تیرآهن چیست؟

یک مقطع فولادی به شکل I است. در چند استاندارد اصلی تولید می‌شود و از ارکان اصلی اسکلت ساختمان‌سازی است.

هر نوع تیرآهن با توجه به ویژگی‌های آن در موارد مختلف کاربرد دارد. تیرآهن‌ها را با علائم اختصاری خاصی نام‌گذاری می‌کنند که در ادامه به‌طور مختصر معرفی می‌کنیم.

  • تیرآهن IPE
  • تیرآهن INP
  • تیرآهن هاش (بال‌پهن) IPB
  • تیرآهن لانه‌زنبوری CPE

مطلب پیشنهادی: چند نوع تیرآهن داریم؟

برای خرید و استفاده از تیرآهن نیاز به داشتن اطلاعاتی از ویژگی‌های هر نوع تیرآهن داریم. اطلاع از اصطلاحات رایج در زمینه تیرآهن به شما کمک می‌کند تا با آگاهی کامل بتوانید تصمیم بگیرید و سفارش دهید.

در خرید تیرآهن به چه چیزهایی باید دقت کنیم؟

قبل از خرید تیرآهن باید اطلاعاتی از جنبه‌های فنی و تخصصی داشته باشید. برای اینکه بتوانید به این اطلاعات تخصصی را به دست آورید نیاز دارید تا تیرآهن را به‌خوبی بشناسید و با عنوان و اصطلاحات بازاری و علمی و تخصصی آن تا حدی آشنا باشید. در زمینه تیرآهن ممکن است با عناوینی مثل جان، بال، ارتفاع و… برخورد کنید.

  • H ارتفاع بال
  • Ts ضخامت جان
  • B عرض بال
  • Tg ضخامت بال
  • A سطح مقطع
  • G وزن هر متر

به قسمت میانی تیرآهن جان و به لبه‌های موازی بال می‌گویند. واحد شمارش تیرآهن شاخه است و هر شاخه عموماً به طول 12 متر ساخته می‌شود. سایز تیرآهن را با اندازه جان آن مشخص می‌کنند. اندازه (ارتفاع) جان به سانتی‌متر مشخص می‌شود. به‌طور مثال تیرآهن 12 دارای جانی به‌اندازه 12 سانتی‌متر است.

گفتی است تیرآهن در بازار با اندازه‌های 8 تا 60 پیدا می‌شود. سایزهای پرکاربرد و رایج بازار که توسط اغلب کارخانه‌ها نیز تولید می‌شود، تیرآهن در اندازه‌های 14، 16 و 18 است.

با ایجاد حفره‌ها وزن تیرآهن کاهش می‌یابد و همین باعث می‌شود ازنظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه باشد.

حفره‌های تیرآهن اجازه می‌دهند تا لوله‌های تأسیساتی و برق را از درون آن‌ها عبور داد. پس پروسه ساخت‌وساز را آسان‌تر و سریع‌تر می‌کند.

با کم شدن وزن تیرآهن، وزن سازه نیز کم می‌شود، فشار و نیروی وارده به سازه و ستون‌ها کم می‌شود، در کنار انعطاف‌پذیری بالاتر این نوع تیرآهن در برابر تیرآهن‌های معمولی، مقاومت در برابر زلزله نیز افزایش می‌یابد.

تیرآهن لانه‌زنبوری خیلی زیاد باعث کاهش ارتفاع سقف می‌شوند. به‌عنوان‌مثال وقتی طرح معماری در ساختمان و در قسمت سقف آن محدودیت‌های زیادی را به طراح سازه تحمیل می‌کند و نمی‌تواند ضخامت سقف را افزایش داد، تیر لانه‌زنبوری نسبت به دیگر مقاطع فولادی کاربردی‌تر خواهد بود.

تیرآهن لانه‌زنبوری چه معایبی دارد؟

همان‌طور که حفرهای این نوع تیرآهن مزایای زیادی دارد، باعث بروز مشکلاتی نیز می‌شود. حفرهای (عموماً شش‌ضلعی) می‌تواند تنش‌های برشی را در محل تکیه‌گاه‌های پل به ستون یا اتصال تیر فرعی به پل لانه‌زنبوری را تحمل کند. برای افزایش مقاومت و اتصال درست پل به ستون یا تیر فرعی برخی از حفره‌ها را با ورق فلزی پر می‌کنند.

مشکل دیگر تیرآهن لانه‌زنبوری این است که در اسکلت ساختمان فقط می‌تواند به‌صورت پل در یک دهانه و یا فقط به‌صورت پل ممتد مورداستفاده قرار بگیرد.

