انکر بولت‌ در پروژه‌های ساختمانی، به منظور نصب صفحه‌های فلزی به سطوحی از جنس بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این صفحه‌ها امکان اتصالِ قطعات فلزی مختلف به سازه بتنی را فراهم می‌کنند. به علاوه برای نصب و ثابت نکه داشتن ماشین‌ها و ابزارهای ‌صنعتی نیز از انکر بولت استفاده می‌شود. در این موارد طراحان با توجه به ابعاد و اندازه دستگاه و همچنین مواردی مانند میزان ارتعاش و لرزش دستگاه و همچنین شرایط نصب آنها، اندازه انکر بولت را مشخص می‌کنند. شکل ظاهری انکر بولت ها شامل یک قسمت‌ رزوه شده و یک قسمت نگه دارنده است. قسمت نگه دارنده باید داخل فونداسیون قرار گیرد و قسمت رزوه شده برای نصب صفحه یا دستگاه، خارج از فونداسیون بماند. با توجه با اندازه رزوه می‌توان ارتفاع نصب دستگاه را تنظیم کرد. اگر برای نصب صفحه ستون از انکربولت استفاده می‌شود، برای تنظیم تراز روی صفحه نیز از اندازه بسته شدن مهره بر رزوه استفاده خواهد شد.

انکربولت‌ها باید دارای درجه استحکام و تنش تسلیم بالا‌یی بوده و در عین حال ضدزنگ و ضدخوردگی باشند. انکر بولت باید با توجه به نوع کار دارای طول مناسبی نیز باشد.

دو روش کلی برای نصب انکر بولت وجود دارد. انکر بولت‌ها را هم می‌توان قبل از بتن ریزی  و همزمان با آرماتوربندی در بتن قرار داد و هم می‌توان پس از اتمام بتن ریزی، با استفاده از روش کُرگیری بر روی سطح تمام شده بتن نصب کرد. استفائه از روشهای شیمیایی و مکانیکی نیز برای کاشت انکر بولت رایج است. در مقایسه با دیگر روش‌ها کاشت انکر بولت‌ به روش شیمیایی عملکرد بهتر و مقاومت بالاتری از خود نشان می‌دهند.

انکر بولت

یو‌ بولت ‌

یو بولت همان طور که از نام آن مشخص است، مفتول‌های U شکلی هستند که دو سر آنها رزوه شده‌است. سایز یو بولت معمولاً با اینچ بیان می‌شود که نشان دهنده اندازه دهانه آن است. جنس این نوع مفتول‌ها معمولاً از آهن گالوانیزه ‌یا استیل است. یو‌ بولت‌ معمولاً برای ثابت کردن یک لوله به یک سطح فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. طراحی و ساخت یو بولت بر اساس استاندارد DIN3570  صورت می‌گیرد.

اِستاد بولت

اِستاد بولت در واقع یک مفتول رزوه شده یا همان پیچ متری است که در سایزهای مختلف بنا به تقاضا بریده می‌شود. اِستاد بولت از لحاظ نوع رزوه به دو نوع میلیمتر و اینچی تقسیم می‌شود. استفاده از نوع اینچی اِستاد بولت رایج تر است.

اِستاد بولت یکی از پر کاربرد‌‌ترین پیچ و مهره‌ها در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی‌، مخازن سرچاهی‌، پل سازی و صنعت ساختمان و … است.  پوشش‌های مختلف اِستاد بولت‌ها شامل گالوانیزه گرم‌، پوشش داکرومات‌، پوشش روی نیکل‌ و پوشش تفلون است. پوشش اِستاد بولت بیانگر مقاومت آن در مقابل رطوبت و حرارت بالا است.

انکراژ

انکراژ عملیاتی است که طی آن به منظور نصب صفحات فلزی به سطوحی مانند بتن، آجر و … از انکر بولت استفاده می‌شود. با این روش امکان جوشکاری صفحات‌ و نصب تجهیزات و ماشین آلات، در سطوح ذکر شده فراهم می‌شود. ‌

انکراژها را از نظر عملکرد می‌توان به چهار روش تقسیم نمود.

