انکر مکانیکی HSB Wedge anchor هیلتی و مقایسه آن با انکر مکانیکی HSV Wedge anchor هیلتی

 

انکرهای مکانیکی و انکر بولت های مکانیکی هر دو برای اتصال المان‌ها و اجزای ساختمان به بتن استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌هایی در نحوه نصب و استفاده از آن‌ها وجود دارد. از طرفی Wedge Anchors ‌ وSleeve Anchors از انواع عالی انکرهای مکانیکی هستند که اغلب در کارگاه‌های ساختمانی به اسم رول بولت و غلاف دار مصطلح هستند. با توجه به طیف گسترده این محصولات و برندهای مختلفی که در بازار ایران وجود دارند در این مقاله قصد داریم دو انکر مکانیکی یا انکر بولت مکانیکی از خانواده Wedge Anchors ‌ هیلتی را معرفی و با هم مقایسه کنیم.

در سال‌های گذشته انکر مکانیکی HSV Wedge anchor یکی از محبوب‌ترین و پرفروش‌ترین انکر بولت های مکانیکی هیلتی در ایران بوده است. از آنجایی که انکر مکانیکی HSB Wedge anchor هیلتی علاوه بر دارا بودن ویژگی‌های مشابه، مزیت‌های بیشتری نسبت به انکر مکانیکی HSV Wedge anchor هیلتی دارد، شرکت مادوی به‌عنوان نماینده انحصاری و رسمی شرکت هیلتی در ایران، اقدام به جایگزینی این محصول کرده است.

انکر مکانیکی HSB Wedge Anchor

انکر مکانیکی HSB Wedge Anchor یک محصول اقتصادی در سبد کالایی محصولات شرکت HILTI AG است. این محصول از نوع انکرهای مکانیکی منبسط شونده با کنترل گشتاور است که با توجه به تأییدیه‌های مربوطه (ETA-17/0452 / 2017-07-27) قابلیت استفاده در مصالح بتنی مسلح و غیرمسلح ترک نخورده را دارا است. از این محصول می‌توان در بتن‌های رده C20 تا C50 استفاده نمود. مطابق بند 9-18-4-3-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران و همچنین مطابق بند 17-2-3-4-4 آئین‌نامه ACI 318 ویرایش سال 2014 در صورتی که نتایج تحلیل نشان‌دهنده عدم ترک‌خوردگی عضو مربوطه تحت بارهای بهره‌برداری باشد، می‌توان از فرض ترک نخوردگی بتن در طراحی اتصال استفاده نمود.

پارامترهای مورد نیاز برای طراحی انکر مکانیکی HSB Wedge anchor

پارامترها مطابق دستورالعمل طراحی EN 1992-4:2016 که توسط DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik) به‌عنوان زیر مجموعه‌ای از سازمان EOTA (European Organisation for Technical Assessment) استخراج شده است در گزارش تأییدیه ETA-17/0452 / 2017-07-27 آمده است. خلاصه این پارامترهای در جداول C1 تا C3 آمده است.

مقایسه عمق سوراخکاری و حداقل ضخامت مصالح پایه HSV و HSB

مقادیر طول موثر، طول اسمی، عمق سوراخکاری و حداقل ضخامت مصالح پایه برای بولت‌های HSB و HSV سایز 8 تا 16 بر حسب میلی‌متر در نمودار زیر با یکدیگر مقایسه شده است. همان‌طور که مشاهده می‌شود، مقادیر نشان داده شده در نمودار برای هر دو نوع انکر مکانیکی HSB و HSV بسیار به هم نزدیک است. در برخی موارد مشاهده می‌شود که حداقل ضخامت مصالح پایه در انکر مکانیکی HSB کاهش یافته است که این موضوع مزیت این محصول نسبت به HSV محسوب می‌شود. لازم به ذکر است که انکرهای مکانیکی HSV دارای دو عمق کاشت متفاوت در هر سایز هستند که در مقایسه انجام گرفته، از عمق کاشت حداقل که برابر با عمق کاشت مربوطه (در سایز بولت یکسان) در انکر مکانیکی HSB است، استفاده شده است.

مقدار لنگر پیچشی مورد نیاز برای نصب صحیح HSV و HSB

مقدار لنگر پیچشی مورد نیاز برای نصب صحیح انکرهای مکانیکی نوع HSB Wedge anchor و HSV Expansion Anchor مطابق جدول زیر است. همان‌طور که در این جدول مشاهده می‌شود، به جز در مورد انکر سایز M16 تفاوتی میان لنگر پیچشی مورد نیاز برای نصب این دو نوع انکر وجود ندارد. کاهش لنگر پیچشی نصب در مورد انکر سایز M16 در HSB نصب آن را ساده‌تر می‌کند. لازم به یادآوری است که در مراحل نصب هر نوع از انکرهای مکانیکی انبساطی با کنترل گشتاور، در صورتی که انکر موردنظر به گشتاور نصب خود نرسد، ظرفیت باربری مورد انتظار را برآورده نخواهد کرد.

