برغي مرساة

اتصال العمود إلى الأساس[1]

تُستخدم براغي المرساة أو مسامير التثبيت إنگليزية: Anchor bolts لربط العناصر الهيكلية وغير الهيكلية بالخرسانة.[2]يمكن الوصل من خلال مجموعة متنوعة من المكونات المختلفة: براغي المرساة (المسماة أيضاً المثبتات)، أو الألواح المعدنية، أو أدوات التقوية. تنقل براغي المرساة أنواعاً مختلفة من الأحمال: قوى الشد وقوة القص.[3]

يمكن تمثيل الارتباط بين العناصر الإنشائية بواسطة عمود معدني ملحقة بأساس الخرسانة المسلحة.[4] من الحالات الشائعة للعنصر غير الإنشائي المرتبط بعنصر هيكلي الاتصال بين نظام الواجهة وجدار خرساني مسلح.[5]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الأنواع

أنواع براغي المرساة[1]


التثبيت في المكان المخصص

مسمار التثبيت المثبت في مكانه

أبسط – وأقوى – شكل من براغي التثبيت مثبت في مكانه، مع نهايته المضمنة التي تتكون من برغي حلقة مسطحة صغيرة مصنوعة من المعدن سداسية الشكل قياسية، أو 90 انحناء، أو نوع من الفلنجة المطروقة أو الملحومة (انظر أيضاً اللحام المسنن). تستخدم الأخيرة في الهياكل المركبة من الخرسانة والصلب كموصلات القص.[6] تشمل الاستخدامات الأخرى آلات التثبيت على الأرضيات الخرسانية المصبوبة[7] والمباني لأساساتها الخرسانية. يتم إنتاج العديد من المساعدات التي يتم التخلص منها عادةً، خاصةً من البلاستيك، لتأمين ومحاذاة المراسي المصبوبة في مكانها قبل وضع الخرسانة. علاوة على ذلك، يجب أيضاً تنسيق موقفهم مع تخطيط التعزيز.[3] يمكن تمييز أنواع مختلفة من البراغي المصبوبة/المثبتة في مكانها:[3]

  • حشوات الرفع: تستخدم في عمليات الرفع للخرسانة العادية أو حزم RC سابقة الإجهاد. يمكن أن يكون الإدخال عبارة عن قضيب ملولب. راجع أيضاً bolt (climbing).
  • قنوات المرساة: تستخدم في وصلات الخرسانة سابقة الصب.[8] يمكن أن تكون القناة من الصلب المدلفن على الساخن أو الفولاذ المشكل على البارد حيث يتم وضع لولب على شكل حرف T من أجل نقل الحمل إلى المادة الأساسية.
  • مسمار برأس: يتكون من صفيحة فولاذية ذات مسامير رأسية ملحومة (انظر أيضاً threaded rod).
  • الجلبات المعدنية الملولبة: تتكون من أنبوب بخيط داخلي يتم تثبيته مرة أخرى في الخرسانة.

بالنسبة لجميع أنواع المراسي المصبوبة في مكانها، فإن آليات نقل الحمولة هي التعشيق الميكانيكي،[3] أي الجزء المضمن من المراسي في عمليات نقل الخرسانة والحمل المطبق (محوري أو القص) عبر ضغط التحمل في منطقة التلامس. في حالات الفشل، يمكن أن يكون مستوى ضغط التحمل أعلى من 10 أضعاف قوة ضغط الخرسانة، إذا تم نقل قوة شد صافية.[3] تُستخدم المراسي المصبوبة في مكانها أيضاً في تطبيقات البناء، وتوضع في مفاصل الملاط الرطب أثناء وضع الطوب والكتل المصبوبة ( وحدات CMU).

مثبتة بموقعها

يمكن تثبيت المراسي يموقعها في أي موضع من الخرسانة المتصلدة بعد عملية الحفر.[3] يتم التمييز وفقاً لمبدأ عملها.

