معرفی انواع استاندارد تیرآهن

تیرآهن یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین مقاطع فولادی به شمار می‌رود ک در تحمل بار و استحکام ساختمان نقش اساسی دارد. آشنایی با استانداردهای مختلف تیرآهن در انتخاب آن اهمیت زیادی دارد؛ چرا که هرکدام ویژگی‌ها، کاربردها و مشخصات فنی خاص خود را دارند. استانداردهایی مانند IPE، INP، IPB (هاش) و CPE (لانه زنبوری) از رایج‌ترین انواع استاندارد موجود در بازار ایران هستند که هرکدام برای شرایط خاصی طراحی شده‌اند. در این مقاله، به معرفی کامل انواع استاندارد تیرآهن، مقایسه آن‌ها و بررسی نکات کلیدی برای خرید آگاهانه تیرآهن خواهیم پرداخت. 

معرفی کامل انواع استاندارد تیرآهن

تیرآهن‌ها بسته به نوع طراحی، نیاز سازه و استاندارد تولید، در چند دسته مختلف طبقه‌بندی می‌شوند که هرکدام ویژگی‌ها، ابعاد و کاربردهای خاص خود را دارند. استانداردهای تولید در تشخیص مرغوب‌ترین تیرآهن‌ها نقش دارند و تضمین‌کننده عملکرد مناسب سازه در برابر فشار، وزن و نیروهای وارد شده نیز هستند. با شناخت دقیق این استانداردها، می‌توان محصولات تولیدی شرکت‌های مختلف را به‌درستی مقایسه کرده و کیفیت آن‌ها را ارزیابی کرد. 

امروزه کارخانه‌های معتبر، تیرآهن‌ها را بر اساس چهار استاندارد اصلی تولید می‌کنند. تسلط بر این انواع استاندارد تیرآهن به مهندسان، طراحان و حتی خریداران کمک می‌کند تا متناسب با نیاز پروژه، انتخابی هوشمندانه داشته باشند و از هزینه‌های اضافی یا اشتباهات فنی جلوگیری شود. در ادامه، به‌طور کامل با انواع استانداردهای تیرآهن از جمله IPE، INP یا IPN، IPB (هاش) و لانه زنبوری (CPE) آشنا خواهیم شد.

تیرآهن IPE

تیرآهن IPE مخفف I Profile European است و از پرکاربردترین انواع استاندارد تیرآهن در پروژه‌های ساختمانی است که مقطع آن ظاهری شبیه به حرف "I" لاتین دارد. این تیرآهن بر اساس استانداردهای اروپایی تولید می‌شود و مهم‌ترین ویژگی آن، یکنواخت بودن ضخامت بال‌های بالا و پایین در سراسر طول آن است؛ بر خلاف تیرآهن INP که بال‌هایی با ضخامت متغیر دارد.

تیرآهن IPE به عنوان "تیرآهن نیم‌پهن موازی" یا "بال متوسط اروپایی" نیز شناخته می‌شود. این نوع تیرآهن معمولاً به روش نورد گرم و بر اساس استانداردهای EN 10365 و EN 10034 تولید می‌شود. بخش زیادی از تیرآهن‌های IPE موجود در بازار ایران وارداتی هستند و از کشورهایی مانند آلمان، کره جنوبی، اسپانیا، لهستان، چین و روسیه تأمین می‌شوند.

تیرآهن‌های IPE در ابعاد مختلفی تولید می‌شوند که ارتفاع آن‌ها از ۸ تا ۶۰ سانتی‌متر متغیر است. به دلیل طراحی خاص مقطع و بال‌های آن، اتصال این تیرآهن به سایر اجزا ساده‌تر است و در سازه‌هایی نظیر ستون خرپا، سقف‌ها و ساخت پل‌های لانه زنبوری کاربرد فراوانی دارد.

تیرآهن IPN یا INP

تیرآهن INP که گاهی با نام IPN نیز شناخته می‌شود، بیشتر بر پایه استانداردهای روسی و چینی تولید می‌شود و تفاوت اصلی آن با IPE در شیب ملایم بال‌ها است. در تیرآهن INP، ضخامت بال با فاصله گرفتن از جان تیرآهن کمتر می‌شود. یکی از ویژگی‌های بارز این استاندارد، باریک بودن ابتدای بال‌ها و ضخیم‌تر شدن تدریجی آن‌ها به سمت پایه است. بال‌های این تیرآهن‌ها دارای شیب ملایمی هستند که اگر از سر تیر به آن نگاه کنید، شیب ملایم در ضخامت بال‌ها قابل مشاهده است.

