تیرآهن

تیرآهن چیست :

تیرآهن قطعات سازه ای هستند که در سازه ها عمومأ به صورت افقی یا شیب دار قرار گرفته و بارهای قاـًم بر محور خود را به تکیه گاه ها که معمولأ ستون است منتقل میکنند. در اثر این لارها در لایه های مختلف تیر، تنش کششی و فشاری ایجاد می شود. انواع تیرها در سازه های فولادی : تیر در سازه ساختمان بر حسب وظیفه ای که دارد به 5 نوع تقسیم می شود :
  1. شاه تیر یا تیر اصلی : عضو باربر اصلی در سقف می باشد که بارهای وارد از تیرجه ها را به ستون ها منتقل میکند.
  2. تیرچه یا تیر فرعی
  3. نعل در گاهی
  4. تیرهای لبه ای یا کناری
  5. لاپه

شاه تیر یا تیر اصلی :

شاه تیرها اعضای فلزی افقی اصلی هستند که با اتصالات لازم به ستون ها منتقل میشود. شاه تیرهای فلزی ممکن است در  اشکال زیر به کار روند :
  • تیر آهن معمولی به صورت تک یا جفت
  • تیرآهن بال پهن یا هاش
  • تیرآهن معمولی با ورق تقویتی روی بالها : تیری که از تقویت بال پروفیل نورد شده استاندارد با ورق به روش جوشی یا پیچشی ساخته می شود.
  • تیر ورق : ورق های ضخیم را نمی توان با فرم دادن به شکل نیم رخ در آورد. در چنین حالاتی ورق های بال و جان را در عرض های مورد نظر بریده و توسط چوش به یکدیگر متصل می کنند تا نیم رخ دلخواه حاصل گردد، به چنین مقاطعی تیر ورق گفته می شود.

تیرآهن :

اساسی ترین پروفیل ساختمانی است که بعضأ در پروژه های صنعتی نیز به کار می رود. برای ساختن ستون های اسکلت فلزی از تیرآهن های  I دوبل یا بال پهن تکی H استفاده می شود. تیرآهن به 3 صورت یافت می شود :

1. استاندارد IPE :

محصول کشورهای اروپایی و ایرانی بیشتر از این نوع می باشند. به طور معمول نقشه ساختمان هایی که توسط مهندسان کشورمان تهیه می گردد بر اساس این استاندارد بوده و لذا این نوع تیر آهن از محبوبیت بیشتری نزد مشتریان برخوردار می باشد . این نوع تیرآهن دارای ضخامت بال ثابتی می باشد.

2. استاندارد INP :

تیرآهن هایی که براساس این استاندارد تهیه و تولید می شوند بیشتر محصولات کشور چین و روسیه می باشند. مشخصه بارز این نوع تیراهن نازکی بال ها در ابتدا و ضخیم شدن تدریجی آن در انتها می باشد. به طوری که اگر از سر تیر آهن با دقت به آن بنگرید شیب ملایمی را در ضخامت بالها مشاهده خواهید نمود. انواع تیرآهن های وارداتی موجود در ایران در حال حاضر از هر دو نوع استاندارد در بازار ایران موجود می باشد . تیرآهن های IPE وارداتی بیشتر مربوط به کشورهای لهستان، اسپانیا، آلمان و همچنین کشور کره می باشد. البته تیرآهن IPE کشور چین و روسیه نیز در بازار موجود است.

3. تیرآهن IPB  یا بال پهن :

تیرآهن H یا تیرآهن های عریض که در آنها طول بالها نسبت به IPE افزایش یافته است.

تیرآهن IPB V و IPB L :

علامت V نشان دهنده سنگین بودن و علامت L نشان دهنده سبک بودن تیر آهن است. به عنوان مثال IPB V نشان دهنده  عریض سنگین و IPB L نشان دهنده  عریض سبک است . تیرآهن IPE و INP به ارتفاع 80*600 میلیمتر و تیرآهن IPE  به ارتفاع 100-1000 میلیمتر تولید می شود. کاربرد تیرآهن در ساختمان به صورت ستون، خرپا، نعل درگاه،تیر در پوشش سقف ها و پل های لاله زنبوری است.