براغي التمدد الميكانيكية

برغي وتدي

تعتمد آلية نقل القوة على التعشيق الميكانيكي الاحتكاكي الذي تضمنه قوى التمدد. يمكن تقسيمها بشكل إضافي إلى فئتين:[3]

  • التحكم في عزم الدوران: يتم إدخال البرغي في الفتحة وتثبيته عن طريق تطبيق عزم دوران محدد على رأس البرغي أو قطعة مسطحة صغيرة من المعدن أو أي مادة أخرى باستخدام مفتاح عزم الدوران. تسمى فئة فرعية معينة من هذا المرساة "نوع الوتد". كما هو مبين في الشكل، يؤدي شد البرغي إلى دفع الوتد لأعلى مقابل الكم، مما يوسعها ويؤدي إلى ضغطها على المادة التي يتم تثبيتها عليها.
  • التحكم في الإزاحة: تتكون عادةً من غطاء تمدد وسدادة توسعة مخروطية، حيث يتم ربط الجلبة المعدنية داخلياً لقبول عنصر ملولب.

تقويض البراغي

تعتمد آلية نقل القوة على التعشيق الميكانيكي. تسمح عملية الحفر الخاصة بإنشاء سطح تلامس بين رأس المرساة وجدار الثقب حيث يتم تبادل ضغوط التحمل.

البراغي المقيدة

تعتمد آلية نقل القوة على ضغوط المقيدات التي توفرها المواد الأساسية الملزمة. يمكن استخدام كل من القضبان المضلعة والقضبان الملولبة ويمكن تقدير تغيير آلية الرابطة المحلية بشكل تجريبي. في القضبان المضلعة، تكون المقاومة سائدة بسبب سلوك القص للخرسانة بين الأضلاع بينما يسود احتكاك القضبان الملولبة (انظر أيضاً anchorage in reinforced concrete).[9]يشار أيضاً إلى البراغي المقيدة باسم البراغي المتماسكة[10] أو المراسي الكيميائية. مادة التثبيت عبارة عن مادة لاصقة (تسمى أيضاً ملاط)[3]تتكون عادة من إپوكسي، پولي‌إستر، أو راتنجات ڤينيل‌إستر.[1] يرتبط أداء أنواع البرغي من حيث "قدرة التحمل"، خاصةً تحت أحمال الشد، ارتباطاً وثيقاً بحالة تنقية الثقب. وقد أظهرت النتائج التجريبية[3] أن تخفيض السعة يصل إلى 60٪. وينطبق الشيء نفسه أيضاً على حالة الرطوبة للخرسانة، بالنسبة للخرسانة الرطبة، يكون التخفيض بنسبة 20٪ باستخدام راتنج پولي‌إستر. القضايا الأخرى تتمثل في سلوك درجات الحرارة المرتفعة[11]و الاستجابة الزاحفة.[12]

البراغي اللولبية

تعتمد آلية نقل قوة المثبت اللولبي على تبادل الضغط المركز بين المسمار والخرسانة من خلال اللوالب.

البراغي اللولبية

انظر أيضاً: خابور (مثبت)

براغي التاپكون

مسامير تاپكون هي براغي شائعة تستخدم لبرغي خرساني راتنجات ذاتية (براغي ذاتية). يشار إلى البراغي ذات القطر الأكبر باسم LDT. يتطلب هذا النوع من أدوات التثبيت ثقباً محفوراً مسبقاً - باستخدام مثقاب تاپكون - ثم يتم تثبيته في الفتحة باستخدام قاطع سداسي عشري قياسي أو [[[List of screw drives#Phillips | قاطع فيلپس]]. غالباً ما تكون هذه البراغي زرقاء أو بيضاء أو غير قابلة للصدأ.[13] وهي متوفرة أيضاً في إصدارات للتطبيقات البحرية أو تطبيقات الضغط العالي.

البراغي البلاستيكية

انظر أيضاً: خابور (مثبت)

تشبه آلية نقل القوة الخاصة بهم براغي التمدد الميكانيكي. يتم تطبيق عزم الدوران على المسمار الذي يتم إدخاله في غلاف بلاستيكي. عند تطبيق عزم الدوران، يوسع البلاستيك الغلاف على جانبي الفتحة ليكون بمثابة قوة تمدد.

