ASTM F1554 استاندارد انکر راد یعنی میله‌های مهاری است که در فونداسیون بتنی کار گذاشته می‌شوند و صفحه ستون روی آن‌ها می‌نشیند. سه گرید دارد و شماره‌ی گرید مستقیماً تنش تسلیم را می‌گوید.
مشخصات عمومی استاندارد F1554
مشخصات ASTM F1554 در سال 1994 ارائه شد و انکربولت‌هایی را طراحی می‌کند که برای اتصال سازه‌ها به پایه‌های بتونی طراحی شده‌است. انکر بولت‌های F1554 می‌توانند به صورت پیچ با سر، میله‌های مستقیم یا انکربولت خمیده باشند. سه گرید 36، 55 و 105 حداقل مقاومت تسلیم (ksi) انکربولت را مشخص می‌کنند. پیچ‌ها می‌توانند به صورت برش خورده یا بلند باشند و گرید 55 قابل جوشکاری را می‌توان در گزینه 36 جایگزین درجه 36 کرد. کدگذاری رنگی در انتها - 36 آبی، 55 زرد و 105 قرمز - به سهولت شناسایی محصول را آسان می‌کند. تولید کننده علامت‌گذاری گرید را با رعایت الزامات اضافی S2 مجاز است.
انکر بولت‌های F1554 در مواردی مثل ستون‌هایی در ساختمانهای فلزی تیرهای چراغ راهنمایی و رانندگی و چراغ‌های روشنایی خیابانی و سازه‌های علامت بزرگراه مورد استفاده است که فقط چند مورد را نام می برد.
گریدهای استاندارد F1554
| F1554 Grade 36 | Low carbon, 36 ksi yield steel anchor bolts |
| F1554 Grade 55 | High strength, low alloy, 55 ksi yield steel anchor bolts |
| F1554 Grade 105 | Alloy, heat treated, high strength 105 ksi yield steel anchor bolts |
تست تکمیلی استاندارد F1554
الزامات تست تکمیلی فقط زمانی اعمال می‌شود که در سفارش خرید یا قرارداد مشخص شده باشد.
S1: نسخه قابل جوشکاری مشخصات درجه 55. از طریق محدودیت‌های ترکیب شیمیایی و با فرمول معادل‌سازی کربن، S1 اطمینان از قابلیت جوشکاری را فراهم می‌کند. وقتی S1 مشخص نشده باشد، ماده Grade 55 ممکن است قابل جوشکاری باشد یا نباشد.
S2: شناسه سازنده دائمی در انتهای پیچ لنگر که از بتن تولید می‌شود، به جای کدگذاری رنگ.
S3: شناسایی گرید حک شده دائمی در انتهای انکر بولت که از بتن بیرون می زند، به جای کدگذاری رنگ.
S4: الزامات تأثیر شارپی در دمای 55 و 105 در +40 درجه فارنهایت (5 درجه سانتیگراد). حداقل انرژی مورد نیاز شارپی V برای سه نمونه به طور متوسط 15 پوند است، و هیچ نمونه ای به زیر 12 پوند نمی رسد. الزامات ضربه شارپی در -10 درجه فارنهایت (-29 درجه سانتیگراد) برای درجه 105. حداقل انرژی مورد نیاز Charpy V-notch به طور متوسط 15 پوند برای سه نمونه است، و هیچ نمونه ای به زیر 12 فوت پوند نمی رسد.
