معرفی جامع انواع تیرآهن و کاربرد آن

تیرآهن یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمان سازی است که استحکام سازه به آن بستگی دارد ، پس انتخاب تیرآهن یکی از مهم‌ترین فاکتورهای اسکلت بندی ساختمان به شمار می‌رود که نیاز به آگاهی و دانش دارد. ما در این مقاله قصد داریم به طور جامع و مفصل انواع تیرآهن را معرفی و همچنین کاربرد انواع تیرآهن را بررسی کنیم.با ما همراه باشید.

تیرآهن چیست؟

تیرآهن یکی از اصلی ترین مصالح ساخت اسکلت ساختمان است که از جنس فولاد ساخته می‌شود. از آنجایی که به کار بردن سازه آهنی وقت کمی میگیرد در بین ساختمان سازها بسیار رواج دارد.

اما خرید تیرآهن مناسب سازه با قیمت مناسب همیشه یک دغدغه بوده است ، زیرا استفاده تیرآهن در نقاتع مختلف ساختمان باعث شده که انتخاب نادرست ، تاثیر زیادی بر استحکام و ایمنی سازه داشته باشد.

تیرآهن ها در استاندارد و وزن دارای تقسیم بندی هستند که در زیر به آن میپردازیم.

استاندارد‌های تیرآهن

در 4 دسته تقسیم بندی می‌شوند :

تیرآهن IPE
تیرآهن INP
تیرآهن IPB
تیرآهن لانه زنبوری CPE

تیرآهن IPE

این نوع تیرآهن به شکل I انگلیسی می‌باشد. یکی از انواع تیرآهن که رایج‌ترین و پر کاربردترین تیرآهن در ایران است و طبق استاندارد اروپا تولید می‌شود. در سازه‌های بلند بسیار کاربرد دارد و می‌تواند وزن و فشار زیادی را تحمل کند.
بال‌های ابتدایی و انتهایی این نوع تیرآهن، یکسان است و همچنین ضخامت بال و جان آن در تمام طول آن ثابت است و اکثر مهندسان ایرانی به دلیل مقاومت کششی بالای این محصول نقشه خود را طبق آن رسم می‌کنند به همین دلیل بسیار پرکاربرد است.

کاربرد تیرآهن IPE

از کاربرد تیرآهن در ساخت انواع سازه صنعتی و ساختمانی میتوان به موارد زیل اشاره کرد :

ستون
خرپا
تیرها
ماشین آلات
سازه های مرتفع مانند برج‌ها

تیرآهن INP :

این نوع تیرآهن یکی از انواع تیرآهن است که زیر نظر چین و روسیه تولید می‌شود. شکل ظاهری آن I انگلیسی می‌باشد ، تفاوت آن با تیرآهن IPE در ضخامت بال‌های آن است ، به اینصورت که بال‌ها از جان تیرآهن که فاصله میگیرند ضخامتشان کم می‌شود. ابتدای بال نازک است و به سمت جان ضخیم می‌شود.

ویژگی استفاده از تیرآهن INP :

امکان توسعه مجدد بعد از پایان پروژه وجود دارد.
اتصال قطعات مختلف به سهولت صورت می گیرد.
فضای کمتری نسبت به فضای بتنی اشغال می کند.
در ارتفاعات زیاد از کاربرد گسترده ای برخوردار است.
تیرآهن INP از مقاومت و استحکام بالایی برخوردار است.
استفاده از آن باعث کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود.
نصب آن به آسانی انجام می‌گیرد که این موضوع باعث افزایش سرعت اجرای آن می‌شود.

تیرآهن IPB یا تیرآهن هاش

این نوع تیرآهن که به تیرآهن هاش یا بال پهن شناخته می‌شوند و به شکل H می‌باشد. یکی از انواع تیرآهن پر کاربرد است ، طول بال‌ها نسبت به تیرآهن IPE بیشتر می‌باشد. به 2 نوع سبک و سنگین تقسیم می‌شود ،هاش سبک با حرف اختصاری L که همان LIGHT است و هاش سنگین با حرف اختصاری V که همان HEAVY است ، شناخته می‌شوند.

برای مثال IPBV به معنای تیرآهن بال پهن سنگین و IPBL به معنای تیرآهن بال پهن سبک می‌باشد.

کاربرد تیرآهن IPB یا هاش

ساخت پالایشگاه
ساخت خرپا و ستون های مستحکم
ساخت اسکله ، کشتی سازی و سد سازی
امکان استفاده به عنوان تکیه گاه‌های عمودی
تیرآهن های H فضای زیادی اشغال نمی‌کنند
ساخت ساختمان‌ها ، پل‌های بزرگ و… استفاده می‌شود
امکان نصب تیرآهن‌های بال پهن با سرعتی بیشتر از تیرآهن های I وجود دارد
امکان استفاده از این نوع تیرآهن ها تا حداکثر طول 100 متر در سازه های مختلف
تیرآهن های بال پهن می توانند مقاومت بیشتری ایجاد کنند و تنش های مکانیکی کمتری هم دارند.
از آنجایی که سطح مقطع تیرهای H نسبت به تیرهای I تا حدودی متفاوت است ، شبکه مرکزی ضخیم تر و بال‌های عریض‌تری هم دارند ، پس می‌توانند میزان بار بیشتری نسبت به تیرآهن‌های I حمل کنند.
به همین دلیل هم از این نوع تیرها در پروژه‌های با مقیاس بزرگتر استفاده می‌شود. زیرا استفاده از این نوع تیرها میزان اطمینان را افزایش می‌دهد.