اصطکاکی با انبساطی‌

در این حالت انکراژ پس از نصب یا کاشت، به واسطه ایجاد نیروی اصطکاک با مصالح پایه می‌تواند بار‌های متفاوتی را تحمل کنند. اغلب انکراژ‌های فلزی با نام انبساطی نیز شناخته می‌شوند. رول پلاک‌ نیز به این شیوه عمل می‌کنند و به راحتی نصب می‌شوند.

‌کلیدی یا چفت و بستی‌

در این حالت انکراژ با ایجاد حفره ‌یا خزینه کردن مصالح پایه‌ که در این حالت اغلب بتن است، باعث ایجاد گیرایی می‌شود. این نوع انکر‌اژ‌ها ظرفیت باربری بالایی دارند. انکراژهای کلیدی می‌توانند بارهای دینامیکی را تحمل کنند و در فواصل کمی‌ از لبه مصالح پایه نیز نصب شوند.

‌ترکیب اصطکاکی و کلیدی ‌

این نوع انکر‌اژها به طور همزمان به دو روش اصطکاکی و کلیدی عمل می‌کنند. این انکر‌اژ‌ها نیز ظرفیت باربری بالایی دارند و بارهای دینامیکی را نیز تحمل می‌کنند.

‌چسبندگی‌

انکر‌اژ‌های شیمیایی که با نام چسب بتن یا چسب کاشت آرماتور نیز شناخته می‌شوند، با ایجاد چسبندگی بین راد تمام رزوه (‌Rod‌) با مصالح پایه، باعث ایجاد ظرفیت باربری می‌شوند. مزیت استفاده از این نوع انکر‌ها عدم محدودیت استفاده در قطر و عمق کاشت است. از این روش برای کاشت میلگرد نیز استفاده می‌شود.

انواع انکر بولت

به صورت مستقیم

  • میلگرد ساده (مفتول)
  • میلگرد عاج دار، باعث درگیری بیشتر با بتن می‌شود.‌ وجود برجستگی در روی میلگرد سطح تماس با بتن را افزایش می‌دهد.

به صورت خم دار

  • خم ۹۰ درجه
  • خم عصایی نوع کج‌، در این نوع زاویه خم ایجاد شده کمتر از ۹۰ است.

عوامل مؤثر در انتخاب نوع انکر‌بولت

 شرایط محیطی

عوامل جغرافیایی مانند شرایط آب و هوایی و میزان رطوبت، وجود مواد خورنده مانند اسید‌ها، چربی‌ها، مواد نفتی، فسفات‌ها، سولفات‌ها و … در محل نصب انکر و در مکان‌هایی چون شهرهای حاشیه دریا‌ها، پالایشگاه‌ها و … از عوامل مؤثر در انتخاب انکر بولت است‌. در انتخاب یک انکر بولت به جنس و پوشش توجه می‌کنند. جنس انکرها فولادی، پلاستیکی و شیمیایی‌ و پوشش آنها گالوانیزه سرد، گالوانیزه گرم، استنلس استیل و …‌ است.‌

میزان بار

انکر‌ها بر حسب نیاز، نوع عملکرد، جنس، نوع بار (‌کششی و برشی و یا استاتیکی و دینامیکی‌)، ‌بارهای مختلفی را  (‌بین ۱۰ تا ۱۵۰۰۰ کیلوگرم‌) می‌توانند تحمل کنند.

نوع بار

بارهای وارد به انکر بولت نیز در انتخاب آن تاثیر دارد. بار‌های سازه‌ای به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند.

  1. بارهای استاتیکی (‌Static Load‌)
  2. بارهای دینامیکی (‌Dynamic Load‌)

بار‌های استاتیکی با میزان ثابت به سازه وارد می‌شوند و با گذشت زمان تغییر نمی‌کنند. بار مرده مانند وزن سازه، وزن تجهیزات نصب شده، وزن نفرات و … نمونه‌هایی از بار استاتیکی هستند. تقریباً همه انکرها این نوع بار را تحمل می‌کنند.

