تیرآهن لانه زنبوری چیست؟ کاربرد و مزایا
تیرآهن یکی از اصلی‌ترین مصالح فولادی ساختمانی می‌باشد که استحکام ، مقاومت و پایداری سازه به آن بستگی دارد.
تیرآهن‌های لانه زنبوری با وجود حفره‌های معمولا شش ضلعی توسط مهندسین طراحی و تولید شده است که دارای مزیت‌های و کاربرد های چشمگیری می‌باشد از جمله این موارد می‌توان به : وزن سبک و هزینه کمتر اشاره کرد.
ما قصد داریم در این مقاله به بررسی تیرآهن لانه زنبوری و کاربرد آن بپردازیم ، اگر برای شما هم سوال به وجود آمده که فرق این تیرآهن با تیرآهن معمولی چیست و چطور و طبق چه استانداردی ساخته می‌شود با ما همراه باشید.
تیرآهن لانه زنبوری چیست ؟
شخصی به نام هورتن از شیکاگو برای اولین بار در سال ۱۹۱۰ ایده طراحی نوع لانه زنبوری را ارائه داد ، از دهه 1950 تیرآهن‌های لانه زنبوری یکی از مصالح ایده‌آل در پروژه‌های ساختمانی شدند.
و پس از جنگ جهانی دوم مهندسین با کمبود فولاد مواجه شدند و متوجه شدند که می‌توانند از تیرآهن‌های لانه زنبوری استفاده کنند ، کاربرد تیرآهن لانه زنبوری در قدرت بسیار زیادی است که نسبت به وزن خود دارد و بسیار مقرون به صرفه است.
تیرآهن های لانه زنبوری نقش بسیار مهمی در زیبایی شناسی معماری سراسر جهان ایفا می‌کنند. این تیرآهن‌ها این امکان را به وجود می‌آورند که ساختمان نهایی شما به سبک کلاسیک و یا مدرن طراحی شود.
همچنین تیرآهن لانه زنبوری دارای کاربردهای فراوانی می‌باشد. به طور کلی تیرآهن‌ها ستون اصلی در معماری و ساختمان‌سازی به شمار می‌آیند.
هدف اصلی ساخت و کاربرد تیرآهن لانه زنبوری چیست ؟
وزن فولاد کمتر شود و در نتیجه وزن سازه کم و هزینه آن بهینه سازی شود.
تیر بتواند لنگر خمشی بزرگتر و مقاوم‌تری را در مقایسه با تیرآهن نورد شده اولیه تحمل کند.
ارتفاع تیرآهن افزایش پیدا کند و در نتیجه ممان اینرسی مقطع افزایش پیدا کند. در تیرآهن لانه زنبوری ارتفاع تیر 1.5 برابر بیشتر از تیرآهن معمولی می‌باشد.
مزایای و معایب تیرآهن لانه زنبوری چیست ؟
تیرآهن لانه زنبوری مانند همه‌ی مصالح دیگر مزایا و معایبی دارد ، که در اینجا با آگاه شدن از کارکرد ، معایب و مزایای آن می‌توانید بهترین انتخاب را در خرید مصالح مورد نیاز خود انجام دهید.
مزایا تیرآهن لانه زنبوری چیست ؟
- وزن سبک
- ارتفاع بیشتر
- مقرون به صرفه
- مقاومت خمشی بالاتر
- به دلیل وجود حفره ، فضای مناسب برای عبور لوله تاسیسات و برق
- از نظر حمل و نقل برای سازه‌های دور از دسترس بسیار ایده آل می‌باشد.
- این نوع تیرآهن باعث انتقال وزن (بار) به دیگر عناصر سازه می‌شود ، همچنین نسبت به دیگر مقاطع بهتر نورد شده است.
- تیرهای لانه زنبوری به میزان چشمگیری از ارتفاع سقف می‌کاهند.
خصوصاً در مواقعی که طرح‌های معماری ، محدودیت زیادی را در ساختمان و در ناحیه سقف به طراحان سازه تحمیل می‌کنند، به هیچ عنوان افزایش ضخامت سقف ممکن و میسر نباشد.
تیرهای لانه زنبوری بهتر از سایر مقاطع نورد شده نقش انتقال بار را به سایر عناصر بازی خواهند کرد. حتی در مواردی که تیر با ارتفاع متغییر مورد نیاز است،
مانند بعضی از سازه‌های صنعتی مورد استفاده در تیر ریزی بام ، با تغییر برش ، تیر مورد نظر را بسیار ساده و ارزان می‌توان آماده نمود. که این کار تنها با برش مورب زیگ زاگ‌ها در جان تیر ممکن خواهد شد.
معایب تیرآهن لانه زنبوری چیست ؟
- خواص فولاد و مقاومت آن در اثر جوشکاری تغییر می‌کند.
- به منظور یکپارچه سازی تیرآهن، جوشکاری سرتاسری باید صورت گیرد.
- استفاده از تیرآهن لانه زنبوری به عنوان تیر همبند در دهانه‌هایی که بادبندهای واگرا دارند مجاز نیست.
- در ساخت اسکلت فلزی می‌تواند به صورت پل فقط در یک دهانه و یا فقط به صورت پل ممتد به کار رود.