همان‌طور که گفته شد، تیرآهن معمولی با برش‌هایی در جان آن و اتصال مجدد با جوشکاری به تیرآهن لانه‌زنبوری تبدیل می‌شود. وقتی تیر لانه‌زنبوری در ستون، سقف و به‌طورکلی در اسکلت ساختمان مورداستفاده قرار می‌گیرد، در اثر بار وارده و فشار و نیروهای دیگر باید دارای مقاومت و استحکام بالایی باشد تا کیفیت کلی سازه حفظ شود؛ بنابراین اگر جوشکاری‌های انجام‌شده به‌درستی و با نظارت کامل انجام نشوند، به نقطه‌ضعف بزرگی برای سازه تبدیل‌شده و امکان تخریب را بالا می‌برند.

مزایا و معایب تیرآهن هاش

در مقالات قبل گفتیم که تیرآهن هاش در سه نوع تولید می‌شود که در ضخامت بال باهم تفاوت دارند. وقتی قرار است در طول‌های بلند از تیرآهن استفاده شود، تیرآهن هاش به دلیل استحکام بالاتر، کاربرد بیشتری دارد. تیرآهن هاش رامی توان در اندازه‌های متنوع (حتی 100 متر) ساخت درحالی‌که تیرآهن معمولی را تا طول 30 متر ساخته می‌شود.

جان تیرآهن هاش نسبت به جان تیرآهن معمولی از مقاومت بالاتر در برابر نیروهای برشی و خمش­های لحظه‌ای برخوردار است. دلیل این امر این است که در تیرآهن معمولی پهنای بال از عمق یا ارتفاع تیر کم‌تر است، اما در تیرآهن هاش پهنای بال با ارتفاع تیر برابر است.

به‌علاوه سطح مقطع تیرآهن‌های بال‌پهن از سطح مقطع تیرآهن‌های معمولی بزرگ‌تر است. این باعث می‌شود تا تیرآهن هاش گزینه خوبی برای ستون یا تکیه‌گاه عمودی باشد.

تیرآهن هاش چگونه ساخته می‌شود؟

فرایند ساخت تیرآهن هاش مثل بسیاری از محصولات فولادی دیگر، نورد گرم است. در تولید تیرآهن چند مرحله مختلف نورد وجود دارد که در ادامه توضیح می‌دهیم. نورد یا رولینگ فرایندی است که در آن فولاد تحت دمای بالای 1100 درجه سانتی‌گراد حرارت می‌بیند تا قابلیت شکل‌پذیری پیدا کند. در این دما فولاد را به شکل موردنظر درمی‌آورند به‌طوری‌که آن را از میان غلتک‌های مختلف عبور می‌دهند و در حین شکل‌گیری، فشار زیادی را نیز تحمل می‌کند. در زیر مراحل نورد تیرآهن بال‌پهن را به یکی از روش‌های رایج می‌بینید.

  • پخت و افزایش دمای شمش‌ها
  • شکل‌دهی شمش‌ها
  • عبور دادن از میان قالب‌های مختلف و تحت‌فشار قرار دادن آن
  • کاهش ضخامت و لبه‌های محصول
  • برش دادن در سایز موردنظر

چرا تیرآهن هاش را انتخاب می‌کنیم؟

تیرآهن هاش (بال‌پهن) اغلب در برابر تیرآهن معمولی ارجح بوده و بیشتر موردتوجه است. دلیل این امر به دلایل زیر است:

  • در ساخت‌وسازهای بلند و مرتفع اطمینان بیشتری می‌دهد
  • برطرف کردن مشکلات جوشکاری در استفاده از قوطی در ستون‌ها
  • سرعت بالاتر نسبت به قوطی (زیرا نیاز به عملیات جوشکاری نیست)
  • هزینه‌های جوشکاری و پرتی مصالح فولادی برای ساخت تیرورق را کاهش می‌دهد
  • فضای کمتری اشغال می‌کند و مساحت مفید ساختمان را افزایش می‌دهد
  • نسبت به تیرآهن مقامت خمشی و برشی بیشتری را فراهم می‌کند
  • در برابر بار دارای مقاومت یکسان در دو جهت عمود بر هم است
  • برای ساخت سازه‌های صلب مناسب است
  • ضریب خطا را کاهش داده و سازه‌ای یکنواخت ایجاد می‌شود
  • هزینه‌های عملیاتی و مصرف آهن را کاهش می‌دهد

تیرآهن هاش چه معایبی دارد؟

همانند بسیاری از چیزها، تیرآهن بال‌پهن نیز خالی از ایراد نیست و معایبی دارد؛ اما خواهید دید که مزایای تیرآهن هاش انقدر زیاد است که معایب به چشم نمی‌آیند.

  • در برابر دماهای بالا مقاومت کاهش می‌یابد
  • برای محافظت در برابر خوردگی مخارج بالاست
  • انجام آزمایش جوش هزینه بالایی دارد