یکی از تجهیزات اصلی ساختمان‌سازی که وظیفه آن تحمل بار و فشارهای وارد شده به ساختمان می‌باشد؛ تیرآهن است. در این مقاله سعی کردیم به این پرسش پاسخ دهیم که تیرآهن چیست و انواع تیرآهن کدام‌اند که با توجه به جدول استاندارد تیر آهن انتخاب می‌شوند و به‌عنوان اسکلت ساختمانی کاربرد دارند و راهنمایی‌های لازم برای خرید تیرآهن را انجام داده‌ایم.
برای آشنایی با مراحل ساختمان سازی و چالش‌های پیش‌روی آن؛ به این مقاله مراجعه کنید.
طبق جدول استاندارد، تیرآهن از دو بخش H و I تشکیل شده است که به آن بال و جان می‌گویند که بر اساس سه اصل مهم و استاندارد ساخته میشود.
جدول استاندارد تیرآهن چیست و چه کاربردی دارد؟
از آنجایی که تیرآهن‌ها وظیفه تحمل بار ساختمان را برعهده دارند برای استحکام لازمه باید از اصولی تبعیت کنند که در جدول استاندارد تیرآهن آورده شده است.
عمده تیرآهن‌ها از فلز فولاد ساخته می‌شوند که این باعث شده تا تحمل و مقاومت خمشی بالایی داشته باشند و با توجه به جدول استاندارد تیرآهن به‌عنوان تجهیزاتی که توانایی بالایی در جذب ارتعاشات را دارد مورد استفاده قرار بگیرد.
از آنجایی که این پروفیل‌ها بیشترین مصرف و تولید را در بین پروفیل‌های ساختمانی دیگر دارند، دارای یک سری استاندارهایی است که با توجه به آن‌ها تیرآهن تولید میشود.
ویژگی های جدول استاندارد تیرآهن چیست؟
هر تیرآهنی متناسب با نوع کاربردش در ساختمان دارای ویژگی‌های متفاوتی از قبیل: ارتفاع، ابعاد و اندازه هستند. همچنین انحراف بال و خمیدگی که در جان تیر آهن وجود دارد باید همگی بدون هیچ انحراف بیش از حد و یا تغییر زاویه‌ای باشد.
برای همین امر باید از جدولی استفاده نمود که تمامی اطلاعات را در خصوص انواع تیرآهن به ما می‌دهد. که بدانیم کدام نوع تیرآهن چقدر بار را تحمل می‌کند و برای استفاده در این مقطع باید از چه اندازه‌ای بهره گرفت.
دلیل استفاده از تیرآهن در ساختمان چیست؟
- از آنجایی که تولید تیرآهن در کارخانه فولادی انجام میشود و بعنوان اجزایی هستند که از پیش ساخته شده‌اند، احتمال خطا در اندازه آن بسیار پایین است که این خود یک مزیت محسوب میشود.
- از پیش ساخته شدن تیرآهن با توجه به جدول استاندارد تیرآهن این امکان را به مهندسان می‌دهد که فرآیند پروژه با سرعت بالایی انجام پذیرد. از آنجایی که سازه‌های بتنی دارای حجم زیادی هستند، استفاده از تیرآهن بسیار کاربردی‌تر است.
- این سازه فولادی امکان نصب در ارتفاع را دارند و به همین دلیل بسیار کاربردی هستند.
انواع تیرآهن
تیرآهن با توجه به جدول استاندارد تیرآهن به علت شکل ظاهری و کاربردهای متنوعی که دارد به چند دسته تقسیم می‌شوند:
تیرآهن IPE ، تیرآهنINP ، تیرآهن بال پهن (هاش) IPB
تیرآهن IPE
این تیرآهن که مشابه استاندارهای اروپا و طبق جدول استاندارد تیرآهن ساخته میشود شبیه حرف I انگلیسی است که دارای پهنا یا بال ضخیم ثابتی می‌باشند و ارتفاعی حدود 80 تا 600 میلی‌متر دارند.
تیرآهن INP
این تیرآهن معمولی‌ترین تیرآهن‌های موجود در جدول استاندارد تیرآهن است، و مطابق با استانداردهای اروپا بدست مهندسان داخلی تولید میشود. ضخامت بال در این نوع تیرآهن‌ها ثابت بوده و بیشترین کاربرد را در ساختمان‌سازی دارد.
تیرآهن بال پهن (هاش) IPB
این تیرآهن به شکل H می‌باشد که جز عریض‌ترین تیرآهن‌ها هستند که این عریض سبک و سنگین با حروف v و l مشخص میشود.
