انکر بولت با گل مربعی و شش گوش – رول بولت (هیلتی) – Eye بولت – انکر بولت های J، U، L شکل – انکر بولت ساده- تیپ I

پیچ های پایه (انکربولت) DIN 529 Anchor bolt

اگر وارد یک محیط صنعتی چه از یک کارگاه کوچک تا یک کارخانه بزرگ شویم خواهیم دید که یک سری از دستگاه ها و ماشین آلات با توجه به کار در یک محیط ارتعاش زا و اینکه خود می توانند در حین کار ارتعاش زیادی تولید کنند ولی بدون هیچ گونه لرزش و ارتعاش کار کرده و دقتی در حد میکرون دارند . یکی از دلایل اینکه این دستگاه ها به طور کامل مهار شده اند. بحث فونداسیون یا یر سازی آنها بوده که به صورت تخصصی تر به آنها می پردازیم.
فونداسیون ( زیرسازی )
جهت نصب یک ماشین ابزار و یا یک دستگاه صنعتی با توجه به طراحی ، حجم ، وزن ، و بر حسب اینکه در چه منطقه ای می خواهیم دستگاه را نصب کنیم(از نظر زلزله خیز بودن ) و مقاومت زمین یک فونداسیون روی زمین باید طراحی و اجرا گردد که این فونداسیون اهداف ذیل را پوشش می دهند:
۱٫ استقرار کامل دستگاه در محل.
۲٫ جلوگیری از انتقال ارتعاش از محیط به دستگاه و بلعکس.
۳٫ ایجاد فضای مناسب جهت بازدهی بهتر دستگاه.

حال اگر وارد بحث تخصصی فونداسیون شویم یک سری پیچ تحت عنوان پیچ های پایه وجود دارند,که با توجه به ساختمان دستگاه در چند نقطه به کار می روند. که هدف آنها اتصال محکم دستگاه به بتن کف می باشد.
این پیچ ها با توجه به نوع کاربرد و شکل سر آنها به صورت های گوناگون از قبیل قلابی ،Tشکل، مخروطی ،گرد و… وجود دارندکه در شکل FIG 2 یک نمونه قلابی جهت نصب ماشین ابزار استفاده شده است.
این پیچ ها باید دارای مشخصات فنی ذیل باشند :
۱٫ دارای درجه استحکام بالا
۲٫ دارای تنش تسلیم بالا
۳٫ ضد زنگ
۴٫ ضد خوردگی
۵٫ طول مناسب با توجه به نوع کار
محل استقرار پیچ ها با توجه به جایگاه هایی که بر روی دستگاه قرار داردباید اندازه گیری شود. و دقیقاً بر روی کف فونداسیون کار گذاشته می شوند که اطراف پیچ ها را بتن ریخته و محکم می کنند .
این پیچ ها با توجه به شکل هندسی سر آن در داخل بتن در جای خود ثابت و محکم می گردند بعد از اینکه بتن آماده تحمل بار گردید یک سری اجسام که می توانند به شکل مکعب مستطیل و یا استوانه باشند و جنس آنها می تواند از فلز یا لاستیک باشد. در درون پیچ قرار گرفته که وزن کل دستگاه به آنها وارد می شود که معمولا هدفی جز جلوگیری از ارتعاش و لغزش ندارند. لازم به ذکر است در پاره ای از اوقات از چسب بین بتن و دستگاه جهت نصب محکم تر و ارتعاش گیری به جا اجسام فوق به کار برده می شود .
نوع دیگری از این پیچ ها حالت کپسولی داشته که مایع چسبنده قوی در داخل آنها قرار دارد این مایع به اندازه بتنی که در داخل فونداسیون ریخته می شود قوی می باشد . این پیچ ها را داخل فونداسیون قرار می دهند شیشه اطراف آن به راحتی می شکند ومایع درون آن به اطراف پخش می شود و باعث محکم شدن پیچ ها داخل فونداسیون می شود .

