر می‌کنند.
در ساختمان‌های بلند هم میلگرد ژوئن نقش مهمی دارد. اینجاها که زلزله و باد می‌توانند سازه را به چالش بکشند، کلاف عرضی به‌عنوان بخشی از سیستم مهاربندی عمل می‌کند. با اتصال تیرچه‌ها و ایجاد یک دیافراگم صلب، به کل ساختمان کمک می‌کند تا در برابر این نیروها مثل یک واحد منسجم مقاومت کند.

مزایا و معایب استفاده از میلگرد ژوئن

هر ابزار مهندسی‌، مثل یک شمشیر دولبه است؛ هم می‌تواند ناجی باشد و هم دردسر درست کند. میلگرد ژوئن هم از این قاعده مستثنی نیست. در سقف‌های تیرچه‌بلوک، جایی که تردد یا بارهای دینامیک می‌توانند حسابی دردسر درست کنند، میلگرد ژوئن مثل یک ضربه‌گیر عمل می‌کند. این یعنی توی یک ساختمان اداری یا تجاری، ساکنان کمتر از لرزش‌های سقف کلافه می‌شوند و سازه هم کمتر خسته می‌شود. این ویژگی به‌خصوص توی فضاهایی که آرامش اهمیت دارد، مثل بیمارستان‌ها، حسابی به چشم می‌آید.
دومین مزیت، توانایی‌اش در پخش کردن بارها به‌صورت یکنواخت است. بدون کلاف عرضی، بارها ممکن بود توی نقاط خاصی از سقف متمرکز شوند و باعث ترک یا حتی شکست شوند. اما با این میلگرد، فشار به‌طور مساوی بین تیرچه‌ها تقسیم می‌شود و سازه مثل یک تیم هماهنگ عمل می‌کند. این یعنی دوام بیشتر و احتمال خرابی کمتر؛ چیزی که هر مهندسی آرزویش را دارد.
یکی دیگر از خوبی‌هاش، جلوگیری از پیچش تیرچه‌هاست. در سقف‌هایی که بارها نامتقارن‌اند یا طراحی پیچیده دارند، تیرچه‌ها ممکن است بچرخند و تعادل سازه را به هم بزنند. میلگرد ژوئن با قفل کردن این تیرچه‌ها، جلوی این مشکل را می‌گیرد و به پایداری کل سیستم کمک می‌کند.

اجرا کردنش هم نسبتاً ساده است. در پروژه‌هایی که سرعت حرف اول را می‌زند، میلگرد ژوئن نیاز به تجهیزات پیچیده یا زمان زیاد ندارد. با چند کارگر ماهر و ابزارهای معمولی، می‌شود آن را نصب کرد و به کار انداخت. این سادگی، همراه با بلوک‌های سبک یونولیت، هزینه‌ها را پایین می‌آورد و پروژه را سریع‌تر جلو می‌برد. از نظر طراحی هم دست معماران را باز می‌گذارد. با میلگرد ژوئن، می‌شود سقف‌هایی با دهانه‌های بزرگ‌تر ساخت بدون این که نگران استحکام باشیم. این یعنی فضاهای داخلی بزرگ‌تر و خلاقانه‌تر، از سالن‌های بزرگ گرفته تا پارکینگ‌های وسیع.
معایب اما از کجا شروع می‌شوند؟ اول از همه، نیاز به محاسبات دقیق. اگر مهندس در تعیین قطر میلگرد، فاصله سنجاقی‌ها یا بارهای وارده اشتباه کند، کل سیستم ممکن است ضعیف شود. این یعنی ریسک بالایی دارد و نمی‌شود سرسری از آن گذشت.

وزن اضافی هم گاهی دردسر می‌شود. درست است که میلگرد ژوئن سبک‌تر از خیلی روش‌های سنتی است، اما در سازه‌هایی که هر کیلو وزن اهمیت دارد (مثل پل‌ها)، این اضافه‌وزن باید با دقت بررسی شود. اگر حساب‌وکتاب درست نباشد، ممکن است کل طراحی به هم بریزد. نگهداری هم یک موضوع دیگر است. اگر میلگرد در محیط مرطوب یا خورنده باشد و پوشش محافظی مثل اپوکسی نداشته باشد، زنگ‌زدگی می‌تواند کم‌کم آن را از بین ببرد.
در آخر بد نیست به بحث قیمت میلگرد ژوئن هم اشاره کنیم. درست است که استفاده از این نوع میلگرد در درازمدت صرفه‌جویی می‌آورد، اما خرید و نصب میلگرد ژوئن در شروع پروژه ممکن است از روش‌های قدیمی‌تر گران‌تر باشد.