وزن مخصوص میلگرد: تعریف، محاسبه و کاربردها

ارسال شده توسط

روشن 1404-09-26

0 نظر

امتیاز میدید؟

وزن مخصوص میلگرد یکی از پارامترهای پایه در طراحی سازه است. در این مقاله به تعریف دقیق آن، روش‌های محاسبه با استفاده از قطر میلگرد و وزن واحد طول، و عوامل مؤثر مانند آلیاژ و دمای کار می‌پردازیم تا بتوانید محاسبات وزن میلگرد را با دقت بیشتری انجام دهید.

پیشنهاد آهن آلات اشرف زاده به شما:✨

امروز با افتخار اعلام میکنیم که میتوانیم تمام مقاطع فولادی را
به صورت شرایط اقساط و با ضمانت به شما ارائه کنیم.
برای مشاهده شرایط و مشاوره رایگان خرید آهن کلیک کنید.

وزن مخصوص میلگرد: تعریف، محاسبه و کاربردها

وزن مخصوص میلگرد شاخصی کلیدی در طراحی سازه‌های بتنی و فولادی است. این مقدار که با نماد ρ نشان داده می‌شود، نشان می‌دهد یک واحد حجم از میلگرد با چه وزنی همراه است و به‌طور مستقیم روی وزن کل مقاطع و همچنین هزینه‌ها و حمل‌ونقل تاثیر می‌گذارد. در این مقاله به تعاریف پایه، روش‌های محاسبه با قطر میلگرد و وزن واحد طول، و نکات عملی برای مهندسان و کارگاه‌ها می‌پردازیم تا بتوانید تصمیمات دقیق‌تری در پروژه‌های ساختمانی بگیرید.

وزن مخصوص میلگرد چیست؟

وزن مخصوص یا چگالی ρ، مقدار جرم در واحد حجم است و واحد آن کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m³) می‌باشد. برای فولاد، به ویژه میلگردهای رایج در صنعت ساختمان، مقدار تقریبی چگالی برابر با 7,850 kg/m³ در نظر گرفته می‌شود. این مقدار پایه‌ای است و برای انواع آلیاژها و ترکیبات مختلف ممکن است چند واحد درصد تغییر کند؛ اما در اکثر طراحی‌ها این تغییرات به‌طور قابل توجهی روی وزن واحد طول تاثیر نمی‌گذارند.

فرمول‌های محاسبه وزن میلگرد

برای محاسبه وزن یک شاخه میلگرد با طول L، ابتدا وزن واحد طول میلگرد را محاسبه می‌کنیم. فرض می‌کنیم قطر میلگرد برابر d میلی‌متر است. باز هم از رابطه زیر استفاده می‌کنیم:

سطح مقطع میلگرد: A = πd²/4 (دقت کنید که d به میلی‌متر است و باید به متر تبدیل شود هنگامی که به واحدهای دیگر می‌رسیم)
وزن واحد طول میلگرد: w = ρ × A

اگر مقدار d را به میلی‌متر نوشته و حجم را با واحد متر مکعب در نظر بگیریم، ثابت محاسبه به شکل زیر ساده می‌شود: W/m ≈ 0.00616 × d² (kg/m)، با ρ≈7,850 kg/m³ و d به میلی‌متر. به عنوان مثال برای میلگرد 12 میلی‌متر، وزن واحد طول تقریبی برابر با 0.89 kg/m است (0.00616×144 ≈ 0.89).

جدول وزن میلگرد بر اساس قطر

قطر میلگرد (mm)	وزن تقریبی (kg/m)
6	≈ 0.22
8	≈ 0.39
10	≈ 0.62
12	≈ 0.89
14	≈ 1.21
16	≈ 1.58
18	≈ 1.99
20	≈ 2.46

آیا وزن مخصوص میلگرد در همه میلگردها یکسان است؟

در اکثر میلگردهای رایج از فولاد کربنی با ترکیب استاندارد استفاده می‌شود، بنابراین چگالی پایه‌ای فولاد ~7,850 kg/m³ است و وزن واحد طول برای قطرهای متفاوت مقادیر مشابهی دارد. تفاوت‌های جزئی در آلیاژ، فرآیندهای حرارتی یا پوشش سطحی می‌تواند مقدارρ را کمی تغییر دهد، اما این تغییرات معمولاً در محاسبات طراحی به صورت درصدی محدود می‌شود و در طراحی‌های گسترده نادیده گرفته می‌شود.

تاثیر دما و آلیاژ بر وزن مخصوص میلگرد

دما به صورت مستقیم بر چگالی اثر می‌گذارد. با افزایش دما، طول میلگرد افزایش می‌یابد و چگالی آن کاهش می‌کند که در نتیجه وزن واحد طول نیز اندکی کاهش می‌یابد. با وجود این، در اکثر پروژه‌های ساختمانی، تغییرات دمایی در وزن میلگرد به‌دلیل محدوده دمایی عملی چندان قابل توجه نیست و معمولاً به صورت یک اصلاح کوچک در محاسبات لحاظ می‌شود. همچنین هر آلیاژ فولادی، به‌ویژه میلگردهای با آلیاژهای خاص یا پوشش‌های ویژه، ممکن است در محدوده‌های دمایی متفاوتی رفتار کند؛ اما برای میلگردهای رایج، مقدار ~7.85 g/cm³ همچنان پایه کار است.

