بارگذاری انکر بولت ها و نحوه انتخاب انکربولت براساس بارگذاری

انتخاب انکر بولت بر اساس بار گذاری

انواع بارگذاری

یکی از فاکتورهای بسیار مهم که هنگام انتخاب یک نوع انکر بولت برای نصب در بتن باید در نظر آورد، انتخاب انکر بولت بر اساس بار گذاری و ماهیت باری  که باید تحمل کند است.

در اغلب مواقع، تعیین نوع انکر در نهایت تنها به نوع بارهایی که در محل نصب  تجربه خواهد کرد بستگی پیدا می کند، مگر زمانیکه نوع کاربری و عوامل بیرونی خاص باعث شوند از این عامل صرف نظر کنیم.

برای درک این موضوع به بخش مربوط به طراحی در همین مقاله دقت کنید. اینکه چطور مقتضیات اقتصادی و قوانین محلی می توانند برخی کاربریها را از انتخابهای مهندسی معاف کنند.
در این مقاله نمونه کاربریهای متداول را بر حسب ماهیت بار تقسیم بندی می نماییم.
هرچند تقسیم بندیهای بسیار متنوعی در مورد ماهیت بارهای سازه ای وجود دارد اما با اندکی ساده سازی می توان انواع بار متداول را به بخشهای زیر تقسیم کرد:
• بارهای استاتیکی
• بارهای دینامیکی
o بارهای همساز
o بارهای دوره ای
o بارهای انتقالی
o ضربه

بارهای استاتیکی

به نیرویی گفته می شود که مقدار و جهت آن ثابت و پایدار باشد. هر چند در جهان واقع تقریباً هیچ وقت یک نیروی استاتیکی کاملاً ثابت وجود ندارد، اما با ساده سازی در طراحی های مهندسی میتوانیم بسیاری از انواع بار ها را بار استاتیکی در نظر بگیریم.
ضریب ایمنی که در طراحی استاتیک در نظر گرفته می شود، می تواند خطای ناشی از این ساده سازی ها را پوشش دهد. البته نکته ی بسیار مهم در انجام این پروسه این است که از ابتدا قضاوت درستی در مورد نوع بار کرده باشیم.
کنش های استاتیکی ( متشکل از نیروها و جابجایی ها) به دو دسته عمده تقسیم می شوند:
استاتیکی: که در آن تغییرات در جهت و اندازه نیرو یا جابجایی بسیار اندک است.
شبه استاتیکی: که در آن سرعت تغییرات در جهت و اندازه نیرو یا جابجایی بسیار اندک است.
در ادامه نمونه های متداول کنش های استاتیکی را برمی شماریم:
● وزن المان باربر ( بار مرده)
● بارهای دائمی ( بار مرده)
○ وزن المانهای غیر باربر مانند کفسازی و نازک کاری
○ بارهای ناشی از کرنش های پایدار مانند انبساط ها، انقباض ها و نشستهای تکیه گاهی
● بارهای متغیر ( بار زنده)
○ وزن افراد
○ وزن برف
○ بار ناشی از باد

بارهای دینامیکی

به نیروهایی که مقدار و جهت آنها در طول زمان تغییرات قابل توجهی دارد گفته می شود. تغییرات این نیروها باعث ایجاد اینرسی می گردد که نمی‌توان آن را نادیده گرفت. نیروهای دینامیکی بر اساس شیوه تکرار و نحوه تغییرات شان در طول زمان آن به چهار دسته تقسیم می شوند

بارهای همساز یا هارمونیک

این بارها به صورت سینوسی در طول زمان تغییرات منظمی دارند. یکی از عمده ترین منابع به وجود آورنده این بار ها، لرزش ناشی از ماشین آلات است.

 بارهای دوره ای یا پریودیک

بارهایی که در دوره های نه چندان منظم، به صورت رفت و برگشتی و تکرار شونده بر سازه عمل می کنند. مانند بار ناشی از ماشینها و تجهیزاتی مثل پرسها، پانچها و آسانسورها.

 بارهای لرزه ای

بارهایی که به صورت اتفاقی نوسانات نامنظمی دارند دوره تناوب آن ها نامشخص است. مانند بار زلزله.

 بارهای ضربه ای

ین بارها به صورت تصادفی و در بازه زمانی بسیار کوتاه و با شدت بالا اتفاق می افتد. مانند بار انفجار یا تصادف.