خواص مکانیکی استاندارد F1554
| Grade | Marking | Size inches | Tensile, ksi | Yield, ksi min | Yield, MPa min | Elong. % min | RA % min |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 36 |  | 1⁄2 - 4 | 58 - 80 | 36 | 248 | 23 | 40 |
| 55 |  | 1⁄2 - 2 | 75 - 95 | 55 | 380 | 21 | 30 |
| 21⁄4 - 21⁄2 | 75 - 95 | 55 | 380 | 21 | 30 | ||
| 23⁄4 - 3 | 75 - 95 | 55 | 380 | 21 | 30 | ||
| 31⁄4 - 4 | 75 - 95 | 55 | 380 | 21 | 30 | ||
| 105 |  | 1⁄2 - 3 | 125 - 150 | 105 | 724 | 15 | 45 |
خواص شیمیایی استاندارد F1554
| Element | Grade 36 | Grades 55 and 105 | ||
|---|---|---|---|---|
| Sizes up to 3/4 | Sizes over 3/4 to 1-1/2 | Sizes over 1-1/2 to 4 | ||
| Carbon (max) | 0.26% | 0.27% | 0.28% | |
| Manganese | * | 0.60 - 0.90% | 0.60 - 0.90% | |
| Phosphorus, max | 0.04% | 0.04% | 0.04% | 0.040% |
| Sulfur, max | 0.05% | 0.05% | 0.05% | 0.050% |
| Copper, min (when specified) | 0.20% | 0.20% | 0.20% | 0.20% |
موارد هم مصرف استاندارد F1554
| Grade | Identification | Size Inches | Recommended A563 Nut | Washer | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Plain Finish | Hot-Dip or Mechanical Zinc Coated | ||||||
| Grade | Style | Grade | Style | ||||
| 36 | | 1⁄2 – 11⁄2 | A | Hex | A | Hex | F436 |
| 15⁄8 – 4 | A | Heavy Hex | A | Heavy Hex | |||
| 55 | | 1⁄2 – 11⁄2 | A | Hex | A | Heavy Hex | F436 |
| 15⁄8 – 4 | A | Heavy Hex | A | Heavy Hex | |||
| 105 | | 1⁄2 – 11⁄2 | D1 | Heavy Hex | DH2 | Heavy Hex | F436 |
| 15⁄8 – 3 | DH2 | Heavy Hex | DH2 | Heavy Hex | |||
سه گرید و معنای عددشان
| گرید | تنش تسلیم | کاربرد شاخص |
|---|---|---|
| 36 | ۳۶ ksi | انکر عمومی ساختمانی |
| 55 | ۵۵ ksi | بارهای متوسط؛ گاهی با الزام جوش‌پذیری |
| 105 | ۱۰۵ ksi | بارهای بالا و سازه‌های سنگین |
برخلاف سیستم کلاس متریک، اینجا عدد گرید مستقیماً حداقل تنش تسلیم بر حسب ksi است — ساده و بدون ابهام.
| قطر | دور در اینچ | سری رزوه |
|---|---|---|
| 1/2 | 13 | UNC |
| 5/8 | 11 | UNC |
| 3/4 | 10 | UNC |
| 7/8 | 9 | UNC |
| 1 | 8 | UNC |
| 1-1/8 | 7 | UNC |
| 1-1/4 | 7 | UNC |
| 1-3/8 | 6 | UNC |
| 1-1/2 | 6 | UNC |
شکل انکر: مستقیم، خم‌شده یا سردار
انکر راد در چند شکل ساخته می‌شود و انتخاب شکل بر مکانیزم مهار اثر می‌گذارد:
- مستقیم با مهره انتهایی — مهار از طریق مهره و واشر در انتهای دفن‌شده.
- خم‌شده به شکل L یا J — مهار از طریق قلاب. شکل سنتی و اقتصادی.
- سردار — با سر فورج‌شده یا مهره جوش‌شده.
نکات اجرایی
- رواداری موقعیت: جانمایی انکرها پیش از بتن‌ریزی با شابلون انجام می‌شود؛ جابه‌جایی چند میلی‌متری می‌تواند نصب صفحه ستون را ناممکن کند.
- طول رزوه بالا: باید برای مهره، واشر، صفحه ستون و تلرانس تراز کافی باشد — معمولاً بیش از آنچه در نگاه اول لازم به نظر می‌رسد.
- محافظت رزوه: رزوه‌های بیرون‌زده در زمان بتن‌ریزی باید پوشانده شوند.
- گالوانیزه: در انکرهای گالوانیزه، مهره باید اضافه‌تراشی‌شده باشد.
- جوشکاری: همه‌ی گریدها جوش‌پذیر نیستند؛ اگر جوش لازم است باید در سفارش الزام شود.
چرا میله‌ی مهار مشخصه‌ی جدا لازم دارد
سال‌ها رویه این بود که میله‌ی مهار از میلگرد یا از میله‌ی رزوه‌شده‌ی عمومی ساخته شود. تدوین یک مشخصه‌ی اختصاصی، چند مسئله را حل کرد که در آن رویه پنهان می‌ماند:
- ردیابی به خود قطعه. گواهی به میله‌ی مهار گره می‌خورد، نه به شاخه‌ای که از آن بریده شده.
