در این مقاله ما به بررسی نیروهای وارده بر نمای سنگ های طبیعی، و اهمیت به کاربردن روش صحیح نصب سنگ نمای ساختمان می پردازیم. سپس به معرفی و بیان توضیحات کامل راجع به سیستم نصب نمای انکری و بیان المان های آن به عنوان یک نمای ایمن و با دوام می پردازیم.
در آخر انواع انکر را معرفی می کنیم.
یکی از بهترین مصالح ساختمانی در دسترس علی الخصوص در کشور ما، سنگ های طبیعی هستند. سنگ های طبیعی از معادن موجود در سراسر کشور استخراج شده و سپس در کارخانه های سنگبری به ابعاد مختلف تایل،اسلب،طولی و…برش داده می شوند. و در نهایت نیز متناسب با کاربرد آنها، انواع پرداخت ها مانند صیقلی،مات،کات بروکن و…روی آنها انجام می شود.
از جمله مکان هایی که می توان در آنها از سنگ های طبیعی استفاده کرد عبارتند از:
کف(سنگ مرمریت،سنگ کریستال)،کانترتاپ، شومینه، محوطه سازی، پله، سنگفرش، پیاده رو و از همه مهم تر نمای خارجی(عمدتا سنگ تراورتن) .
از محاسن این ماده طبیعی آسانی شستشو و نگهداری ،دوام و ماندگاری بالا و از همه مهمتر زیبایی آن است که آن را به انتخابی ایده آل برای ساختمان تبدیل کرده است.
سنگ در نمای خارجی
امروزه، یکی از رایجترین کاربردهای سنگ در نمای خارجی است که در شرایط آب و هوایی مختلف(از آب و هواهای گرم و خشک تا مناطق سردسیر) قابل استفاده است. جهت اطلاعات کامل از سنگ مناسب آب و هوای مختلف مقاله سنگ نمای مناسب را مطالعه کنید.
جذابیت و اصالتی که سنگ به ساختمان می بخشد آن را به بهترین گزینه برای ساختمان تبدیل کرده که علاوه بر زیبایی، نیازهای اساسی ساختمان را نیز برآورده می کند.
جهت به کار بردن سنگ در نما(داخلی یا خارجی) در سبک های مختلف نمای رومی، مدرن و…نیاز به یک سیستم نصب ایمن و با دوام می باشد.
به طور کلی نمای ساختمان در معرض نیروها و بارهای مختلفی مانند نیروی گرانش زمین، بار باد و بار زلزله قرار می گیرد که باید در برابر آنها مقاومت کند.
برای ایمن شدن نمای سنگی،مهندسان باید سیستم صحیح نصب سنگ نمای ساختمان را بدانند.
در میان انواع روش نصب سنگ انتخاب روش مناسب و محاسبه متریال مناسب از اقداماتی است که مهندسان هنگام اجرای نمای سنگی باید انجام دهند.
حال ابتدا در ادامه به بیان نیروهای وارده بر نما می پردازیم:
نیروهای وارده بر نمای سنگی
در صورتی که بارهای وارده بر ساختمان در سیستم نصب در نظر گرفته نشود؛ تاثیرات منفی روی نمای سنگی و سیستم نصب آن می گذارد.
از این رو بیایید نگاهی به تاثیر این نیروهای طبیعی بر دوام و استحکام نمای سنگی بیندازیم.
پانل نمای سنگی تحت تاثیر نیروهای مختلفی قرار می گیرد. سه نیروی اصلی که ایمنی و دوام نما را تحت تاثیر قرار می دهد عبارتند از: نیروی گرانش زمین،فشار باد و بار لرزه
نیروی جاذبه زمین
نیروی گرانش یک نیروی آشکاری است که با در نظرگرفتن خصوصیات فیزیکی سنگ بهتر درک می شود.