انواع انکر بولت:
۱) به صورت مستقیم:
الف ) میلگرد ساده
ب ) میلگرد عاجدار : باعث درگیری بیشتر با بتن و وجود برجستگی در روی میلگرد سطح تماس با بتن را افزایش می دهد.
۲) به صورت خم دار :
الف) خم ۹۰ درجه
ب) خم عصایی
ج) نوع کج : در این نوع زاویه خم ایجاد شده کمتر از ۹۰ است است حسن آن نسبت به ۹۰ درجه کوچک تر بودن آن است
انکر بولت از دو قسمت اصلی تشکیل شده است
۱)قسمتی که داخل بتن قرار می گیرد و رزوه نشده می باشد و اتصال با فونداسیون را برقرار می سازد.
انکر بولت ( Anchor Bolt )

در پروژه های ساختمانی، انکر بولت ( رول بولت ) ها به منظور نصب صفحه ( Plate ) های فلزی با ابعاد و ضخامت های مختلف به سطوح ( Base Material ) از جنس بتن سخت شده، سنگ، آجر و … مورد استفاده قرار می گیرند
این صفحه ها امکان اتصال و جوشکاری قطعات فلزی مختلف به سازه بتنی به منظور اجرای انواع نماهای خشک و کامپوزیت، اجرای ساپورت های تأسیسات مکانیکی و الکتریکی، نصب تجهیزات و ماشین آلات و … را فراهم می کند. اما آن چه در این میان اهمیت دارد انتخاب انکر بولت مناسب با توجه به نوع عملکرد، سایز، ظرفیت باربری و محدودیت های نصب می باشد.
ابزاری است برای فیکس نمودن و نصب ماشین ها و مکانیزم های صنعتی در محل نصب و داخل فونداسیون قرار میگیرد البته ابعاد و اندازه های متفاوتی دارند و بنابر ابعاد و اندازه دستگاه و همچنین فاکتورهایی مثل میزان ارتعاش و لرزش دستگاه و همچنین شرایط حل نصب اندازه آنها را طراح مشخص می کند.شکل ظاهری آنها هم همان طوری که از نامش معلوم است شامل یک قسمت پیچ و مهره و یک قسمت لنگ نگه دارنده است قسمت لنگر باید داخل فونداسیون قرار گیرد و قسمت پیچ در محل نصب ، به ماشین باعث فیکس شدن ماشین به زمین می شود و البته قابلیت تنظیم و رگلاژ را هم دارد.

عوامل مؤثر در انتخاب نوع انکر عبارتند از :

۱- شرایط محیطی
عوامل جغرافیایی مانند شرایط آب و هوا و میزان رطوبت، وجود مواد خورنده مانند اسید ها، چربی ها، مواد نفتی، فسفات ها، سولفات ها و … در محل نصب انکر و در مکان هایی چون شهرهای حاشیه دریا ها، پالایشگاه ها، تصفیه خانه ها، نیرو گاه ها، کارخانه ها و … از عوامل مؤثر در انتخاب انکر می باشد. جنس ( فولادی، پلاستیکی و شیمیایی )و پوشش ( گالوانیزه سرد، گالوانیزه گرم، استنلس استیل و … ) انکر انتخابی از مواردی است که با توجه به شرایط محیطی تعیین می شوند.

۲- میزان بار
انکر ها بر حسب نیاز، نوع عملکرد، جنس، نوع بار ( کششی و برشی و یا استاتیکی و دینامیکی )،بارهای مختلفی را ( بین ۱۰ تا ۱۵۰۰۰ کیلوگرم ) می توانند تحمل کنند.

۳- نوع بار
به طور کلی بار های سازه ای به دو دسته تقسیم می شوند:

۳-۱ – بارهای استاتیکی ( Static Load )
بار های استاتیکی با میزان ثابت به سازه وارد می شوند و با گذشت زمان تغییر نمی کنند. بار مرده مانند وزن سازه، وزن تجهیزات نصب شده، وزن نفرات و … نمونه هایی از بار استاتیکی می باشد. تقریباً همه انکرها این نوع بار را تحمل می کنند.

۳-۲ – بارهای دینامیکی ( Dynamic Load )
این نوع بار ها با گذشت زمان تغییر می کنند و به سه دسته کلی تقسیم می شوند:

۳-۲-۱ – خستگی ( Fatique )
عبور و مرور نفرات، ماشین آلات، نیروی وزش باد، بارش برف، انواع دستگاه ها و تجهیزات در حال کار مانند موتور های برقی، مثال هایی از ایجاد این نوع بارها هستند.

۳-۲-۲ – شوک ( Shock )
این نوع بار در زمان بسیار کوتاه و بر اثر برخورد شدید، انفجار و یا از بین رفتن قسمتی از سازه ایجاد می شود.

۳-۲-۳ – زلزله ( Seismic )
بدیهی است برای تحمل هر یک از انواع بار های دینامیکی میبایست انکر مناسب انتخاب شود.