تیرآهن های لانه زنبوری :

دلیل نامگذاری تیرآهن لانه زنبوری، شکل گیری این تیرها پس از عملیات و تکمیل پروفیل است، این گونه تیرها در طول خود دارای حفره های توخالی (در جان) هستند که به لانه زنبور شبیه است. به همین دلیل به این تیرآهن ها  لانه زنبوری می گویند.  

هدف تولید تیرآهن لانه زنبوری :

هدف این است که تیر بتواند ممان خمشی بیشتری را با خیز(تغییر شکل) نسبتآ کم و همچنین وزن کمتر در مقایسه با تیر نورد شده مشابه تحمل کند.

محاسن و معایب تیرآهن لانه زنبوری با تبدیل تیرآهن معمولی به لانه زنبوری:

  1. مدول مقطع و ممان اینرسی مقطع تیر افزایش می یابد.
  2. مقاومت خمشی تیر نیز افزوده می گردد، در نتیجه تیری حاصل می گردد با ارتفاع بیشتر،قوی تر و هم وزن تیر اصلی .
  3. با کم شدن وزن مصالح و سبک بودن تیر از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر خواهد بود.
  4. از فضاهای ایجاد شده در جان تیر می توان لوله های تأسیساتی و برق را عبور داد.
از جمله معایب تیرآهن لانه زنبوری وجود حفره های آن است که می تواند تنش های برشی را در محل تکیه گاههای پل به ستون یا اتصال تیرآهن به پل لانه زنبوری تحمیل کند. بنابراین برای رفع این عیب اقدام به پر کردن بعضی از این حفره ها با ورق فلزی و جوش می کنند تا اتصال فرعی پل به ستون یا تیر فرعی به پل به درستی انجام شود. تیرآهن لانه زنبوری در ساختمان اسکلت فلزی می تواند به صورت پل فقط در یک دهانه یا به صورت پل ممتد به کار رود.

برای ساختن تیرآهن لانه زنبوری دو شیوه موجود است :

  1. شیوه برش پانیر
  2. شیوه برش لیتسکا

روش های برش تیرآهن :

  1. برش به روش کوپال : با استفاده از دستگاه قطع کن سنگین که به برش مخصوص مجهز است تیرآهن به شکل سرد در امتداد خط قطع می شود.
  2. برش به روش برنول : برش در این روش به روش گرم است ، به این صورت که کارگر ماهر برش را با شعله بنفش رنگ قوی حاصل از گاز استیلن و اکسیژن به وسیله لوله برنول انجام می دهد.

تیرآهن IPB :

تیرآهن IPB = HEA, HEB یا معروف به  بال پهن که در بازار به نام هاش نیز شناخته می شود، در دو نوع بال پهن سبک و بال پهن سنگین می باشد. بهترین پروفیل نورد شده برای ستون ،تیرآهن بال پهن IPB یا قوطی مربع شکل است. زیرا از نظر مقاومت بهتر از مقاطع دیگر عمل می کند . علاوه بر این در اکثر شرایط اجرایی، اتصال تیرآهن ها به راحتی روی آن انجام می شود.

هاش :

تیرآهن عریض یا دارنده بالهای پهن است که طول بالهایش نسبت به تیرآهن IPE بزرگتر می باشد. اندازه بال این پروفیل با ارتفاع آن برابر بوده و مقطع ساده آن برای تهیه ستون استفاده می گردد. همچنین از آن برای تهیه تیر و خرپا استفاده می گردد. طول این نوع پروفیل بین 8 تا 16 متر بوده و دارای ارتفاع 100 تا 1000 میلیمتر است. هاش HEB سنگین است و این بدان معناست که این نوع تیرآهن بال پهن دارای بال ضخیم تری نسبت به  HEA است. هاش در گرید های ST37 , ST44 , ST52 بوده و در صنعت پل سازی، برج سازی، سدسازی و صنایع مشابهی که نیاز به مقاومت بالا داشته باشد کاربرد دارد.

