برای مشاهده محصولات انواع انکرهای مکانیکی (رول بولت – اکسپنشن بولت) و انواع انکرهای شیمیایی (چسب بتن – رزین کاشت آرماتور) روی آنها کلیک کنید
ویژگی های انکر بولت و رول بولت
انکراژ در زبان انگلیسی به معنای لنگراندازی است و به طور کلی به مفهوم بستن و مهار اجسام میباشد که بیشتر توسط انکر بولت و رول بولت انجام می شود.. این واژه در شاخه های مختلف صنعت ساختمان و در کاربردهایی بسیار متفاوتی استفاده میشود. برای مثال یکی از تکنیکهایی که برای تثبیت و تحکیم خاک هنگام خاکبرداری و پی سازی استفاده میشود، انکراژ است. به بولتهای نگهدارنده تجهیزات صنعتی که در سکوی بتنی زیرسازی آنها کار گذاشته میشود نیز انکر بولت گفته میشود. تمامی رول بولتها و اکسپنشن بولتهایی که در یک ساختمان به کار می روند نیز انکر هستند. همانطور که میبینید انکراژ با معانی بسیار متفاوتی در شاخه های مختلف صنعت ساختمان استفاده میشود. هرچند همه این کاربردها به لحاظ مفهومی از تعاریف و قوانین مشابهی تبعیت میکنند.
بیشتر بخوانید: انکر بولت چیست؟ چه کاربردهایی دارد؟
و اما واژه انکر بولت و رول بولت در حیطه تاسیسات و سازه ساختمان: به تجهیزاتی اطلاق میشود که امکانی برای بستن دیگر اجسام به بدنه ساختمان (بیس متریال) را ایجاد کند. مثلا بستن یک چراغ به دیواره گچی با کمک پیچ و رول پلاک را در نظر بگیرید. در این کاربرد رول پلاک یک انکر بولت پلاستیکی به حساب می آید. یا نصب یک والپست یا یک فنکویل را با رول بولت به سقف تصور کنید. در این کاربردها رول بولت نقش یک انکر بولت مکانیکی را ایفا می نماید.
همانطور که در مقدمه توضیح داده شد انکر بولت و رول بولت وسایلی هستند که امکان نصب تجهیزات دیگر را به بدنه ساختمان به وجود می آورند. برای مثال زمانیکه میخواهید یک دوربین مدار بسته را بر روی دیواری نصب نمایید معمولا از یک پیچ و رول پلاک استفاده میکنید. پیچ و رول پلاک نمونه ای ساده از انکرهای با باربری اندک هستند.
معمولا از نصبهایی که در مصالح بنایی مانند آجر و گچ و امثال آن انجام میپذیرند، نمیتوان انتظار باربری چندان بالایی داشت. به این دلیل که این مواد خود چندان مقاومتی ندارند و نمیتوانند بار زیادی را تحمل کنند. بنابراین، این انکربولت و رول بولت ها در کاربری های عمومی و کم اهمیت، که حساسیت چندانی روی آنها وجود ندارد، مورد استفاده قرار میگیرند.
اما در مواردی که نصب روی بدنه بتنی انجام میشود، با توجه به استحکام بتن، امکان انتقال بارهای به مراتب سنگینتری توسط انکر ها به وجود می آید. در این موارد است که درک عمیقتر از ساز و کار انکراژ در بتن به طراحان کمک می کند تا با آنالیز اتصال برای باربری مورد نیاز انکر مناسب را طراحی و انتخاب نمایند.
به همین دلیل است که در اغلب موارد منظور از انکر، انکربولت و رول بولت های نصب شونده در بتن می باشد.
در شکل مقابل سه عنصر اساسی در نصب انکر را مشاهده می نمایید:
- صفحه نصب: که در واقع جسم نصب شونده ای است که میخواهیم به بدنه ساختمان متصل کنیم.
- ماده پایه: که در واقع بدنه ساختمان است و نگهدارنده اصلی تجهیز نصب شونده.
- انکر بولت: که پیوند دهنده صفحه نصب با ماده پایه است.
