انکر بولت (Anchor Bolt) و کاربرد های آن

انکر بولت نوعی بست است که از آن برای اتصال اجسام یا سازه به سنگ ، بتن و سایر مصالح استفاده می شود. به عنوان مثال هنگامی که قصد نصب ماشین آلات کارخانه را دارید، با توجه به سایز ماشین آلات و میزان لرزش آنها، انکربولت ها را در فونداسیون کاشته و ماشین آلات را به آنها می بندند. البته در زمان آرماتوربندی و قبل از بتن ریزی چنانچه مکان انکر بولت پیش بینی شده باشد، می توان آنها را جایگذاری نمود. در غیر اینصورت با انجام کرگیری، سوراخ لازم برای نصب انکربولت ایجاد می شود. با ترکان تجهیز همراه باشید.

یکی از کاربرد های عمده انکربولت، نصب صفحه روی بتن یا فونداسیون است. پس از کاشت انکر بولت به طرق مختلف در بتن، صفحه فولادی به بتن پیچ می شود. حال این صفحه می تواند پایه ای برای انجام کارهای مختلف مانند نصب ستون از طریق جوشکاری و غیره باشد. 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 (Anchor Bolt) مناسب با توجه به نوع عملکرد، سایز، ظرفیت باربری و محدودیت های نصب می باشد.

انکر بولت از لحاظ نوع و عملکرد به دو دسته مکانیکی و شیمیایی طبقه بندی می شود.

به طور کلی عملکرد انکربولت ها ( گیرایی در بتن یا مصالح دیگر ) به چهار روش صورت می پذیرد:

۱- اصطکاکی (Friction) یا انبساطی (Expansion)

در این حالت انکربولت پس از نصب یا کاشت، به واسطه ایجاد نیروی اصطکاک با مصالح پایه می تواند بار های متفاوتی را تحمل کنند. اغلب انکرهای فلزی – این نوع انکر ها با نام انبساطی نیز شناخته می شوند – و پلاستیکی ( رول پلاک ) به این شیوه عمل می کنند و به راحتی نصب می شوند.

۲- کلیدی یا چفت و بستی (Keying)

در این حالت انکربولت با ایجاد حفره یا خزینه کردن مصالح پایه – که در این حالت اغلب بتن می باشد – باعث ایجاد گیرایی می شود. این نوع انکربولت ها ظرفیت باربری بالایی دارند و می توانند بارهای دینامیکی را نیز تحمل کنند و در فواصل کمی از لبه مصالح پایه نیز نصب شوند.

۳- ترکیب اصطکاکی و کلیدی (Combination of Friction & Expansion)

این نوع انکربولت ها به طور همزمان به دو روش اصطکاکی و کلیدی عمل می کنند. این انکربولت ها نیز ظرفیت باربری بالایی دارند و بارهای دینامیکی را نیز تحمل می کنند.

۴- چسبندگی (Bonding)

انکربولت های شیمیایی که با نام چسب بتن یا چسب کاشت آرماتور نیز شناخته می شوند، با ایجاد چسبندگی بین میلگرد یا راد تمام رزوه (Rod) با مصالح پایه، باعث ایجاد ظرفیت باربری می شوند. مزیت استفاده از این نوع انکربولت ها عدم محدودیت استفاده در قطر و عمق کاشت می باشد.

لازم است که انکربولت از استحکام بالا برخوردار بوده و به اصطلاح تنش تسلیم بالایی داشته باشد. همینطور باید ضد زنگ و خوردگی باشد. آب و هوای محیطی که انکربولت استفاده می شود نیز مهم است. رطوبت در کنار دریا و یا آلودگی شیمیایی در محیط های صنعتی، عامل موثر در انتخاب جنس و نوع انکربولت است.

در طراحی انکربولت برای پروژه مدنظر، عوامل متعددی باید در نظر گرفته شود، از جمله:

۱- امتداد یا راستای بار:

از آنجا که وظیفه انکربولت تحمل بار است، پس جهت نیروی وارده کششی و برشی باید مشخص باشد.