بررسی و ارزیابی مزایای هاش نسبت به تیرآهن I :

همان گونه که گفته شد هاش HEB هاش از نوع سنگین بوده و نسبت به هاش HEA بالها دارای ضخامت بیشتری می باشند . در هنگام استفاده در طول های بلند، هاش نسبت به تیرآهن I  کاربرد بیشتری داشته زیرا می توان آنها را در اندازه های متنوعی ساخت. هاش برای طول های 100 متر نیز کاربرد دارد، اما  نوع I  تا طول 30 متر کاربرد دارد. به دلیل مقاومت بالای جان هاش در برابر نیروهای برشی و استحکام بالها در برابر خمش های لحظه ای ، کاربرد عمده ای را نسبت به  I  دارند. این نوع تیرها در برابر نیروهای خمشی و برشی بسیار کارآمدتر از انواع مشابه رفتار می کنند. این به دلیل آن است که در تیر I پهنای بال از عمق یا ارتفاع تیر کمتر است اما در هاش پهنای بال با ارتفاع تیر برابر است. همچنین به دلیل بزرگتر بودن سطح مقطع تیرآهن های بال پهن هاش از آنها می توان به عنوان ستون و یا تکیه گاه عمودی استفاده کرد. هنگامی که تیر فولادی تحت فشار قرار می گیرد تنش آن نسبت به سطح مقطعش کاهش می یابد، بنابراین با زیادتر بودن سطح مقطع هاش نسبت به تیرآهن I  تنش کمتری را تحمل کرده و گزینه ایده آلی برای ستون ها محسوب می شود.

کاربرد انواع تیرآهن :

.همان طور که اشاره کردیم تیرآهن از مهم ترین پروفیل ساختمانی به شمار می رود که کاربرد های متنوعی در صنعت ساختمان،پل سازی،اسکله سازی،سدسازی،برج سازی دارد که برخی از مزایای این محصول به شرح زیر است :
  • استفاده در سازه های مرتفع
  • اتصال چندین قطعه به یکدیگر
  • به نسبت بتن فضای بسیار کمتری را اشغال می نماید
  • سریع بودن نصب و اجرا
  • پس از اتمام سازه مجددأ می توان آن را توسعه داد
  • پیش ساخته بودن محصول
  • و...

معایب استفاده از تیرآهن :

این محصول هم مانند کلیه محصولات دیگر دارای ویژگی ها و معایبی می باشد که به برخی از آنها اشاره می کنیم :
  • با افزایش دما مقاومت ساختمان های فلزی کاهش می یابد،
  • چنان چه دمای اسکلت فلزی از 500 درجه سانتی گراد به 600 درجه سانتی گراد افزایش یابد به احتمال زیاد تعادل ساختمان به خطر خواهد افتاد.
  • قطعات فلزی استفاده شده در ساختمان ها در برابر شرایط جوی از خود واکنش نشان می دهد،
  • همین امر موجب کاهش ابعاد قطعات فلزی می گردد، در نتیجه با افزایش مخارج حفاظت و نگهداری ساختمان روبرو خواهیم شد.
  • یکی دیگر از نقاط ضعف این محصول تمایل قطعات فلزی به کمانش می باشد.
  • اتصال قطعات فلزی به یکدیگر به طور معمول با پرچ و پیچ صورت می گیرد
  • اما در کشور ما اغلب با جوش صورت می گیرد که در این میان به علت عدم مهارت جوشکاران و عدم کنترل توسط مهندسین ناظر بعدها با مشکلات روبرو می شوند.

برای مشاهده قیمت تیرآهن در سایزهای مختلف اینجا کلیک کنید.