جاذبه یک نیروی عمودی است که متناسب با جرم جسم(در این مقاله جرم پانل سنگی) است. هر چه سنگ سنگین تر باشد برای ایمن شدن نما باید از سیستم محکم تری استفاده شود تا به ساختمان محکم تر شود زیرا جرم بیشتر نیروی وارده بر سنگ را افزایش می دهد.
بار باد
مفهوم نیروی باد کمی پیچیده تر از نیروی جاذبه است و مقابله با آن نیز سخت تر می باشد.
بار باد یکی دیگر از نیروهای جانبی وارده بر ساختمان است که باید هنگام طراحی ساختمان به آن توجه شود.
میزان بار اعمالی به طراحی نما بستگی دارد. به این معنا که به یک نمای بزرگتر بار بیشتری وارد می شود در مقایسه با زمانی که همان باد به پانل های کوچکتری برخورد کند. از این رو بار باد به مساحت در معرض باد ساختمان بستگی دارد.
هم چنین تاثیر بار باد در ساختمان های با ارتفاع مختلف متفاوت است از این رو:
تاثیر بار باد بر ساختمان های کوتاه: با کاهش ارتفاع ساختمان سرعت و فشار باد کم شده و در نتیجه نیروی باد کمتر می شود. پس می توان گفت در ساختمان های کوتاه نیروی باد کمتری به ساختمان اعمال می شود.
تاثیر باد بر ساختمان های بلندو لاغر: در ارتفاعات بالاتر فشار و سرعت باد بیشتر بوده و نیروی باد وارده به این ساختمان ها نیز قابل توجه است.
تاثیر وزش باد بر سطوح مختلف ساختمان به شکل های مختلفی است که عبارتند از:
فشار خارجی( فشار مستقیم در سمت بادگیر):
این فشار به سطوحی از ساختمان اعمال می شود که مستقیما در مقابل باد قرار می گیرند و نیروی زیادی را به نمای ساختمان اعمال می کند.
مکش خارجی(در سمت پشت به باد و سطوح موازی با آن)
زمانی که باد به سطوح پشت به باد و یا سطوح موازی با آن بوزد، سطوح تمایل به بیرون زدگی پیدا می کنند. این نیرو به عنوان یک فشار منفی در نظر گرفته می شود.
فشار داخلی(فشار مثبت داخلی)
زمانی که مساحت پنجره ها و قسمت های بازشدگی رو به باد ساختمان نسبت به بازشدگی های پشت به باد بیشتر باشد جریان هوا داخل ساختمان گیر کرده و این باعث ایجاد یک فشار داخل ساختمان می شود.
مکش داخلی(فشار منفی داخلی)
دقیقا برعکس گزینه بالا؛ زمانی که مساحت بازشدگی های روبه باد کمتر از پشت به باد باشد؛ جهت جریان هوا از داخل به خارج ساختمان است که این موجب مکش داخلی در ساختمان می شود.
بارهای لرزه ای
بارهای لرزه ای ناشی زمین لرزه ها و پس لرزه ها و از پیچیده ترین بارهای وارده به ساختمان است؛ زیرا هم می تواند به صورت عمودی و هم به صورت موازی به سطح سنگ وارد شود.
مانند نیروی جاذبه، میزان این بار نیز متناسب با جرم و نحوه توزیع جرم پانل سنگی است.
حال با توجه به مطالبی که در بار باد بیان شد؛ در ساختمان های کوتاه بار باد کمتر ولی بار زلزله بیشتر است مگر اینکه جرم پانل سنگی کمتر باشد.
اما در ساختمان های لاغر و بلند نیروی باد غالب بر بار زلزله است.
حال صرف نظر از نوع بار، طراحان و مهندسان باید بدانند که بار در چه مسیری به نمای ساختمان اعمال می شود. تشخیص مسیر بار دو نکته اساسی دارد که اولینش این است که مهندسان باید میزان و نوع بار را شناسایی کنند دوم اینکه آنها باید درک کنند چگونه این بار به پایین منتقل می شود. این کارها همه توسط مهندسان عمران انجام می شود.