البراغي التي تعمل بالمسحوق

انظر أيضاً: Powder-actuated tool

تعمل على نقل القوى عبر التعشيق الميكانيكي. تُستخدم تقنية التثبيت هذه في التوصيل بين الفولاذ والصلب، على سبيل المثال لتوصيل التشكيلات الجانبية المشكلة على البارد. يتم إدخال المسمار في المادة الأساسية عبر مسدس غاز يعمل بالغاز. يتم توفير الطاقة الدافعة عادةً عن طريق إطلاق وقود دافع قابل للاحتراق في شكل مسحوق.[14]يثير إدخال المثبت التشوه البلاستيكي للمادة الأساسية التي تتلاءم مع رأس المثبت حيث يتم نقل القوة.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

السلوك الميكانيكي

أساليب قصور التوتر

يمكن أن تتخرب البراغي بطريقة مختلفة عند تحميلها في حالة توتر:[3]

  • القصور في الصلب: يمثل الجزء الضعيف من الوصلة الوتد. يتوافق التخرب مع الشد الكسر للصلب كما في حالة اختبار الشد. في هذه الحالة، قد تكون مادة القاعدة الخرسانية سليمة.
  • الانسحاب: يتم سحب البرغي من الحفرة المحفورة مما يؤدي إلى إتلاف الخرسانة المحيطة جزئياً. عندما تتعرض الخرسانة للتلف، يشار أيضاً إلى القصور على أنه "سحب مستقيم".
  • المخروط الخرساني: بعد الوصول إلى قدرة التحمل يتشكل شكل مخروطي. يحكم القصور نمو الصدع في الخرسانة.[15]هذا النوع من القصور نموذجي في اختبار الانسحاب.[16][17]
  • قصور/تخرب الانقسام: يتميز القصور بتصدع انشقاقي يقسم المادة الأساسية إلى قسمين. يحدث هذا النوع من القصور عندما تكون أبعاد المكون الخرساني محدودة أو يتم تثبيت البرغي بالقرب من الحافة.
  • قصور/تخرب الاندفاع الخارجي (الانفجار): يتميز الفشل بالتشظي الجانبي للخرسانة بالقرب من رأس البرغي. يحدث هذا النوع من القصور في البراغي (المثبتة في مكانها بشكل عام) المثبتة بالقرب من حافة العنصر الخرساني.

في التحقق من التصميم بموجب حالة الحد النهائي، توصف الرموز للتحقق من جميع آليات القصور المحتملة.[18]

  • قصور معدني[1]

    قصور معدني[1]

  • قصور مخروطي خرساني[1]

    قصور مخروطي خرساني[1]

  • قصور مستقيم انسحابي[1]

    قصور مستقيم انسحابي[1]

  • قصور مستقيم خلالي[1]

    قصور مستقيم خلالي[1]

  • قصور اندفاعي خارجي[1]

    قصور اندفاعي خارجي[1]

  • قصور انقسامي

    قصور انقسامي

طرق القصور في القص

يمكن أن تفشل البراغي بطريقة مختلفة عند تحميلها في القص:[3]

  • قصور الصلب: يصل الوتد إلى قدرة الخضوع ثم يحدث التمزق بعد حدوث تشوهات كبيرة.
  • الحافة الخرسانية: يتطور سطح الكسر شبه المخروطي الذي ينشأ من نقطة التحمل حتى السطح الحر. يحدث هذا النوع من الفشل لمرساة على مقربة من حافة العضو الخرساني.
  • النقب: سطح كسر شبه مخروطي يتطور تميز القصور. عادة ما تحدث آلية التثبيت للمثبتات المصبوبة مع مسمار قصير جداً ممتلئ.[19] عادةً ما تكون المسامير قصيرة جداً وصلبة لدرجة أنها تحت حمل القص المباشر، تنثني مسببة تكسيراً معاصراً أمام الدعامة وحفرة من الخرسانة خلفها.