۴- قطر انکر و عمق کاشت
بر اساس میزان بار و همچنین محدودیت های موجود مانند سوراخ های موجود روی پایه های ماشین آلات و تجهیزاتی که باید نصب شوند و سایر محدودیت های طراحی و اجرا مانند فاصله نصب انکر ها از لبه بتن و یا فاصله نصب انکر ها از یکدیگر، قطر و عمق کاشت انکر تعیین می شود.
عمق کاشت انکر، نسبت مستقیم با میزان باربری آن خواهد داشت که البته حداقل و حداکثر آن توجه به ضخامت ماده پایه و همچنین توانایی های کارخانه سازنده و اجازه آیین نامه های موجود تغییر می کند.
زمانی که قطر انکر به واسطه برخی محدودیت های اشاره شده معین و ثابت باشد، اما باربری آن کمتر از میزان بار وارده باشد، با افزایش عمق کاشت می توان انکر را انتخاب کرد. در سوی دیگر اگر باربری انکر بیشتر از میزان بار وارد شده باشد، می توان عمق کاشت را کاهش داد تا بهترین انتخاب صورت گیرد.
با توجه به مطالب فوق، انکر های شیمیایی تنها محصولاتی هستند که قابلیت انتخاب، طراحی و اجرا با عمق کاشت های متغیر را دارند.

۵- ماده یا مصالح پایه ( Base Material )
انواع مختلف بتن از جمله بتن سخت ( Solid )، متخلخل ( Hollow )، سبک ( Light Weight )، ترک دار ( Crack )، هوا دار ( Aerated ) و … به همراه انواع آجر ( Brick )، سفال ( Hollow Brick )، بلوک های گچی و سیمانی ( Gypsum & Cement Board )، سنگ های طبیعی ( Natural Stone ) و … از جمله مصالحی می باشد که به واسطه مقاومت های گوناگون یکی از عوامل تعیین کننده در انتخاب انکر می باشند.

۶- فاصله از لبه ماده پایه و فاصله دو انکر از یکدیگر ( Edge & Space Distance )
هر نوع انکر دارای مشخصاتی است که به واسطه آن می باید در یک فاصله مشخص از لبه آزاد بتن، همچنین در یک فاصله مشخص از یکدیگر نصب شوند

۷- شرایط اجرا
به طور کلی انکر ها به دو روش نصب می شوند:

۷-۱ – Through Fastening
در روش اول انکر و صفحه فلزی به طور همزمان نصب می شوند.

۷-۲ – Pre Setting
در این روش ابتدا انکر کاشته می شود و سپس صفحه فلزی، راد، آرماتور،تجهیزات و … در زمان مناسب نصب می شوند.
انواع شکست انکر ( Anchor Failure ) :

۱- Pull Out
در این حالت انکر از داخل سوراخ خارج می شود، بدون آن که انکر، صفحه فلزی و بتن آسیب ببینند.
عدم رعایت مشخصات نصب انکر، مهمترین دلیل به وجود آمدن این شکست می باشد.

۲- Pull over
عدم تناسب بار وارد شده با ضخامت صفحه فلزی، باعث ایجاد این شکست می شود. در این حالت صفحه فلزی آسیب می بیند.

۳- شکست بتن ( Concrete Breakage )
زمانی که انکر در بتن نصب می شود، تنش ها در یک فضای مخروطی در بتن اعمال می شوند. اگر بتن نتواند این میزان تنش را تحمل کند، شکست مخروطی بتن اتفاق می افتد.

۴- 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 می افتد.

۵- شکست فولاد ( Steel Breakage )
در این حالت میزان بار وارده بیشتر از مقاومت کششی انکر می باشد و انکر اصطلاحاً بریده می شود.

عوامل مؤثر در طراحی انکر :
در بسیاری از موارد با توجه به شرایط و اهمیت و حساسیت نصب، انتخاب انکر مناسب می بایست با طراحی و بر اساس برخی مبانی و تئوری های مربوط به آن انجام گیرد. برخی عوامل مؤثر در طراحی انکر عبارتند از :

۱- راستای بار
کلیه بار های وارده با هر نوع و ماهیت، به دو نوع بار قابل تبدیل هستند :

۱-۱ – کششی ( Tensile Load , N )

۱-۲ – برشی ( Shear Load , V )

به همین دلیل انواع انکر با ظرفیت باربری کششی و برشی شناخته می شوند و برای طراحی انکر میزان این بار ها باید مشخص باشند.

۲- نوع بار
در طراحی استاتیکی یا دینامیکی بودن بار باید تعیین شود.

۳- بار وارد بر سازه
کلیه بار هایی که به سازه ( و نه انکر ) وارد می شوند، می بایست در طراحی انکر لحاظ شوند. این بار ها می توانند شامل وزن اعضای سازه و تجهیزاتی که به طور ثابت نصب شده اند ( بار های مرده ) و یا بار های ناشی از وزش باد، بارش برف، زلزله و یا تجهیزات و ماشین آلات در حال کار باشند.