به طور کلی برای نصب یک تجهیز به بتن، دو روش اساسی وجود دارد:
روش اول:
زمانی قابل اجراست که مختصات دقیق نصب از ابتدای پروژه و قبل از از بتن ریزی قابل پیش بینی باشد.
در این روش میلگردهایی با سر رزوه شده، لابه لای آرماتورهای بتن و دقیقا در محل نصب تجهیز مورد نظر در آینده، جاگذاری می شوند.
سپس بتن ریزی انجام شده و این آرماتورها داخل بتن مدفون شده و تنها سر رزوه دار آنها از سطح بتن بیرون می ماند.
پس از بتن ریزی و گذشتن دوره عمل آوری بتن می توان تجهیز را به سر رزوه دار این آرماتور بست. به این آرماتورها، انکر بولت و رول بولت درجا (cast in) میگویند .
انکربولت های درجا شکلهای بسیار متنوعی دارند و بر همین اساس به نامهای مختلفی مانند جی بولت یا آی بولت و غیره نامیده میشوند.
روش دوم:
اما اگر نقشه دقیق و یا محل دقیق نصب یک تجهیز را هنگام بتن ریزی ندانیم بهتر است از تکنیکهای کاشت انکر بولت و رول بولت در بتن سخت شده استفاده کنیم.
نصب انکر در بتن عمل آمده به طرق گوناگونی انجام می پذیرد. در تمامی این روش ها ابتدا بتن سوراخ شده و سپس انکر داخل سوراخ نصب می شود.
هر نوع انکر مکانیزم درگیری مختص خود را با بتن دارد. مکانیزم های درگیری انکر بولت و رول بولت های کاشتنی، به دو دسته عمده تقسیم می شود:
درگیری شیمیایی:
در این نوع انکر یک عامل شیمیایی مانند یک چسب یا یک رزین و یا یک ماده پر کننده دیگر بین بتن و بدنه یک میلگرد رزوه دار اتصال ایجاد می کند و باعث می شود انکر داخل بتن کاملا مستحکم شود. یکی از محسنات این روش این است که می توان طول این درگیری را بیشتر کرد تا امکان مهار نیروی بزرگتری توسط انکر فراهم آید.
از این نوع انکر و رول بولت های شیمیایی برای کاشت آرماتور در بتن سخت شده نیز میشود استفاده کرد. گاهی به دلیل تغییر نقشه ها لازم میشود تا بتن ریزی جدیدی در ادامه سازبه بتنی موجود اجرا شود. برای اتصال سازه جدید و قدیمی لازم است حتما آرماتورهای انتظار جدید در بتن قدیمی کاشته شود.
برای اینکار کافیست با سوراخکاری مناسب در بتن و به کمک انکرها و چسبهای شیمیایی، آرماتورهای مورد نظر را با عمق مطلوب طراح، کاشت.
درگیری مکانیکی:
این انکرها به گونه ای طراحی می شوند که هنگام نصب شدن به بدنه سوراخ فشرده شده و داخل بتن قفل شوند. از آنجا که اغلب برای انجام این کار قسمت انتهایی انکر متورم و منبسط می شود، اغلب به این نوع انکر بولت و رول بولتها، اکسپنشن بولت نیز می گویند.
البته برخی از انکر بولتهای مکانیکی خود را با ایجاد حفره بزرگی در انتهای سوراخ، نصب می کنند. این نوع انکرها به لحاظ بالا بودن تکنولوژی و قیمت ، بسیار کم کاربرد بوده و عملاً در بازار حضور چندانی ندارند.
بنابراین می توان مدعی شد قریب به اتفاق انکرهای موجود در بازار از مکانیزم های انبساطی که قبلاً شرح دادیم برای ایجاد درگیری با بتن استفاده می کنند.