في التحقق من التصميم بموجب حالة الحد النهائي، توصف الرموز للتحقق من جميع آليات الفشل المحتملة.[18]

  • قصور الحافة الخرسانية[1]

    قصور الحافة الخرسانية[1]

  • قصور النقب[1]

    قصور النقب[1]

الشد/القص المشترك

عندما يتم تطبيق الشد المتواقت وحمل القص على البرغي، يحدث الفشل في وقت سابق (بقدرة أقل على تحمل الأحمال) فيما يتعلق بالحالة غير المقترنة. في رموز التصميم الحالية يفترض مجال تفاعل خطي.[20]

مجموعة البراغي

مجموعة من اثنين من البراغي المترابطة مع مخاريط خرسانية متداخلة[21]

من أجل زيادة قدرة تحمل الحمولة، يتم تجميع البراغي في مجموعة، علاوة على ذلك، فإن هذا يسمح أيضاً بترتيب لحظة الانحناء التي تقاوم الاتصال. بالنسبة لحمل الشد والقص، يتأثر السلوك الميكانيكي بشكل ملحوظ بـ (1) التباعد بين البراغي و (2) الاختلاف المحتمل في القوى المطبقة.[22]

سلوك تحميل الخدمة

تحت أحمال الخدمة (الشد والقص) يجب أن تكون إزاحة البرغي محدودة. يتم تقييم أداء البرغي (قدرة حمل الحمولة وحالات الإزاحة المميزة) في ظل ظروف تحميل مختلفة بشكل تجريبي، ثم يتم إنتاج وثيقة رسمية من قبل هيئة التقييم الفني.[23]في مرحلة التصميم، يجب ألا يكون الإزاحة التي تحدث في إطار الإجراءات المميزة أكبر من الإزاحة المسموح بها الواردة في الوثيقة الفنية.

سلوك الحمل الزلزالي

تحت الأحمال الزلزالية ستكون هناك احتمالية أن يتم تثبيت البرغي بشكل معاصر (1) في صدع و(2) تعريضها لأحمال القصور الذاتي متناسبة مع كل من الكتلة وتسريع العنصر المرفق (البنية الثانوية) إلى المادة الأساسية (الهيكل الأساسي).[2] يمكن تلخيص ظروف التحميل في هذه الحالة على النحو التالي:

  • الحمل المحوري النابض: القوة المحاذية لمحور البرغي، موجبة في حالة الانسحاب وصفر في حالة الدفع للداخل.
  • تحميل القص العكسي (يُطلق عليه أيضاً "القص المتبادل"): القوة العمودية على محور البرغي، موجبة وسالبة اعتماداً على اصطلاح إشارة عشوائي.
  • التصدع الدوري (يُطلق عليه أيضاً "حركة الكراك"): يخضع الهيكل الأساسي RC في حالة تلف شديد[24] (أي التكسير) والحالة الأكثر ملاءمة لأداء البرغي هي عندما يحتوي مستوى الكراك على محور البرغي ويتم تحميل البرغي بقوة محورية موجبة (ثابتة أثناء دورات الشقوق).[3]

سلوك الأحمال الاستثنائي

تختلف الأحمال الاستثنائية عن الأحمال الساكنة العادية في زمن صعودها. تشارك معدلات الإزاحة العالية في تحميل التأثير. فيما يتعلق بوصلات الصلب بالخرسانة، تتكون بعض الأمثلة من تصادم مركبة على حواجز متصلة بقاعدة خرسانية والاندفاع. بصرف النظر عن هذه الأحمال غير العادية ، تخضع الوصلات الهيكلية لأعمال زلزالية، والتي يجب معالجتها بصرامة من خلال نهج ديناميكي. على سبيل المثال، يمكن أن يستغرق إجراء السحب الزلزالي على المرساة 0.03 ثانية من وقت الصعود. على العكس من ذلك، في اختبار شبه ثابت، يمكن افتراض 100 ثانية على أنها فترة زمنية للوصول إلى ذروة الحمل. فيما يتعلق بوضع فشل القاعدة الخرسانية: تزداد أحمال قصور المخروط الخرساني مع ارتفاع معدلات التحميل فيما يتعلق بالحالة الساكنة.[25]