روش‌های اندازه‌گیری دقیق قطر میلگرد

برای محاسبه دقیق وزن میلگرد، ابتدا باید قطر دقیق میلگرد را اندازه‌گیری کنید. روش‌های رایج عبارتند از:

استفاده از کولیس یا کولیس‌ساعتی برای قطر‌های کوچک و متوسط، به‌ویژه در کارگاه‌های ساختمانی
استفاده از میکرومتر در میلگردهای با قطر کمتر و نیاز به دقت بالاتر
در برخی موارد، محاسبه وزن از روی وزن نمونه‌های برش‌خورده و طول نمونه به‌وسیله ترازوی دقیق نیز کارایی دارد

پس از اندازه‌گیری قطر، مقدار وزن را با فرمول‌های بالا محاسبه کنید و اگر طول میلگرد مشخص است، وزن کل پروژه را به‌دست آورید. دقت به واحدها، به‌ویژه تبدیل میلی‌متر به متر، اهمیت بالایی دارد تا خطای محاسباتی اتفاق نیافتد.

مثال‌های کاربردی برای طراحی

مثال 1: برای محاسبه وزن ۱۵۰ متر میلگرد با قطر ۱۲ میلی‌متر:

وزن واحد طول میلگرد ۱۲ میلی‌متر ≈ 0.89 kg/m است. وزن کل برابر می‌شود با 0.89 × 150 = 133.5 kg.

مثال 2: برای یک کمربند میلگرد با طول ۳۰ متر و قطر ۲۰ میلی‌متر:

وزن واحد طول میلگرد ۲۰ میلی‌متر ≈ 2.46 kg/m است. وزن کل = 2.46 × 30 ≈ 73.8 kg.

تفاوت میلگرد ساده و آجدار از منظر وزن

میلگردهای آجدار در سطح مقطع فولاد تفاوتی در چگالی ایجاد نمی‌کنند، اما وزن کل در یک شاخه می‌تواند به دلیل سطح تماس بیشتر و پوشش سطحی تفاوت‌هایی اندک داشته باشد. به هر حال وزن مخصوص پایه‌ای میلگردهای استاندارد عمدتاً بر پایه فولاد کربنی است و اختلاف وزنی ناشی از آج‌کاری بسیار ناچیز است و در محاسبات معمولی نقش قابل توجهی ندارد.

کاربردهای عملی و نکات طراحی

دانستن وزن میلگرد به طراحان و کارگاه‌ها این امکان را می‌دهد تا تخمین‌هایی دقیق از بار مرده، وزن مصالح و هزینه‌های حمل و نقل داشته باشند. برخی نکات کاربردی عبارتند از:

استفاده از وزن واحد طول برای محاسبه مقدار میلگرد لازم در طول‌های مختلف و مقاطع بتنی
برنامه‌ریزی برش و خمکاری با توجه به وزن کل شاخه‌ها برای بهینه‌سازی مصرف مواد
تخمین دقیق وزن از نظر حمل و نقل و الزامات کارگاه

جدول خلاصه و نکات کلیدی

وزن مخصوص میلگرد پایه: تقریباً 7,850 kg/m³
وزن واحد طول میلگرد در برخی قطرهای رایج: 6 mm ≈ 0.22 kg/m، 8 mm ≈ 0.39 kg/m، 10 mm ≈ 0.62 kg/m، 12 mm ≈ 0.89 kg/m، 14 mm ≈ 1.21 kg/m، 16 mm ≈ 1.58 kg/m، 18 mm ≈ 1.99 kg/m، 20 mm ≈ 2.46 kg/m
فرمول مستقیم برای محاسبه وزن: w ≈ 0.00616 × d² (kg/m)، d به میلی‌متر
تأثیر دما بر وزن میلگرد به دلیل تغییر چگالی و طول، معمولاً در محاسبات دقیق لحاظ می‌شود اما در طراحی‌های معمولی اثر آن کوچک است

جمع‌بندی

وزن مخصوص میلگرد از پایه‌های محاسباتی در طراحی سازه‌ها است؛ با دانستن چگالی فولاد و استفاده از فرمول‌های ساده، می‌توانید وزن واحد طول و وزن کل میلگرد را برای هر قطر محاسبه کنید. این محاسبات در تخمین‌های هزینه، برنامه‌ریزی حمل و نقل و اجرای پروژه‌های ساختمانی نقشی کلیدی ایفا می‌کند. اگر به دنبال منابع دقیق‌تر یا جداول به‌روزتر هستید، می‌توانید به کاتالوگ‌های فنی تولیدکنندگان میلگرد مراجعه کنید تا مقادیر مخصوص به آن دسته از میلگردهای خاص را در اختیار داشته باشید.