از آنجایی که در این استاندارد ضخامت بال‌ها کمتر است، مقاومت این تیرآهن نسبت به مدل‌های دیگر کمی کاهش می‌یابد و وزن و قیمت پایین‌تری نیز دارد. همین موضوع باعث شده که تیرآهن‌های با این استاندارد در پروژه‌هایی که فشار یا بار زیادی به تیرآهن وارد نمی‌شود، استفاده شوند.

بسیاری از تیرآهن‌های وارداتی موجود در بازار ایران، به‌ویژه آن‌هایی که از چین و روسیه تأمین می‌شوند، مطابق با این استاندارد تولید شده‌اند. نکته مهم اینجاست که برخی کارخانه‌های این کشورها هر دو نوع استاندارد IPE و INP را تولید می‌کنند؛ بنابراین تشخیص دقیق نوع تیرآهن هنگام خرید ضروری است. پیمانکاران و مجریان پروژه باید با بررسی ظاهری تیر و دریافت مشخصات فنی دقیق، از تطابق محصول با نقشه سازه اطمینان حاصل کنند؛ چرا که استفاده از تیرآهن ناهماهنگ با طراحی سازه می‌تواند مشکلات فنی و خسارات مالی به همراه داشته باشد.

تیرآهن IPB (هاش)

تیرآهن IPB که با نام تیرآهن هاش نیز شناخته می‌شود، سطح مقطعی شبیه به حرف H انگلیسی دارد. در این نوع تیرآهن، طول بال‌ها نسبت به جان بیشتر است که این ویژگی باعث می‌شود مقطع آن حالتی نزدیک به مربع پیدا کند. یکی از مشخصات مهم IPB، یکنواخت بودن ضخامت بال‌ها در طول تیر است که همین موضوع باعث افزایش مقاومت آن نسبت به تیرآهن‌های معمولی مانند IPE می‌شود.

تیرآهن‌های IPB در ارتفاع‌هایی بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی‌متر تولید می‌شوند و به دلیل داشتن بال‌های عریض، گزینه‌ای بسیار مناسب برای استفاده در سازه‌های سنگین و پرتراکم به حساب می‌آیند. نصب سریع، قابلیت جوش‌پذیری و ماشین‌کاری بالا از دیگر مزایای این نوع تیرآهن است. هرچند وزن آن بیشتر از سایر انواع تیرآهن است، اما در نهایت با کاهش تعداد تیرهای موردنیاز در پروژه، به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند.

در بازار فولاد ایران، تیرهای H یکی از پرمصرف‌ترین پروفیل‌ها هستند که طبق استاندارد IPB ساخته می‌شوند و به دلیل بال‌های پهن‌شان، با نام "تیرآهن بال پهن" نیز شناخته می‌شوند. انواع تیرآهن IPB بر اساس وزن:

1. تیرآهن با وزن متوسط: این تیرآهن همان IPB است که نرم اروپایی آن، HEB است. در سایزهای پایین‌تر (تا سایز ۳۰)، ارتفاع جان و طول بال با یکدیگر برابرند. برای مثال، در IPB20 هم طول بال و هم ارتفاع جان ۲۰ سانتی‌متر است. از سایز ۳۰ به بعد، طول بال ثابت می‌ماند ولی ارتفاع جان افزایش پیدا می‌کند.
2. تیرآهن سبک: تیرآهن سبک با علامت L مشخص می‌شود که با اختصار IPBL شناخته می‌شود و در نرم اروپایی به آن HE-A گفته می‌شود. در این مدل، ارتفاع واقعی تیرآهن کمی کمتر از مقدار اسمی آن است.
3. تیرآهن سنگین: تیرآهن سنگین با علامت V مشخص می‌شود که با اختصار IPBV شناخته می‌شود و معادل اروپایی آن HE-M است. در این نوع، ارتفاع واقعی کمی کمتر از ارتفاع اسمی است، اما به دلیل ضخامت و ابعاد بزرگ‌تر، مقاومت بالاتری ارائه می‌دهد.
4. تیرآهن IB: این مدل از تیرآهن در سایزهای ۱۰ تا ۱۸ تولید می‌شود و دارای بال‌هایی با سطح داخلی شیب‌دار است. اگرچه کمتر شناخته‌شده است، اما در برخی پروژه‌های خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تیرآهن CPE (لانه زنبوری)