بارهای دینامیکی با گذشت زمان تغییر می‌کنند و به سه دسته کلی تقسیم می‌شوند.

  1. خستگی (‌Fatique‌)، عبور و مرور نفرات، ماشین آلات، نیروی وزش باد، بارش برف، انواع دستگاه‌ها و تجهیزات در حال کار مانند موتور‌های برقی، مثال‌هایی از ایجاد این نوع بارها هستند.
  2. شوک ( Shock‌)، این نوع بار در زمان بسیار کوتاه و بر اثر برخورد شدید، انفجار‌ یا از بین رفتن قسمتی از سازه ایجاد می‌شود.
  3. زلزله ( Seismic‌)، بدیهی است برای تحمل هر یک از انواع بار‌های دینامیکی می‌بایست انکر بولت (Anchor Bolt) مناسب انتخاب شود.

عوامل مؤثر در طراحی انکر‌بولت

در بسیاری از موارد با توجه به شرایط و اهمیت و حساسیت نصب، انتخاب انکر مناسب می‌بایست با طراحی و بر اساس برخی مبانی و تئوری‌های مربوط به آن انجام گیرد. برخی عوامل مؤثر در طراحی انکر شامل موارد زیر است.

  • راستای بار
  • نوع بار
  • بار وارد بر سازه
  • بار وارد به انکر بولت (‌رول بولت‌)
  • فاصله انکر‌ها از یکدیگر و فاصله از لبه ماده پایه
  • عمق کاشت
  • میلگردهای مسلح کننده بتن
  • بتن ترک دار

راستای بار

کلیه بار‌های وارده با هر نوع و ماهیت، به دو نوع بار قابل تبدیل هستند.

کششی  (‌Tensile Load , N‌)

برشی (‌Shear Load , V‌)

به همین دلیل انواع انکر با ظرفیت باربری کششی و برشی شناخته می‌شوند و برای طراحی انکر میزان این بار‌ها باید مشخص باشند.

نوع بار

در طراحی استاتیکی یا دینامیکی بودن بار باید تعیین شود.

بار وارد بر سازه

تمامی بار‌هایی که به سازه (‌نه انکر بولت‌) وارد می‌شوند، می‌بایست در طراحی انکر لحاظ شوند. این بار‌ها می‌توانند شامل وزن اعضای سازه و تجهیزاتی که به طور ثابت نصب شده‌اند (‌بار‌های مرده‌)‌ یا بار‌های ناشی از وزش باد، بارش برف، زلزله ‌یا تجهیزات و ماشین آلات در حال کار باشند.

بار وارد به انکر بولت

با توجه به وجود برخی محدودیت‌ها مانند نصب نامناسب انکر‌ها، ممکن است همه آن‌ها به طور مساوی بار‌های وارد شده را تحمل نکنند.‌ برای جلوگیری از ایجاد این مشکل می‌توان فاصله بین انکر و سوراخ بین صفحه فلزی را با روش‌هایی چون استفاده از واشر‌های مخصوص (‌Dynamic Set‌) پر نمود. بدیهی است استفاده و یا عدم استفاده از این روش می‌باید در طراحی مشخص شود.

فاصله انکر‌ها از یکدیگر و فاصله از لبه ماده پایه

تا زمانی که مخروط‌های تنش تشکیل شده توسط هر انکر با یکدیگر تداخلی نداشته باشند یا با لبه ماده پایه فاصله داشته باشند، باربری انکر‌ها کاهشی نخواهد داشت اما در شرایطی که این فواصل کمتر شوند لازم است که ضرایب کاهش دهنده بر باربری انکر ها اعمال شود. بدیهی است این فواصل از یک میزان مشخص نمی‌تواند کمتر شود.

عمق کاشت

تغییر در عمق کاشت می‌تواند باعث تغییر اندازه مخروط تنش شود که در طراحی اثر گذار خواهد بود.

میلگردهای مسلح کننده بتن

وجود میلگردهای مسلح کننده بتن می‌تواند کاهش اثر تداخل مخروط تنش‌ها کمک کند.