- علامت‌گذاری گرید روی قطعه — تا در کارگاه و سال‌ها بعد قابل تشخیص باشد.
- رواداری طول و شکل انتها که در محصول عمومی تعریف نشده.
- الزامات تکمیلی اختیاری مثل آزمون ضربه، که در پروژه‌های خاص خواسته می‌شود.
گروت، صفحه و آنچه واقعاً بار را می‌برد
یک سوءتفاهم رایج در اتصال صفحه‌ی ستون: تصور اینکه میله‌های مهار کل بار را می‌برند. در بیشتر اتصالات این‌طور نیست:
- بار فشاری عمدتاً از طریق گروت به فونداسیون منتقل می‌شود، نه از طریق انکرها.
- بار برشی اغلب با اصطکاک زیر صفحه یا با قطعه‌ی برشی جداگانه منتقل می‌گردد.
- انکرها عمدتاً برای بار کششی و برای موقعیت‌دهی‌اند — و در بسیاری از ستون‌ها، بار کششی فقط در حالت‌های بارگذاری خاص ظاهر می‌شود.
خوردگی در بحرانی‌ترین نقطه
میله‌ی مهار در سه محیط متفاوت هم‌زمان قرار دارد: داخل بتن، در ناحیه‌ی گذار، و در هوای آزاد. بحرانی‌ترین نقطه، همان ناحیه‌ی گذار است — جایی که میله از بتن بیرون می‌زند.
دلیلش این است که در آن نقطه هم رطوبت هست، هم اکسیژن، و هم تفاوت شیمیایی محیط بتن و هوا یک سلول خوردگی می‌سازد. سه دفاع:
- پوشش مناسب که تا داخل بتن ادامه داشته باشد، نه فقط روی بخش بیرونی.
- جلوگیری از تجمع آب روی صفحه و اطراف انکر — شیب و مسیر تخلیه.
- در محیط خورنده، استنلس یا پوشش ضخیم‌تر، با این یادآوری که گالوانیزه گرم رزوه را ضخیم می‌کند و مهره باید اضافه‌تراشی شود.
سوالات متداول
عدد گرید در F1554 یعنی چه؟
حداقل تنش تسلیم بر حسب ksi؛ گرید ۳۶ یعنی ۳۶ ksi.
کدام گرید متداول‌تر است؟
گرید ۳۶ برای انکرهای عمومی ساختمانی.
آیا شکل انکر در استاندارد مشخص است؟
شکل باید جداگانه در سفارش ذکر شود؛ استاندارد جنس و استحکام را تعیین می‌کند.
طول رزوه بالای انکر چقدر باشد؟
باید برای مهره، واشر، ضخامت صفحه ستون و تلرانس تراز کافی باشد.
آیا همه گریدها جوش‌پذیرند؟
خیر. اگر جوشکاری لازم است باید در سفارش الزام شود.
چرا میله‌ی مهار مشخصه‌ی جدا لازم دارد؟
برای ردیابی به خود قطعه، علامت‌گذاری گرید، رواداری طول و شکل انتها، و امکان درخواست الزامات تکمیلی مثل آزمون ضربه.
آیا انکرها کل بار ستون را می‌برند؟
معمولاً نه. بار فشاری عمدتاً از طریق گروت منتقل می‌شود و بار برشی با اصطکاک یا قطعه‌ی برشی؛ انکرها بیشتر برای بار کششی و موقعیت‌دهی‌اند.
بحرانی‌ترین نقطه‌ی خوردگی انکر کجاست؟
ناحیه‌ی گذار، جایی که میله از بتن بیرون می‌زند — چون رطوبت، اکسیژن و تفاوت شیمیایی محیط با هم یک سلول خوردگی می‌سازند.
گروت چه نقشی در ظرفیت اتصال دارد؟
نقش اصلی در انتقال بار فشاری. گروت ناقص باعث می‌شود صفحه روی چند نقطه تکیه کند و خمش ناخواسته به انکرها وارد شود.