تیرآهن لانه زنبوری با حفره‌های منظم شش‌ضلعی که در جان آن ایجاد می‌شود، ظاهری متمایز دارد و به‌راحتی از سایر تیرآهن‌ها قابل شناسایی است. این نوع تیرآهن به‌گونه‌ای طراحی شده که بتواند مقدار بیشتری از لنگر خمشی را نسبت به تیرآهن‌های معمولی تحمل کند. در این فرآیند، ابتدا جان تیرآهن برش داده می‌شود و سپس قطعات با دقت مجدداً جوش داده می‌شوند؛ این کار باعث افزایش ارتفاع مؤثر تیر و بهبود ویژگی‌های مکانیکی آن می‌گردد. از جمله مزایای مهم این نوع تیرآهن می‌توان به وزن کمتر، ممان اینرسی بیشتر و بهینه‌سازی عملکرد سازه‌ای اشاره کرد. البته باید توجه داشت که اجرای صحیح و اصولی آن نیاز به طراحی مهندسی دقیق دارد.

مقایسه تیرآهن‌های IPE، INP و IPB: کدام یک برای پروژه شما مناسب‌تر است؟

تیرآهن‌های IPE، INP و IPB سه نوع استاندارد پرکاربرد هستند که از نظر کاربرد، مشخصات فنی و قیمت تفاوت‌های زیادی دارند. شناخت دقیق این تفاوت‌ها می‌تواند نقش مهمی در انتخاب بهترین گزینه برای پروژه شما داشته باشد. در ادامه، این سه نوع تیرآهن را از نظر استاندارد تولید، موارد استفاده، قیمت، ظاهر و ویژگی‌های فنی با هم مقایسه می‌کنیم.

استاندارد

تیرآهن‌های IPE عمدتاً بر پایه استاندارد DIN آلمان و مشخصاً DIN 1025 تولید می‌شوند. این استاندارد در بازار ایران رواج بالایی دارد و بیشتر کارخانه‌های داخلی بر اساس این استاندارد تولید می‌کنند. تیرآهن‌های INP نیز بیشتر در کشورهای آسیایی تولید می‌شوند و در گریدهای ST37، ST44 و ST52 موجود هستند که گرید ST44 در بازار ایران متداول‌تر است.

در مقابل، تیرآهن‌های IPB یا همان هاش، مطابق با استانداردهای اروپایی مانند DIN EN 10025 تولید شده و در سه مدل سبک (IPBL)، سنگین (IPB) و فوق‌سنگین (IPBV) در بازار عرضه می‌شوند.

کاربرد

تیرآهن‌های IPB یا H شکل، به‌دلیل داشتن سطح مقطع بزرگ‌تر، تنش کمتری را تحمل می‌کنند و به همین خاطر گزینه‌ای ایده‌آل برای استفاده به‌عنوان ستون در سازه‌ها هستند. همچنین در سازه‌هایی با طول‌های بزرگ‌تر از ۳۰ متر، استفاده از این نوع تیرآهن به‌دلیل مقاومت بالا توصیه می‌شود. در مقابل، تیرآهن‌های IPE و INP کاربرد بیشتری در ساخت اسکلت ساختمان‌ها و پل‌ها دارند و به‌دلیل وزن کمتر، در پروژه‌های رایج‌تر محبوب هستند. با این حال، تیرآهن‌های H نیز می‌توانند در همین پروژه‌ها به‌عنوان ستون یا تکیه‌گاه مورد استفاده قرار گیرند و استحکام بیشتری فراهم کنند.

قیمت

قیمت تیرآهن تا حد زیادی به وزن هر شاخه تیرآهن بستگی دارد. در واقع، هرچه تیرآهن سنگین‌تر باشد، قیمت کلی آن نیز بیشتر خواهد بود. به‌طور کلی، در میان تیرآهن‌هایی با سایز یکسان، نوع IPB سنگین‌ترین و گران‌ترین است و پس از آن به ترتیب IPE و INP قرار می‌گیرند. با این حال، از آنجا که هر یک از این تیرآهن‌ها در سایزهای متنوعی تولید می‌شوند، ممکن است هرکدام قیمت‌های متفاوتی داشته باشند.