بتن ترک دار

هنگامی که بتن به عنوان ماده پایه در اثر اعمال نیرو تحت کشش قرار می‌گیرد، ترک‌های ریزی روی آن ایجاد می‌شود که اغلب با چشم قابل رویت نیستند و اندازه آن‌ها از ۰/۳ میلیمتر تجاوز نمی‌کند. هنگامی که انکر در این نواحی نصب می‌شوند و در زمانی که بار‌های وارده از نوع دینامیکی هستند، وجود این ترک‌ها گیرایی انکر با بتن را به دلیل باز و بسته شدن ترک کاهش می‌دهند و باعث از بین رفتن یکپارچگی مخروط تنش تشکیل شده می‌شود. در نتیجه باربری انکر بین ۳۰ تا ۳۵ درصد می‌شود که روی طراحی انکر اثر گذار خواهد بود.

انواع شکست انکربولت (‌Anchor Failure‌)‌

Pull Out

در این حالت انکر بولت از داخل سوراخ خارج می‌شود، بدون آن که انکر بولت (Anchor Bolt)‌، صفحه فلزی و بتن آسیب ببینند. عدم رعایت مشخصات نصب انکر، مهمترین دلیل به وجود آمدن این شکست است.

Pull over

عدم تناسب بار وارد شده با ضخامت صفحه فلزی، باعث ایجاد این شکست می‌شود. در این حالت صفحه فلزی آسیب می‌بیند.

شکست بتن (Concrete Breakage)

زمانی که انکر در بتن نصب می‌شود، تنش‌ها در یک فضای مخروطی در بتن اعمال می‌شوند. اگر بتن نتواند این میزان تنش را تحمل کند، شکست مخروطی بتن اتفاق می‌افتد.

‌ترک خوردن ماده پایه (‌Cracking of Base Material‌)

هنگامی که حداقل فاصله نصب دو انکر یکدیگر یا حداقل فاصله نصب انکر از لبه بتن رعایت نشود، این شکست اتفاق می‌افتد.

‌شکست فولاد (‌Steel Breakage‌)

در این حالت میزان بار وارده بیشتر از مقاومت کششی انکر است و انکر اصطلاحاً بریده می‌شود.

رفتار انکر‌بولت در آتش

هنگامی که انکربولتها در معرض وقوع آتش سوزی ‌یا انفجار قرار می‌گیرند، با گذشت زمان از میزان باربری آن‌ها کاسته می‌شود. لذا وجود اطلاعات مربوط به رفتار و میزان کاهش باربری آن‌ها در طراحی اثر مستقیم دارد.

قطر انکر بولت و عمق کاشت

بر اساس میزان بار و همچنین محدودیت‌های موجود مانند سوراخ‌های موجود روی پایه‌های ماشین آلات و تجهیزاتی که باید نصب شوند و سایر محدودیت‌های طراحی و اجرا مانند فاصله نصب انکر‌ها از لبه بتن و یا فاصله نصب انکر‌ها از یکدیگر، قطر و عمق کاشت انکر تعیین می‌شود.

عمق کاشت انکر، نسبت مستقیم با میزان باربری آن خواهد داشت. البته حداقل و حداکثر آن توجه به ضخامت ماده پایه و همچنین توانایی‌های کارخانه سازنده و اجازه آیین نامه‌های موجود تغییر می‌کند.

زمانی که قطر انکر به واسطه برخی محدودیت‌های اشاره شده معین و ثابت باشد، اما باربری آن کمتر از میزان بار وارده باشد، با افزایش عمق کاشت می‌توان انکر را انتخاب کرد. در سوی دیگر اگر باربری انکر بیشتر از میزان بار وارد شده باشد، می‌توان عمق کاشت را کاهش داد تا بهترین انتخاب صورت گیرد. با توجه به مطالب فوق، انکر‌های شیمیایی تنها محصولاتی هستند که قابلیت انتخاب، طراحی و اجرا با عمق کاشت های متغیر را دارند.‌

منبع : عمران سافت

از انتشار مطالب و فایلهای این سایت با ذکر منبع استقبال میکنیم