پس از محاسبه این موارد، نوبت به انتخاب روش نصب سنگ نمای ساختمان می رسد.
نصب سنگ نمای ساختمان: روش انکری
جهت نصب سنگ نمای ساختمان روش های مختلفی وجود دارد. این روش ها به طور کلی به دو دسته نصب تر و نصب خشک تقسیم می شوند.
برخلاف روش نصب تر که جهت چسباندن سنگ به دیوار از ملات استفاده می شود(در این صورت وزن نهایی سازه نیز افزایش می یابد)، در روش نصب خشک از اتصالات مکانیکی جهت نصب سنگ به سازه استفاده می شود.
سیستم نصب خشک نمای سنگی خود توضیحات مفصلی دارد که در این مقاله نمی گنجد.
این متد نصب نمای سنگی دارای روش های مختلفی است که یکی از مدرن ترین و جدیدترین آنها سیستم نصب خشک سنگ به روش غیرنمایان انکری است. در ادامه به توضیح این روش می پردازیم:
لنگر قطعه ای است که سنگ را در قاب ساختمان نصب و محکم کرده و از سقوط آن جلوگیری می کند؛ که بهترین گزینه جهت افزایش دوام و ماندگاری نما است.
طراحی نوع و مشخصات متریال این سیستم، باید با توجه به مشخصات سنگ و نوع پروژه انجام شود؛ زیرا لنگرها سایزها و انواع مختلفی دارند که باید برای هر پروژه به طور جداگانه سایز و نوع مناسب انتخاب شود.
تنش در ساختمان
از نظر سازه ای، پانل سنگی را می توان به عنوان یک تیری در نظر گرفت که بار را در امتداد دهانه خود دریافت می کند و آن را به انکرپویینت انتقال می دهد.این نقاط انکرپویینت معمولا در محیط پانل درنظرگرفته می شود. زمانی که پانل در برابر بار مقاومت می کند، یک تنش خمشی را داخل خود تحمل می کند. تنش خمشی ناشی از لنگر خمشی است.
در طراحی نیز حتما باید به این توجه شود که میزان تنش وارده به پانل بیشتر از حد مجاز نشود.این میزان تنش مجاز از طریق تقسیم مقاومت خمشی بر ضریب ایمنی مشخصات پروژه بدست می آید.
سه عاملی که روی مقدار تنش خمشی ساختمان تاثیرگذار است:بار،طول(دهانه) span و عمق(ضخامت سنگ) می باشد.
پیش از همه و بیشتر از عوامل دیگر، بارها هستند که موجب افزایش تنش در پانل سنگی می شوند.به عنوان مثال یک بار باد منفی که به دنبال یک طوفان به وجود می آید و در پانل مکش ایجاد می کند، در مقایسه با بار باد ضعیف؛ تنش بیشتری ایجاد می کند.طول فاصله بین پانل و دیوار پشتیبان نیز بر میزان تنش تاثیرگذار است.
حال افزایش فاصله بین انکرپویینت ها موجب دو اتفاق می شود:1.افزایش تنش خمشی2. افزایش مساحت
این افزایش مساحت به نوبه خود موجب افزایش بار کلی پانل می شود.دو برابر کردن طول دهانه، تنش را چهاربرابر می کند زیرا یک ارتباط مربعی بین آنها برقرار است.
علاوه بر این دوبرابر کردن ضخامت سنگ،تنش را چهاربرابر کمتر می کند.
عملکرد سیستم انکری نصب سنگ نمای ساختمان
انواع زیادی از سیستم های انکری وجود دارد که شما متناسب با هر پروژه خود می توانید یکی از آنها را انتخاب کنید.
به عنوان مثال انکر های انبساطی که به بتن متصل می یا انکرهای کلیدی و اصطکاکی.