مشخصات ظاهری 

تیرآهن‌ها را می‌توان با دقت در ظاهرشان از یکدیگر تشخیص داد. تیرآهن IPB یا هاش دارای بال‌های موازی است که طول آن‌ها تقریباً با طول جان برابر است. همین ویژگی باعث می‌شود سطح مقطع آن به شکل حرف H انگلیسی دیده شود. در مقابل، تیرآهن IPE بال‌هایی با طول کمتر دارد، اما این بال‌ها همچنان موازی و دارای ضخامت یکنواخت‌ هستند. از این رو، سطح مقطع آن‌ها شبیه به حرف I است.

اما تیرآهن INP در نگاه اول شبیه IPE به نظر می‌رسد، با این تفاوت که بال‌های آن از سمت اتصال به جان تا لبه‌ها باریک‌تر می‌شوند. به‌عبارتی، بال‌ها به صورت مورب و غیرموازی هستند.

مشخصات فنی

هر تیرآهن براساس داده‌های جدول اشتال، دارای ویژگی‌هایی فنی مانند ممان اینرسی، تنش مجاز، ظرفیت خمشی و وزن هر متر طول است. این مشخصات نقش کلیدی در طراحی سازه‌ها دارند و به مهندسان کمک می‌کنند تا گزینه مناسب را بر اساس نوع بارگذاری انتخاب کنند.

به عنوان مثال، تیرآهن IPB به‌دلیل ممان اینرسی بالا، برای تحمل بارهای سنگین و نیروهای خمشی یا محوری بسیار مناسب است. مدل IPE معمولاً در سازه‌های رایج به کار می‌رود و انتخابی اقتصادی برای تحمل بارهای خمشی معمولی به‌شمار می‌آید. از سوی دیگر، تیرآهن INP بیشتر در پروژه‌هایی استفاده می‌شود که وزن سبک‌تر و بارگذاری متوسط مد نظر باشد.

نحوه تشخیص استاندارد تیرآهن

یکی از روش‌های تشخیص نوع استاندارد به هنگام خرید تیرآهن، برگه شناسنامه محصول است که اغلب توسط تولیدکننده یا تأمین‌کننده ارائه می‌شود. در این برگه اطلاعاتی مانند نوع استاندارد (مثلاً IPE یا INP)، سایز تیرآهن، مقاومت کششی و مشخصات فنی ذکر می‌شود. به عنوان نمونه INP_16_52 نشان می‌دهد که تیرآهن فوق دارای استاندارد INP، سایز ۱۶ و مقاومت کششی ۵۲ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است.

علاوه بر این، شکل ظاهری تیرآهن نیز می‌تواند سرنخ‌های خوبی درباره نوع استاندارد به ما بدهد. همچنین، در زمان ارزیابی تیرآهن، عواملی مانند وزن هر شاخه، کیفیت تولید و حجم خرید می‌توانند در تعیین استاندارد و در قیمت‌گذاری نهایی محصول نقش مهمی داشته باشند.

راهنمای خرید تیرآهن بر اساس استانداردهای مختلف

تیرآهن یکی از کلیدی‌ترین عناصر سازه‌های فلزی، نقشی تعیین‌کننده در افزایش مقاومت، پایداری و ایمنی ساختمان‌ها ایفا می‌کند. این مقطع فولادی در مدل‌ها و استانداردهای مختلفی تولید می‌شود تا پاسخگوی نیازهای متنوع پروژه‌های ساختمانی و عمرانی باشد. شناخت انواع استاندارد تیرآهن مانند IPE، INP و IPB به شما این امکان را می‌دهد که گزینه‌ای متناسب با نوع پروژه، شرایط بارگذاری و بودجه مدنظرتان انتخاب کنید. انتخاب درست استاندارد تیرآهن از هدررفت منابع مالی جلوگیری می‌کند و دوام سازه را در بلندمدت تضمین می‌نماید.

جمع بندی

درنهایت، تیرآهن‌ها بر اساس استانداردهای مختلفی همچون IPE، INP، IPB (هاش) و CPE (لانه‌زنبوری) تولید می‌شوند که هرکدام ویژگی‌های فنی، ظاهری و کاربردهای خاص خود را دارند. شناخت دقیق این استانداردها می‌تواند در انتخاب نوع تیرآهن متناسب با نیاز پروژه بسیار مؤثر باشد.