التصاميم

  • 1-نمط الوتد

    1-نمط الوتد

  • النمط المتوسع

    النمط المتوسع

  • نمط القطعة المعدنية

    نمط القطعة المعدنية

  • 2-نمط الوتد

    2-نمط الوتد

  • البرغي المقيد

    البرغي المقيد

  • برغي الخرسانة

    برغي الخرسانة

مرئيات

جميع أنواع الحوائط الجافة والبراغي

انظر أيضاً

  1. ^ أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر (2010) "Design Guide For Steel To Concrete Connections"., University Of Texas Austin. 
  2. ^ أ ب Hoehler, Matthew S.; Eligehausen, Rolf (2008). "Behavior and testing of anchors in simulated seismic cracks". ACI Structural Journal. 105 (3): 348–357. ISSN 0889-3241..
  3. ^ أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س Mallèe, Rainer; Eligehausen, Rolf; Silva, John F (2006). Anchors In Concrete Structures. Ernst&Shon. ISBN 978-3433011430.
  4. ^ Fisher, James M. (2006). Base Plate and Anchor Rod Design.
  5. ^ IStructE (1988). Aspects of Cladding. London.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  6. ^ Standard Handbook of Engineering Calculations. McGraw-Hill. 2004.
  7. ^ Bhantia, K.G. (2008). Foundations for Industrial Machines – Handbook for practising engineering. New Delhi: D-CAD. ISBN 978-81-906032-0-1.
  8. ^ Bachmann, Hubert; Steinle, Alfred (2012). Precast Concrete Structures. Berlin: Ernst&Shon. ISBN 978-0-7506-5084-7.
  9. ^ Reinhardt, Hans-Wolf (1982). "Concrete under impact loading tensile strength and bond"., Delft: Delft University. 
  10. ^ Sasse, H.R. (1986). Adhesion between polymers and concrete. Springer. ISBN 978-0-412-29050-3.
  11. ^ Raouffard, Mohammad Mahdi; Nishiyama, Minehiro (2018). "Idealization of bond stress-slip relationship at elevated temperatures based on pullout tests". ACI Structural Journal. 115 (2). doi:10.14359/51701120. ISSN 0889-3241.
  12. ^ Nilforoush, Rasoul; Nilsson, Martin; Söderlind, Gunnar; Elfgren, Lennart (2016). "Long-Term Performance of Adhesive Bonded Anchors". ACI Structural Journal. 113 (2): 251–262. doi:10.14359/51688060..
  13. ^ All About Tapcon Screws; Do It Yourself website online; accessed April 2019
  14. ^ Beck, Hermann; Siemers, Michael; Reuter, Martin (2011). Powder-actuared fasteners and fastening screws in steel construction. Ernst&Shon. ISBN 978-3-433-02955-8.
  15. ^ Eligehausen, Rolf; Sawade, G. (1989). "A fracture mechanics based description of the pull-out behavior of headed studs embedded in concrete". Fracture Mechanics of Concrete Structures: 281–299. doi:10.18419/opus-7930.
  16. ^ Bungey, J.H.; Millard, S.G. (1996). Testing of Concrete in Structures. London: Blackie Academic & Professional. ISBN 0-203-48783-4.
  17. ^ Stone, William C.; Carino, Nicholas J (1984). "Deformation and Failure in Large-Scale Pullout Tests". ACI Structural Journal (80).
  18. ^ أ ب ACI (2014). ACI 318-14 Building code requirements for structural concrete. Vol. 22. ISBN 978-0-87031-930-3. JSTOR 3466335.
  19. ^ Anderson, Neal S; Meinheit, Donald F (2005). "Pryout Capacity of Cast-In Headed Stud Anchors". PCI Journal. 50 (2): 90–112. doi:10.15554/pcij.03012005.90.112. ISSN 0887-9672.
  20. ^ ACI (2004). "ACI 349.2 Guide to the Concrete Capacity Design ( CCD ) Method — Embedment Design Examples". Concrete (Ccd): 1–77.
  21. ^ (1989) "Adhesive Anchors Behaviour And Spacing Requirements"., University Of Texas Austin. 
  22. ^ Mahrenholtz, Philipp; Eligehausen, Rolf (2010). "Behavior of anchor groups installed in cracked concrete under simulated seismic actions base Under". {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
  23. ^ "How to find a TAB". EOTA.
  24. ^ Fardis, Michael N. (2009). Seismic Design, Assessment and Retrofitting of Concrete Buildings. London: Springer. ISBN 978-1-4020-9841-3.
  25. ^ Solomos, George. "Testing of Anchorages in Concrete under Dynamic Loading"., Ispra: Joint research Centre. 

[1]

  1. ^ "ETA seismic approval concrete screw". Joker Industrial.
تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=برغي_مرساة&oldid=2503221"