- وجود حفره باعث کاهش مقاومت برشی تیر در محل اتصال پل به ستون یا اتصال تیرآهن تودلی به پل لانه زنبوری می‌شود. که البته برای رفع این عیب از ورق یا بتن برای پر کردن حفره استفاده می‌کنند.
روش ساخت و کاربرد تیرآهن لانه زنبوری چیست ؟
در ابتدا روی جان تیرآهن معمولی با شابلنی که از ورق سفید یک میل ساخته شده است ، شش ضلعی‌هایی رسم می‌شود. ترسیم این حفره‌ها به روش‌های متفاوتی انجام می‌گیرد که روش پانیر یا لیتسکا نامیده می‌شوند و هر کدام فرمول خاص خود را دارند.
سپس برای اینکه تیرآهن تاب برنداشته و تغییر شکل ندهد ، آن را با زدن تک خال جوش روی یک شاسی افقی محکم می‌کنند.
روش سرد یا کوپال
در این روش با فرود آمدن یک قطعه کن سنگین ، مانند گیوتین ، به یکباره شش ضلعی‌های ترسیم شده روی جان تیرآهن برش میخورند و تیرآهن لانه زنبوری تولید می‌شود.
روش گرم یا نوبل
در این روش ابتدا با ایجاد خال جوش روی خطوط ترسیم شده (نصف شش ضلعی) بر جان تیرآهن ، محل برش را ایجاد کرده و نهایتا به وسیله یک شعله گاز قوی که حاصل احتراق گازهای اکسیژن و استیلن است ، خطوط شکسته می‌شوند.
وقتی خط برش کامل شد ، قسمت بالا و پایین تیرآهن که حالا جدا شده‌اند به اندازه یک دندانه جابجا می‌شوند و با قرارگرفتن لبه‌ها رو به روی هم شکل شش ضلعی درست می‌شود که با جوش دادن لبه‌ها ، این شکل کامل و تثبیت می‌شود.
دقت در نحوه قرارگیری دندانه‌های بالا و پایین در مقابل یکدیگر و نحوه جوشکاری این مرحله ، دراستحکام نهایی تیرآهن ایجاد شده بسیار مهم است که معمولا جوشکاران ماهر در این مرحله با استفاده از جوش قوسی نیمه اتوماتیک می‌توانند از کیفیت کار مطمئن شوند.
روش گرم برنول در بین تولیدکنندگان تیرآهن لانه زنبوری بسیار پرطرفدار است زیرا هدر رفت و پرتی قطعات فولادی در این روش تقریبا صفر بوده و بنابراین مقرون به صرفه خواهد بود.
روش تقویت و تغییر کاربرد تیرآهن لانه زنبوری چیست ؟
همانطور که گفته شد یکی از معایب تیرآهن لانه زنبوری وجود حفره‌ها می‌باشد که البته تنها زمانی عیب به حساب می‌آید که شما به نیروی برشی بالا نیاز داشته باشید ، در اینصورت به 2 روش تقویتی می‌توان این عیب را بر طرف کرد.
در این روش جهت بریدن قطعات بالا و پایین تیرآهن، از ورق واسطه استفاده می‌شود. به این صورت که ورق واسطه بین دندانه‌ها جوش خورده می‌شود. تولید تیرآهن با استفاده از ورق واسطه ، از تیرآهن‌های ديگر مقاوم‌تر است.
- بتن و فولاد
یکی دیگر از روش‌های تقویت تیرآهن که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هم هست ، استفاده از ترکیب بتن و فولاد است.
به این صورت که در نقاطی که تنش ثانویه بالا است ، داخل تیر را از بتن پر می‌کنیم. این کار کشش حلقه‌های خالی را تغییر می‌دهد و همین امر باعث افزایش سختی و مقاومت تیرآهن می‌شود.
کاربرد تیرآهن لانه زنبوری :
کاربرد تیرآهن لانه زنبوری بسیار زیاد است که ما در اینجا فقط موارد مهم را نام می‌بریم.
- سوله ها
- ستون ها
- سقف‌های تیرچه بلوک
- به طور کلی در سازه‌هایی که وزن پایین و مقاومت خمشی بالا مدنظر است.
سخن پایانی :
تیرآهن لانه زنبوری در سازه‌هایی که وزن کم ولی مقاومت خمشی بالا اهمیت دارد بهترین گزینه می‌باشد ، در کشور ایران به‌دلیل استفاده از تیرچه و بلوک ، تیرآهن لانه‌زنبوری به شکل مدفون در بتن استفاده می‌شود،
زیرا بتن ، همه‌ی معایب موجود در لانه زنبوری مانند مقاومت بُرشی و ناپایداری پیچشی را کاهش می‌دهد. از تیرآهن‌های لانه‌زنبوری در سازه‌های فولادی به عنوان ستون ، طاق قوسی ، عناصر سقفی ، سیستم‌های فضایی و حتی در مزارع استفاده می‌کنند.
امیدواریم با آگاهی که نسبت به تیرآهن لانه زنبوری کسب کردید ، بهترین انتخاب و خرید را داشته باشید ، در صورت نیاز به مشاوره گروه آهن بازار در خدمت شماست.
متشکریم که تا انتهای مقاله با ما همراه بودید.
آیا این مقاله برایتان مفید بود؟
اگر تجربه و نکته ای در رابطه با تیرآهن لانه زنبوری دارید ، برایمان بنویسید تا ما و دیگران از تجربه ارزشمند شما بهرمند شویم.