تیرآهن لانه زنبوری CPE

تیرآهن لانه زنبوری به دلیل شباهتش با کندو زنبور به این نام شناخته می‌شود. در دل جان این تیرآن حفره‌هایی ایجاد می‌کنند این حفره‌ها غالبا به صورت شش ضلعی هستند هر چند می‌توانند به صورت دایره نیز باشند.

برای ساخت تیرهای لانه زنبوری ، پس از رسم الگو روی جان تیر ، مقطع تیر برش داده می‌شود و به دو قسمت تقسیم می‌شود. در انتها لبه‌های دو قسمت برش خورده روی یکدیگر قرار می‌گیرند و با جوشکاری به یکدیگر متصل می‌شوند. به این ترتیب حفره‌هایی در جان تیر ایجاد می‌شود.

کاربرد انواع تیرآهن لانه زنبوری

مزایای تیرآهن لانه زنبوری :

افزایش مقاومت خمشی
امکان عبور لوله و تاسیسات از بین حفره‌ها
قدرت بیشتر وزن کمتر ، به دلیل وزن پایین‌تر وزن مرده سازه کاهش می‌یابد و در نتیجه بار کمتری به سایر قسمت‌های اصلی ساختمان وارد می‌شود.

معایب تیرآهن لانه زنبوری :

این تیرها ضریب ایمنی کمتری در با مقایسه با سایر تیرهای فولادی دارند. در صورت اعمال بار بیش از حد روی تیر امکان لهیدگی جان در بخش های برش خورده وجود دارد.
قسمت جوش داده شده این تیرآهن نقطه ضعف آن در مقابل تیرهای فولادی ایت که به علت جوشکاری نقطه مقاومت آن کم می‌شود.

از تیرآهن لانه زنبوری اغلب در سازه‌های فولادی استفاده می‌شود. در مواردی که نیاز به وزن کم و مقاومت خمشی بالا باشد کاربرد این نوع تیر بسیار متداول است.
نکته‌ای که در موقع طراحی و کاربرد این تیرها باید به آن توجه داشت مقاومت برشی کم آن‌هاست به همین دلیل نباید در بخش‌هایی که تحت نیروی برشی زیاد قرار دارند استفاده شوند.

اصطلاحات وزنی خرید انواع تیرآهن

H: طول جان تیر
B: طول بال تیر
D: طول صاف تیغه تیر
Hi: طول تیغه داخلی تیر

بهترین کارخانه‌های تولید تیرآهن

کارخانه‌های ذوب آهن اصفهان ، فایکو ، بناب تبریز ، آریان فولاد ، اهواز و ماهان از معروف‌ترین تولیدکنندگان تیرآهن در کشور هستند. از بین این برندهای تیرآهن ذوبی بالاترین دقت ابعادی و وزنی را دارد.

نحوه محاسبه تیرآهن

تیرآهن در سایزهای 14 ،16 ، 18 پرکاربردترین تیرآهن است. میزان تحمل بار تیرآهن یکی از عوامل بسیار مهم است که برای مقاومت کافی ساختمان باید به آن توجه شود.
یکی از روش‌های محاسبه سطح مقطع ، وزن و غیره پروفیل‌های فولادی استفاده از جدول اشتال است.
این جدول مشخصات هندسی مقاطع فولادی را به ما می‌دهد که شامل سطح مقطع (A) ، گشتاور اینرسی (S) ، وزن واحد طول (G) ، شعاع ژیراسیون (r) ، ارتفاع (h) ، قطر (d) ، محیط (p) ، فاصله مرکز سطح تا سطح بیرونی (e) و غیره است.
راه دیگر محاسبه استفاده از فرمول‌هایی است که در کتاب‌های مقررات ملی ساختمان آورده شده است.

نکات پایانی :

مهمترین پارامترها در تحمل بار تیرآهن ، شرایط تولید آن و رعایت اصول استاندارد است. ساختمان‌ها باید اصولی مثل استفاده از رنگ‌های ضد اکسیداسیون را رعایت کنند تا در گذر زمان، عمر آن کم نشود.
در برخی از سازه‌ها که بار بالایی دارند ، تیرآهن‌ها را به یکدیگر متصل می‌کنند یا از صفحات ضخیم استفاده می‌شود تا سازه ای تولید شود که تحمل بارهای موجود را داشته باشد و این یک امر بسیار متداول است.

بر طبق جداول استاندارد ، به راحتی می‌توان با استفاده از پارامترهایی که برای هر تیرآهن در نظر گرفته شده است ، میزان تحمل بار تیرآهن را محاسبه کرد.
البته شیوه قرار گرفتن تیرآهن روی تکیه گاه و بارگذاری آن نیز از عوامل مهم آن به شمار می‌رود. یکی از نکات تاثیر گذار دیگر در انتخاب تیرآهن ، موقعیت قرارگیری آن است که برای تیرهای اصلی و فرعی متفاوت می‌باشد.

در این مقاله سعی کردیم تا مفهوم انواع تیرآهن و کاربرد انواع تیرآهن نیز آشنا شویم ، ممنون که تا انتهای مقاله مارا همراهی کردید. امیدواریم مطالب این مقاله برایتان مفید بوده باشد.

اگر موردی است که در مقاله ذکر نشده برایمان بنویسید تا ما و دیگران از تجربیات با ارزش شما استفاده کنیم.