۲- نوع بار:

بالطبع بار ایستا و بدون حرکت با باری که دینامیک و متحرک است، تفاوت فراوانی دارد.

۳- توزیع بار همسان بین انکر بولت ها:

اگر مجموعه ای از انکربولت ها، قطعه ای را تثبیت نموده اند، ممکن است به دلیل عدم طراحی و یا اجرای صحیح، بار وارده بر بعضی از آنها بیشتر باشد.

۴- بار وارد بر سازه بتنی:

مجموع بارهای استاتیک و دینامیک وارد بر سازه ای که انکربولت هم روی آن نصب می شود، در طراحی و اجرای انکربولت تاثیرگذار است.

۵- فاصله انکر بولت ها از هم و از لبه سطحی که روی آن نصب می شوند:

عدم توجه به این پارامتر در هنگام نصب انکر بولت ها، ممکن است سبب ایجاد ترک خوردگی بین آنها و یا در لبه بتن یا مصالح شود.

۶- عمق کاشت:

هنگامی که بار وارده بر انکربولت محاسبه می شود، قطر لازمه انکربولت بدست می آید. اما ممکن است به دلیل جای نا مناسب و یا رعایت سایر اولویت ها و یا محدودیت های ماشین آلات که قرار است مستقر شوند، نتوان قطر محاسباتی را اجرا نمود، در این حالت طول انکر بولت و عمق کاشت آن در صورت امکان افزایش می یابد.

۷- میلگردهای مسلح کننده بتن:

وجود این میلگردها در ناحیه نصب انکربولت، بستر مستحکمتری در اختیار انکربولت قرار می دهد. البته از برخورد تصادفی آنها باید پیشگیری شود.

۸- بتن ترک دار:

وجود ترک های ریز رایج در بتن های در حال کشش، بر محاسبات انکربولت تاثیرگذار است. چرا که سبب کاهش استحکام انکر بولت در مکانش می شود.

عوامل مؤثر در انتخاب نوع انکربولت 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 انکربولت 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 انکربولت می باشد. جنس (فولادی، پلاستیکی و شیمیایی) و پوشش (گالوانیزه سرد، گالوانیزه گرم، استنلس استیل و …) انکربولت انتخابی از مواردی است که با توجه به شرایط محیطی تعیین می شوند.

۲- میزان بار

انکربولت 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 انکربولت ها 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 بار ها 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 می بایست انکر بولت (Anchor Bolt) مناسب انتخاب شود.

۴- قطر انکر بولت (Anchor Bolt) 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 انکربولت ها از لبه بتن و یا فاصله نصب انکربولت ها از یکدیگر، قطر و عمق کاشت انکربولت تعیین می شود.

عمق کاشت انکربولت، 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 … ازجمله 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 انکربولت و صفحه فلزی به طور همزمان نصب می شوند.

۷-۲ – Pre Setting

در این روش ابتدا انکر بولت (Anchor Bolt) کاشته می شود و سپس صفحه فلزی، راد، آرماتور،تجهیزات و … در زمان مناسب نصب می شوند.

هنگام نصب انکر بولت، نکات زیر را باید در نظر گرفت:

قبل از دریل کاری، از ردیاب هایی که توانایی تشخیص حضور میلگرد و سایر اشیاء را در داخل بتن مسلح دارند و می توانند مکان آنها را نیز مشخص کنند استفاده کنید.

مته ای را برای دریل کاری انتخاب کنید که سایز آن مناسب انکر بولت باشد. عمق کاشت را با توجه به مدل انکربولت تعیین نمایید.

با مته صحیح انتخاب شده، سوراخ را ایجاد نمایید.

گرد و خاک ریز و درشت را از داخل سوراخ خارج کنید.

عمق سوراخ ایجاد شده را بررسی کنید.

انکر بولت را با ابزار مناسب نصب کنید.

جهت سفت نمودن، از آچار ترکمتردار مناسب استفاده کنید.