مکانیزم تحمل بار در انکر بولت و رول بولت ها
در اینجا سوال بسیار مهمی که پیش می آید این است که : انکرها چگونه نیروی وارد بر خود را تحمل میکنند؟
برای مثال در صورتی که یک جت فن به وزن 100 کیلوگرم را با چهارانکر به سقف بتنی یک تونل ببندیم ، مکانیزم انکرها برای تحمل این بار چیست و در چه حالتی انکر از تحمل این نیرو باز میماند و اتصال در هم میشکند؟
جهت روشن شدن مطلب، همان مثال بالا یعنی جت فن را در نظر بگیرید . وزن جت فن از طریق پایه ها به صورت یک نیروی کششی به چهار انکر وارد میشود.
نیروی کششی از طریق بدنه فلزی انکر به انتهای آن که در بتن چفت شده است منتقل شده و از آنجا به ذرات داخل بتن منتقل میشود.
این نیروی متمرکز در انتهای انکر بولت و رول بولت به صورت یک مخروط در داخل بتن منتشر میشود و به واسطه چسبندگی ذرات بتن به یکدیگر در کل سازه پخش و مهار میگردد.
درک این ساز و کار است که باعث میشود بتوانیم علل شکست یک اتصال را درک کنیم. در واقع یک اتصال با انکر زمانی شکست میخورد که یکی از عناصر بالا نتوانند نیروی وارد شده به انکر را مهار کرده و انتقال بدهند.
در ادامه مکانیزمهای مختلف شکست انکر را بررسی می نماییم.
انواع شکست انکر بولت و رول بولت
شکست انکر زمانی اتفاق می افتد که یکی از عناصر انتقال نیروی انکر نتواند نیروی وارده به انکر را تحمل نماید. شایعترین علل شکست انکر بولت و رول بولت موارد زیر می باشد:
- بیرون آمدن انکر از بتن
- شکست بتن
- شکست بدنه فولادی
- شکست صفحه نصب
بیرون آمدن انکر بولت و رول بولت از بتن
در این نوع از شکست انکر، مکانیزم گیرش انکر در بتن به اندازه ای قوی نیست که بتواند بار وارده را منتقل نماید و انکر بولت و رول بولت فلزی بدون شکسته شدن از داخل سوراخ بتن در می آید. این شکست که به Pull-out failure معروف است، تنها تحت اثر بارهای کششی صورت میپذیرد.
شکست بتن
شکست بتن بسته به عامل ایجاد شکست، خود به چهار نوع فرعی تقسیم میشود:
۱- شکست مخروط بتنی (Concrete cone failure) :
که تحت اثر نیروی کششی کل مخروط بتن که باید نیروی وارده را مهار میکرده از بدنه اصلی جدا میشود.
۲ – شکافتگی بتن (Splitting failure):
این شکست نیز در اثر نیروی کششی پدید می آید اما در نیرویی بسیار کمتر از شکست مخروط بتن. علت آن فاصله کم انکر با لبه های بتن و یا فاصله کم دو انکر تحت کشش از یکدیگر است.در این دو حالت مخروط بتنی حول انکر نمیتواند به صورت کامل تشکیل شود و تداخل پیدا میکند که این امر باعث کاهش شدید نیروی شکست بتن میشود و در این مود شکست، یک ترک عرضی روی بتن و بین دو انکر بولت و رول بولت شکل میگیرد و اتصال شکسته میشود.
۳ – شکست لبه بتن (Concrete edge failure):
این شکست در اثر اعمال بار برشی بر انکری که نزدیک به لبه بتن نصب شده است به وجود می آید.
۴ – قلوه کن شدن بتن (Concrete pry-out failure):
این شکست تاحد زیادی مشابه شکست مخروط بتنی است با این تفاوت که چون تحت اثر بار برشی به وجود میآید ، مخروط بتن در این شکست نامتقارن بوده و گاه تنها از یک سمت بتن اتفاق می افتد.
شکست فولاد:
در این نوع از شکست انکر ، نیروی منتقل شده به انکر ، بزرگتر از ظرفیت انکر بولت و رول بولت بوده و باعث بریده شدن و شکستن آن میشود. شکست فولاد ممکن است در اثر نیروی کششی یا نیروی برشی اتفاق بیفتد.
شکست صفحه نصب:
این نوع از شکست انکر بولت و رول بولت به دلیل عدم تناسب ضخامت صفحه نصب با نیروی وارده بر آن صورت میپذیرد.