از آنجا که لنگر سنگ را به قاب ساختمان متصل می کند، قطعه مهمی در مسیر بار ساختمان به شمار می رود.لنگر ها دارای اجزای مختلفی هستند که طراحی،ساخت و نصب نامناسب آنها موجب شکسته شدن سنگ در پیرامون محل اتصال لنگر می شود.
انکر سه نقطه انتقال بار کلیدی دارد: محل اتصال بین سنگ و لنگر، خود لنگر و ارتباط فیزیکی بین انکر و قاب ساختمان.
لنگر وابسته به نوع سنگ و مشخصات پروژه به روش های مختلفی می تواند به پانل سنگی متصل شود.
رایجترین روش آن این است که در قسمت پشت سنگ توسط دستگاهی حفره هایی در فاصله های یکسان و با اندازه و قطر یکسان ایجاد می شود. سپس انکرها را داخل حفره ها کرده و با پیچ محکم می شوند.
به منظور جلوگیری از شکست احتمالی سنگ، سازندگان حتما باید مطمئن شوند که سایز انکرها به درستی انتخاب شده باشند؛ تا از ایمنی اتصال سنگ به نما مطمئن شویم. انتخاب نوع انکر به مسیر بار ساختمان نیز بستگی دارد.
انکر ها با توجه به نوع متریال،به روش های مختلفی به قاب ساختمان متصل می شوند.مثلا اگر قاب فلزی باشد انکر می تواند به قاب ساختمان جوش داده شود و یا پیچ شوند.
انکر ها انواع مختلفی دارند که انتخاب آنها وابسته به عوامل مختلفی از قبیل نوع متریال،نوع عملکرد،سایز و ظرفیت بار است.
در زیر تعدادی از انواع انکر معرفی خواهند شد.
انواع انکر
هدف اصلی انکر این است که سنگ را به قاب ساختمان متصل کند. این سیستم باید در برابر بارهای جانبی و بار جاذبه زمین مقاومت کند. در نتیجه، به طور کلی بهترین لنگر،لنگری است که ساده و با کمترین قطعات طراحی شده باشد و دارای کمترین پتانسیل شکست نیز باشد.
علاوه بر این انکر ها باید به گونه ای طراحی شوند که پس از گذشت سالها هم انکر و هم سنگ سالم باقی بماند.
انکر های Clip or shelf angle
انکر های Clip or shelf angle بار مرده ساختمان را با استفاده از گیره های فلزی کوتاه،ضخیم و L شکل تحمل می کنند.
این نوع انکر از پایه های فلزی عمودی و افقی تشکیل شده است که پایه های عمودی درون قاب ساختمان لنگر انداخته و پایه های افقی به روکش نما(سنگ) متصل می شوند.
این نوع انکر معمولا از فولاد نرم و روکش های مقاوم در برابر خوردگی ساخته شده اند.
با وجود اینکه هدف اصلی این نوع انکر مقاومت در برابر بارجاذبه زمین است، در صورتی که به آن یک گیره کوچک اضافه کنیم که بتواند درون شیار سنگ فرورود؛ می توان ساختمان را در برابر بارهای جانبی نیز مقاوم کرد.معمولا جنس این گیره ها استیل استلنس است.
صفحات فلزی خم شده
نوع دوم صفحات فلزی خم شده ای هستند که برای پروژه هایی مناسب هستند که احتمال خوردگی و ضعیف شدن انکر در آنها وجود دارد.
براین اساس در پروژه هایی که مقاومت در برابر خوردگی بالایی می طلبد، انکر هایی با صفحات استنلس خم شده که با گیره های زاویه دار ترکیب شده اند بهترین انتخاب می باشند.
این انکر ها معمولا welded stainless steel Ts نامیده می شوند. این نوع انکر توانایی حمل بار جانبی را با استفاده از زبانه ای که در انتهای ورقه جوش داده شده و یا با استفاده از نوارهای استیل استنلس خم شده در انتهای ورقه دارد.