طراحی و انتخاب انکر بولت براساس بارکذاری

پس از مشخص شدن نوع بار بر اساس کاربری مورد نظر، باید انکری مناسب که قابلیت تحمل بار مذکور را داشته باشد انتخاب نمود. آنچه باعث میشود انکری توانایی تحمل یک نوع بار را داشته باشد، ساختار درگیری آن با بتن است.
تمامی انکرها توان مقابله با بارهای استاتیکی را دارند. اما برای مقابله با بارهای دینامیکی باید به دنبال انکرهایی بود امکان مهار آنها را داشته باشند.
طراحی دینامیکی انکرها بر اساس نوع بار دینامیکی در سه کلاس مختلف انجام می شود:
طراحی خستگی (fatigue): برای انکرهایی که تحت بارهای هارمونیک یا پریودیک قرار میگیرند.
طراحی زلزله (seismic): برای انکرهایی که تحت بارهای ناشی از پاسخ سازه زلزله قرار میگیرند.
طراحی شوک (shock) : برای انکرهایی که در طول عمر سازه تحت بارهای ضربه ای قرار میگیرند.
انکرهایی که اطلاعات طراحی برای هریک از کلاسهای فوق را دارند توسط سازندگان مشخص میشوند و بر اساس این اطلاعات است که طراح بولت مناسب را انتخاب مینماید.
در ادامه انتخاب انکر بولت بر اساس بار گذاری ، کاربردهای رایج را بر اساس اینکه در کدام کلاس طراحی قرار میگیرند تقسیم بندی می نماییم.

خستگی

کاربردهایی که مشمول طراحی خستگی میشوند در دو گروه اصلی جا میگیرند:
ارتعاشات: که تعداد بسیار بالا و مقدار نه چندان بالایی دارند. مثالهایی از بارگذاری ارتعاشی را در زیر میبینید:
• ماشینهای تهویه هوا
• موتورهای چرخشی یا رفت و برگشتی
• آسیابها
• پمپها

بار گذاری و بار برداری مکرر: که تعدد کمتری نسبت به دسته بالایی دارد اما مقادیر آن بیشتر است. مانند:
• جرثقیلها
• اسانسورها و بالابرها
• رباتها
• اتصالات پلها
• نوارهای نقاله و پله برقی

 

زلزله

در عمل تمامی انکرها بسته به جغرافیایی که در آن نصب میشوند، کم و بیش در معرض بار زلزله هستند. اما در عمل لازم نیست برای تمام اتصالات از انکرهایی که برای مهار بار زلزله تایید شده اند استفاده کنیم.
در واقع تعداد بسیار زیادی از اتصالات واجد چنان اهمیتی نیستند که طراحی زلزله ای شوند. این عمل در جهت کاهش هزینه پروژه ها ضروری می باشد. اما تصمیمگیری در مورد اینکه درجه اهمیت و میزان حیاتی بودن اتصال چقدر است، باید به کمک قوانین محلی و البته همزمان شرایط پروژه صورت بپذیرد.
معمولا انکرهایی که در کاربردهای زیر استفاده میشوند باید برای زلزله طراحی شده باشند:
• اتصالات سازه ای
• کاشت آرماتورها
• ساپورت تاسیسات بزرگ مانند کانالهای سنگین، لوله های سایز بالا، جت فنها، منابع و …
• نصب عناصر مربوط به نازک کاری و طراحی داخلی که در صورت شکست منجر به خطر جانی یا ضرر مالی قابل توجه شوند مانند نمای خشک، سقف کاذب، علائم و تابلوهای بزرگ و …
• تجهیزات ساختمان مانند قفسه بندیهای بزرگ، تابلوهای کنترل، تجهیزات مدیریت بحران و ….
البته در تشخیص مصادیق کاربریهایی که نیاز به طراحی زلزله ای دارند اولویت با قوانین و کدهای محلی است. ضمن اینکه نوع ساختمان و کاربرد آن نیز به شدت در این قضاوتها اثر دارد.

شوک

اغلب کاربردهایی که لازم است در آنها نیروی شوک در نظر گرفته شوند به نصب تجهیزات ایمنی مربوط هستند. نمونه های متداول نصب که باید طراحی برای تحمل شوک در آنها انجام شود را در ادامه میبینید:

• تجهیزات حساسی که در محلهایی با احتمال انفجار (مثل نیروگاهها و تاسیسات نظامی) نصب میشوند.
• سازه های ایمنی که برای نگهبانی فرو ریزش یا شکست سازه های دیگر ساخته میشوند، مانند نگه دارنده های ترمز ایمنی آسانسور
• حفاظهای ایمنی در مقابل تصادف ماشینها
• ساپورت تاسیساتی که ممکن است ضربه قوچ قابل توجهی را تجربه کنند