تیرآهن سبک و سنگین
تیرآهن بر اساس عریض بودن به تیرآهن بال پهن سبک HEA و تیرآهن سنگین TPB رده‌بندی می‌شوند. همانطور که از اسم آن مشخص است، تیرآهن‌های سنگین ضخامت بیشتری نسبت به تیرآهن‌های سبک دارند.
تیرآهن های لانه زنبوری
یکی از مزیت‌هایی که این حفره‌ها در تیرآهن دارد کمک به کاهش وزن تیرآهن است که باعث کاهش وزن کلی ساختمان میشود. این حفره‌های خالی شرایطی را بوجود می‌آورد که بتوان از تجهیزات دیگر مانند لوله و برق ساختمانی عبور کند. همچنین بعلت کاهش آهن مصرفی در تولید آن‌ها از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است.
معایب تیرآهن لانه زنبوری
- جوشکاری در طول اتصالات دارای حفره
- کاهش مقاومت بعلت داشتن حفره
استفاده از تیرآهن چه مزایایی دارد؟
- برای مقاومت سازه‌های تولیدی به مصالحی نیاز است که بتواند در برابر بسیاری از شرایط مقاوم باشد و از استحکاام بالایی برخوردار باشد؛ که استفاده از تیرآهن این شرایط را فرآهم آورده است.
- به دلیل شکل فیزیکی که دارد دارای نصبی آسان است و به سرعت روند ساخت‌وساز شکل می‌گیرد.
- از آنجایی که این تیرآهن‌ها در کارخانه‌ها تولید می‌شوند بعنوان سازه‌های از پیش ساخته شده تهیه میشود و باعث افزایش سرع در روند ساخت‌وساز میشود.
- در ارتفاعات بسیار کاربرد دارد.
معایب استفاده از تیرآهن چه میتواند باشد؟
با توجه به جدول استاندارد تیرآهن، انواع تیرآهن‌ها در دماهای بالا و مناطقی که شرایط آب و هوایی گرمی دارد بسیار تاثیر پذیر هستند و باعث تضغیف تیرآهن میشود.
- بعلت خاصیت فلز آهن در برابر فرسایش در شرایط رطوبت بالا دچار فرسایش میشود و مقاومت آن کاهش میابد.
- بعلت حساسیتی که در نصب دارند در صورت اتصال نامناسب قعطات تیرآهن کنار هم ممکن است سازه نهایی دچار نقص و عدم ایمنی باشد.
- مقاومت و تحمل بار در تیرآهن
مقطع جان تیرآهن چیست؟
هنگامی که تیرآهن را نگاه می‌کنیم در واقع ورقه‌هایی که در بالا و پایین تیرآهن قرار دارند بعنوان بال شناخته شده است و صفحه مسطحی که بال بر آن عمود است بعنوان جان شناخته شده است.
اجزای سازه فلزی
- تیر اصلی: با توجه به جدول استاندارد تیرآهن، تیر اصلی وظیفه انتقال بار ساختمان از تیرچه به ستون اصلی به حساب می‌آید.
- تیرفرعی یا تیرچه: این تیر، وظیفه انتقال بار سقف به تیر اصلی را بر عهده دارد.
- نعل درگاهی: در قسمت لولایی در و پنجره‌ها قرار می‌گیرد.
- تیر کنار: این تیر که نقش کلاف‌بندی را به عهده دارد، بار اطراف ساختمان و دیوار پیرامونی را تحمل می‌کند.
همانطور که در ابتدای مقاله عنوان شد، تیرآهن یکی از اجزای اصلی در سازه‌های فلزی به شمار می‌آید که دارای خصوصیتی مانند: نیمرخ که به آن پروفیل می‌گویند، طول و ماده سازنده است.
چه بارهایی ممکن است بر تیرآهن وارد شود؟
هر تیرآهنی با توجه به موقیت قرارگیری در ساختمان در معرض بارهای مختلفی قرار می‌گیرد. این بارها یا یکنواخت یا متمرکز شده بر روی یک تیرآهن وارد میشود و یا ممکن است این دوبار با هم وارد شوند.
چه عواملی سبب تغییر تیرآهن میشود؟
با توجه به آنچه که بیان شد تیرآهن در معرض بار و فشارهای مختلفی قرار دارد که ممکن است از آستانه تحمل تیرآهن بیشتر شود و باعث تغییر شکل در تیرآهن شود. بعضی تیرآهن‌ها بعد از فشار حاصل ممکن است به حالت اولیه خود برگرند اما برخی دیگر دچار آسیب و شکستنی می‌شوند.