مقادیر فواصل بحرانی و فواصل مجاز حداقل HSV و HSB

فواصل بحرانی بین انکرها یا همان انکر بولت ها (Scr) و فاصله از لبه بحرانی (Ccr) برای کنترل خرابی مخروطی بتن و خرابی ناشی از دو نیم شدگی قطعه بتنی، به همراه حداقل فاصله مجاز بین انکرها (S-min) و حداقل فاصله انکرها از لبه (C¬min) برای بولت‌های HSB و HSV سایز 8 تا 16 در نمودار شکل زیر با یکدیگر مقایسه شده است. همان‌طور که در این شکل مشاهده می‌شود، مقادیر فواصل بحرانی و فواصل مجاز حداقل در انکرها یا انکر بولت های HSB و HSV هیلتی مشابه یکدیگر است. لازم به ذکر است که در صورتی که فاصله انکرها از یکدیگر و یا از لبه از مقدار بحرانی کمتر شود، بایستی این موضوع در محاسبه ظرفیت باربری آن‌ها منظور شود.

مقاومت کششی و برشی HSV و HSB

مقدار مقاومت کششی و برشی مشخصه (بدون اعمال ضرایب کاهش مقاومت)، مقاومت کششی و برشی طراحی و مقادیر مقاومت کششی و برشی توصیه شده (با اعمال ضریب 4/1 برای بارهای وارده) برای بولت‌های HSB و HSV سایز 8 تا 16 در نمودارهای نشان داده شده در شکل با یکدیگر مقایسه شده است. در استخراج مقادیر نشان داده شده در این نمودارها، فرضیات زیر صورت گرفته است:

الف) نصب انکرها یا انکر بولت ها به‌درستی و مطابق لنگر پیچشی توصیه شده انجام گرفته است.

ب) بتن پایه از رده C20 در نظر گرفته شده است.

ج) تأثیر فاصله از لبه و فواصل انکرها یا انکر بولت ها از یکدیگر در نظر گرفته نشده است.

د) حداقل ضخامت مصالح پایه در نظر گرفته شده است.

همان‌طور که در این نمودار‌ها مشاهده می‌شود، مقادیر ظرفیت کششی و برشی طراحی انکر مکانیکی HSB و HSV به‌ازای سایز یکسان، بسیار نزدیک به یکدیگر است.

تنش نهایی و تنش جاری HSV و HSB

مقدار تنش نهایی مشخصه (fuk) و تنش جاری شدن مشخصه (fyk) مصالح مورد استفاده در برای بولت‌های HSB و HSV سایز 8 تا 16 در جدول زیر آمده است. همان‌طور که در این جدول مشاهده می‌شود، هر دو این انکرها دارای تنش نهایی مشخصه و تنش جاری شدن مشخصه یکسانی هستند.

با توجه به مطالب ذکر شده و همچنین با عنایت به این موضوع که انکر مکانیکی منبسط شونده نوع HSB Wedge anchor علاوه بر اینکه از لحاظ انواع مشخصات، بسیار مشابه انکر مکانیکی نوع HSV Wedge anchor است و بعلاوه دارای تأییدیه اتحادیه اروپا ETA نیز هست، پیشنهاد می‌شود این محصول در المان‌هایی که تحت اثر نیروی زلزله قرار نمی‌گیرند، جایگزین انکر مکانیکی HSV شود.

جمع‌بندی

انواع انکر بولت هیلتی برای انواع اتصالات با شرایط مختلف مانند میزان باربری، عمق و قطر سوراخ، شرایط بتن و نوع بار تولید می‌شوند که هر کدام مزیت‌ها و ویژگی‌های منحصربه‌فرد خودشان را دارد. انکر بولت های مکانیکی هیلتی که انکرهای مکانیکی عبارت صحیح‌تری برای آن هست نیز دسته‌بندی‌هایی دارد. انکرهای منبسط شونده، انکرهای پیچشی و انکرهای گلدانی زیرمجموعه انکرهای مکانیکی هیلتی هستند. در این مقاله دو انکر منبسط شونده HSV Wedge anchor و HSB Wedge Anchor را مورد بررسی و مقایسه قرار دادیم. این دو محصول بسیار مشابه هم هستند. انکر HSB مزیت‌های بیشتری نسبت به انکر HSV دارد و در شرایطی که تأثیر نیروی زلزله مطرح نیست، انتخاب بسیار مناسبی برای کاربردهای مورد نیاز خواهد بود.