۴- بار وارد به انکر
با توجه به وجود برخی محدودیت ها مانند نصب نا مناسب انکر ها، ممکن است همه آن ها به طور مساوی بارهای وارد شده را تحمل نکنند. همان طور که در تصاویر فوق نشان داده شده در این حالت تنها سه انکر بار برشی وارد شده را تحمل می کنند. برای جلوگیری از ایجاد این مشکل می توان فاصله بین انکر و سوراخ بین صفحه فلزی را با روش هایی چون استفاده از واشر های مخصوص ( Dynamic Set ) پر نمود.
بدیهی است استفاده و یا عدم استفاده از این روش می باید در طراحی مشخص شود.

۵- مصالح پایه

۶- فاصله انکر ها از یکدیگر و فاصله از لبه ماده پایه
تا زمانی که مخروط های تنش تشکیل شده توسط هر انکر با یکدیگر تداخلی نداشته باشند یا با لبه ماده پایه فاصله داشته باشند، باربری انکر ها کاهشی نخواهد داشت اما در شرایطی که این فواصل کمتر گردند لازم است که ضرایب کاهش دهنده بر باربری انکر ها اعمال گردد.
بدیهی است این فواصل از یک میزان مشخص نمی تواند کمتر شود.

۷- عمق کاشت
تغییر در عمق کاشت می تواند باعث تغییر اندازه مخروط تنش شود که در طراحی اثر گذار خواهد بود.

۸- میلگرد های مسلح کننده بتن
وجود میلگرد های مسلح کننده بتن می تواند کاهش اثر تداخل مخروط تنش ها کمک می کند.

۹- بتن ترک دار
هنگامی که بتن به عنوان ماده پایه در اثر اعمال نیرو تحت کشش قرار می گیرد، ترک های ریزی روی آن ایجاد می شود که اغلب قابل دیدن با چشم نیستند و اندازه آن ها از ۰٫۳ میلیمتر تجاوز نمی کند.
هنگامی که انکر در این نواحی نصب می شوند و در زمانی که بار های وارده از نوع دینامیکی هستند، وجود این ترک ها گیرایی انکر با بتن را به دلیل باز و بسته شدن ترک کاهش می دهندو باعث از بین رفتن یکپارچگی مخروط تنش تشکیل شده می شود. در نتیجه باربری انکر بین ۳۰ تا ۳۵ می شود که روی طراحی انکر اثر گذار خواهد بود.

۱۰- رفتار انکر در آتش
هنگامی که انکر ها در معرض وقوع آتش سوزی و یا انفجار قرار می گیرند، با گذشت زمان از میزان باربری آن ها کاسته می شود. لذا وجود اطلاعات مربوط به رفتار و میزان کاهش باربری آن ها در طراحی اثر مستقیم دارد.

آیین نامه های طراحی :
طراحی انکر بر اساس آیین نامه های عمرانی انجام می گیرد. قبل از انتخاب آیین نامه لازم است که هدف طراحی مشخص شود که به دو بخش تقسیم میشود

نصب صفحه فلزی و کاشت میلگرد.

ICBO,ACI,SOCOTEC,Dibt,ETA از جمله این آیین نامه ها هستند که ETA ( اروپا ) و ACI ( آمریکا ) از معتبر ترین ها به شمار می روند.

ETAG : Europian Technical Approval Guidline

ETAG 001 Annex C

Mechanical

Standard Layout

Standard Embedment Depth

ETAG 020

Plastic Anchors

EOTA TR 029

Design of Bonded Anchors

ETAG Fire : Based on EOTA TR 020

Evaluation of Anchorages in Concrete Resistance to Fire

DIBT Dynamic

ICC : Design Method Using the Provision of ACI 318-05 and ICC-ES AC 193 and AC 308

کاربرد ها :

نصب انواع پارتیشن، سقف کاذب، لوازم بهداشتی ساختمان،تجهیزات بیمارستانی، پانل های پیش ساخته بتنی، نمای فلزی ساختمان، ریل گذاری آسانسور و پله برقی، مهار داربست فلزی، ساپورت و نگهدارنده های سیستم های لوله کشی و کانال کشی، تجهیزات و ماشین آلات، ریل گذاری خطوط راه آهن و مترو، جرثقیل های سقفی، تجهیزات بنادر، آشیانه هواپیما، دکل های برقی و مخابراتی و …، نمونه هایی از کاربرد این محصول می باشد.

انکر ها در برند های معتبری چون HILTI، Fischer، Spit و همچنین سایر برندهای متفرقه قابل ارایه می باشند