انکر های تسمه ای
این انکر ها از میله های فلزی مسطحی تشکیل شده اند و داخل شیارهایی در سطح سنگ قرار می گیرند.
انکر ها بار را از سنگ به قاب دیوار انتقال می دهند به همین خاطر باید به مقدارکافی قوی باشند که بتوانند بار را بدون از دست شکل خود انتقال دهند.
در صورتی که حفره ایجاد شده درون سنگ و همچنین خم شدگی لنگر بیش از حد باشد امکان تغییر شکل دادن آن هنگامی که با بارهای جانبی روبرو می شود، وجود دارد. این یکی از رایجترین اشتباهاتی است که در استفاده از این نوع انکر رخ می دهد.
انواع دیگری از انکر نیز وجود دارد که در این مقاله نمی گنجد.
عوامل تاثیرگذار بر سیستم انکری
به طور کلی در تمامی انواع انکر در نصب سنگ نمای ساختمان، کنترل تماس بین سنگ و قسمت فلزی انکر برای جلوگیری از خوردگی از اهمیت بالایی برخوردار است.
اگر به توضیحات انواع انکر توجه کرده باشید متوجه این موضوع می شوید که انکر ها اغلب از آهن ساخته شده اند و دیگر اجزا آن نیز اغلب از استیل استلنس و یا آلومینیوم تشکیل شده اند.
میزان خوردگی در سیستم انکری مستقیما تحت تاثیر نوع کاربرد و متریال به کار رفته است؛ زیرا ویژگی های سنگ های مختلف با یکدیگر بسیار متفاوت است. به عنوان مثال تخلخل و جذب آب بالای سنگ های تراورتن بر فلز لنگر تاثیر می گذارد.
بنابراین برای انتخاب نوع انکر باید موارد مختلفی را مانند کاربرد انواع سنگ در شرایط آب و هوایی مختلف در نظر داشت.
به عنوان مثال سنگ آهکی لایمستون در آب و هوای خشک نسبت به آب و هوای مرطوب کمتر دچار خوردگی می شود.
در زیر تعدادی از مشکلاتی که هنگام تماس لنگر با انواع مختلف سنگ های ساختمانی ممکن است رخ دهد بیان شده است. این مشکلات می تواند شما را در انتخاب سیستم انکری مناسب کمک کند.
سنگ های آهکی مانند لایمستون،تراورتن،مرمریت زمانی که در تماس با فلزات تصفیه نشده(untreated metal) قرار بگیرند، ممکن است با مشکل خوردگی روبرو شوند.
در این صورت تمام اجزای انکر و همچنین نوع درزگیر باید از روکش ها و فلزاتی باشند که در تماس با سنگ واکنش ندهند.
به عنوان مثال استیل استلنس 304 و 302 در برابر خوردگی مقاوم هستند.
نتیجه گیری
به طور کلی استفاده از سیستم نصب سنگ نمای ساختمان به روش خشک به سبک سازی ساختمان کمک بسیاری می کند. به این منظور روش های مختلفی وجود دارد که یکی از آنها سیتم انکری است.
بارهای مختلفی به ساختمان وارد می شود که از مهم ترین آنها بار جاذبه،بار زلزله و بار باد است.
از این رو سازندگان هنگام انتخاب انکر مناسب در جهت نصب سنگ نمای ساختمان به قاب ساختمان باید علاوه بر توجه به میزان بار وارده بر ساختمان، به نوع متریال به کار رفته، شرایط و آب و هوایی و موارد مختلف توجه نمایند.
از این رو کارشناسان گروه بازرگانی ایران اسلب شما را در انتخاب مناسب ترین سنگ مناسب با شرایط موردنظر شما یاری می کنند. به این منظور با شماره های موجود در سایت تماس گرفته تا در کمترین زمان ممکن تمام اطلاعات موردنیازتان را دریافت کنید.