تفاوت تیرآهن هاش و تیرآهن I ؟
کاربردهای تیرآهن به دلیل اختلافی ارتفاعی که در این دو است بوجود می‌آید. گرچه تیرآهن هاش و I دارای بال می‌باشند اما تفاوت در بال‌ها بسیار چمشگیر است. برای استفاده از طول و ارتفاع بالا انتخاب تیرآهن هاش کاربرد بیشتری دارد زیرا تیرآهن I تا حداکثر 30 متر کاربرد دارد.
استحکام و مقاومتی که تیرآهن هاش نسبت به تیرآهن I دارد کارآمدتر است و همچنین به دلیل اینکه سطح مقطع تیرآهن هاش بیشتر و بزرگ‌تر است بیشتر بعنوان تکیه‌گاه و در بخش ستون ساختمان استفاده میشود.
نحوه تولید تیرآهن
در ابتدا برای تهیه تیرآهن شمش‌های فولادی مورد نظر را تحت حرارت بالا و در کوره‌ای قرار می‌دهند تا ذوب شوند. پس از آن این فلز مذاب در نورد را زمانی که به دمای خم‌شدگی نزدیک می‌شوند از میان غلطتک‌هایی عبور می‌دهند تا با فشار وارده به شکل مورد نظر برسند.
تیرآهن ها به چه روشی برش میخورن؟
با توجه به سازه‌های جدید و بناهای مدرن امروزی، استفاده از تیرآهن و برش تیرآهن به روش های مختلفی صورت می‌گیرد از جمله:
روش برش سرد به سبک کوپال
روش برش تیرآهن به سبک کوپال یا سرد، در این روش لبه قسمتی از تیرآهن که برای برش آماده شده است در قسمت گیوتین قرار داده میشود و با فشار لازمه و قیچی مخصوص تیرآهن برش داده میشود.
مزایا و معایب برشکاری به روش کوپال چیست؟
در این برش چون از گیوتین استفاده میشود، سرعت و انعطاف برشکاری بالاست و فلز به دلیل پایین بودن دما هنگام برش، تغییری در خاصیت فلز ایجاد نمی‌کند و فلز با خواصی که دارد حفظ میشود.
از معایب این روش می‌توان به ماده و دستگاه مصرفی برای برش اشاره کرد چرا که بعد از استفاده از گیوتین به دلیل فرسایش تیغه‌های قیچی این وسیله دیگر کارایی مورد نظر را نخواهد داشت و مشمول هزینه زیادی است.
روش برش گرم به سبک برنول
همانطور که از اسم آن مشخص است، در این روش از طریق گرما تیرآهن برش میخورد. در این روش با استفاده از گازهای اکسیژن و استلین ایجاد حرارتی بوجود می‌آید که از دستگاه برنول بیرون می‌زند و با حرارتی که دارد سبب ذوب تیرآهن میشود و آن را برش می‌دهد.
مزایا و معایب استفاده از روش برنول در برش تیرآهن
- از آنجایی که این روش کمی پیچیده است به متخصص جهت برش تیرآهن نیاز است و همچنین هزینه‌ی کمتری نیز دارد.
- کاهش در ضایعات تولیدی حاصل از برش و سرعت چشمگیر در برش با توجه به حجم بالای تیرآهن‌ها
- در این روش ایمنی پایین است و اگر کارگری که تیرآهن‌ها را برش می‌دهند مهارت و تخصصی کافی نداشته باشد امکان سوختگی و صدمه زدن، زیاد است.
- فلز در اثر گرمای حاصل از ذوب مقطع مورد نظر دچار تغییر در خواص خود میشود که با مقاومت و استحکام آن تاثیر دارد و باعث کاهش استحکام فلز میشود.
برای استعلام قیمت هاش جهت خرید آن می‌توانید از این صفحه اقدام نمایید.
جمع بندی
در این مقاله به توضیح تیرآهن چیست و انواع آن به همراه جدول استاندارد تیرآهن پرداخته شد. شرکت فولاد رادمهر سابقه‌ای خوش نام در زمینه تجهیزات فولادی و تیرآهنی دارد و با کادر متخصصی که در این زمینه دارد؛ امکان ارسال و سفارش انواع تیرآهن و تجهیزات ساختمانی ارزان و با کیفیت و تضمین شدنی را در تمام شهرها به راحتی خدمات‌رسانی می‌کند.