تیرآهن و تیر ورق دو جزء اساسی هستند که هر یک نقش مهمی در انتقال نیروها و استحکام ساختمان دارند. تیر ورق به‌عنوان تیر اصلی، بارها را به ستون‌ها منتقل می‌کند، در حالی که تیرآهن به‌عنوان تیر ثانویه، نیروها را از بخش‌های مختلف سازه به تیر ورق منتقل می‌کند. شناخت تفاوت‌های این دو نوع تیر، از جمله عملکرد، سایز، ظرفیت تحمل فشار و وظایف آن‌ها، به مهندسان و مجریان کمک می‌کند تا انتخاب مناسبی برای پروژه‌های خود داشته باشند. در ادامه این مقاله، با جزئیات بیشتری به بررسی تفاوت تیرآهن و تیر ورق خواهیم پرداخت تا دید کاملی نسبت به تیرآهن و تیر ورق پیدا کنید.
لیست قیمت تیرآهن تمامی کارخانجات در بازار امروز
تیر ورق چیست؟
تیر ورق یکی از مقاطع فولادی مهم در سازه‌های سنگین است که معمولاً از ترکیب چند ورق فولادی و شکل‌دهی آن‌ها به فرم حرف «I» ساخته می‌شود. این تیرها به‌طور ویژه برای تحمل بارهای سنگین و فشارهای سنگین طراحی شده‌اند و در پروژه‌هایی مانند پل‌سازی و سازه‌های بزرگ کاربرد فراوان دارند. ضخامت و ابعاد تیر ورق بسته به نیاز سازه و میزان بارگذاری انتخاب می‌شود، زیرا هرچه مقطع تیر عمیق‌تر باشد، مقاومت آن در برابر نیروهای خمشی و برشی افزایش می‌یابد. علاوه بر بال‌ها و جان تیر، اغلب از استیفنرها (سخت‌کننده‌ها) نیز استفاده می‌شود تا مقاومت تیر در برابر لنگرهای خمشی و نیروهای برشی بیشتر شود. کیفیت فولاد و دقت در جوشکاری نقش مهمی در عملکرد و دوام تیر ورق دارد و در تعیین قیمت آن تأثیر مستقیم می‌گذارد.
اجزای تیر ورق
تیر ورق‌ها معمولاً ساختاری مشابه حرف «I» انگلیسی دارند و از چند بخش اصلی تشکیل شده‌اند که هر کدام وظیفه‌ای مشخص در تحمل بار و حفظ پایداری تیر بر عهده دارند. ترکیب دقیق و مهندسی‌شده این سه بخش باعث می‌شود تیر ورق بتواند در برابر نیروهای خمشی و برشی مقاومت بالایی داشته باشد و در پروژه‌های سنگین عملکردی مطمئن از خود نشان دهد. اجزای اصلی تیر ورق شامل موارد زیر است.
تیغه یا جان تیر web plate
تیغه یا جان تیر، صفحه‌ای عمودی در مرکز تیر ورق است که دو بال بالا و پایین را در فاصله‌ای مشخص از هم نگه می‌دارد. این بخش نقش اصلی را در تحمل نیروهای برشی ایفا می‌کند و یکی از مهم‌ترین اجزای سازه‌ای تیر ورق به شمار می‌آید. ضخامت و ارتفاع جان تیر بسته به نوع سازه، طول دهانه و مقدار باری که بر تیر وارد می‌شود تعیین می‌گردد. هرچه این صفحه بلندتر و نازک‌تر باشد، احتمال کمانش (تغییر شکل) در اثر فشارهای زیاد بیشتر می‌شود. به همین دلیل، در طراحی حرفه‌ای تیر ورق از سخت‌کننده‌ها یا استیفنرها برای تقویت جان تیر و جلوگیری از تغییر شکل آن استفاده می‌شود.
فلنج یا بال تیر flanges plate
فلنج یا بال تیر در تیر ورق، همان صفحات فولادی افقی هستند که در دو طرف جان قرار می‌گیرند و با جوشکاری یا سایر روش‌های اتصال، به بدنه تیر متصل می‌شوند. این دو بال نقش اصلی را در مقاومت تیر در برابر خمش بر عهده دارند. به‌طوری‌که بال بالا نیروهای فشاری را جذب می‌کند و بال پایین وظیفه تحمل نیروهای کششی را دارد. انتخاب ضخامت و عرض مناسب برای بال‌ها اهمیت زیادی دارد، زیرا هرچه این ابعاد دقیق‌تر و متناسب‌تر طراحی شوند، عملکرد تیر ورق در تحمل بار و جلوگیری از تغییر شکل بهتر خواهد بود.
استیفنرها یا سخت کننده ها یا بلبرینگ طولی و میانی stiffeners
استیفنرها یا سخت‌کننده‌ها در تیر ورق، نقش یک پشتیبان تقویتی را ایفا می‌کنند تا تیر در برابر کمانش موضعی، لهیدگی و تمرکز تنش‌ها مقاومت بیشتری داشته باشد. این صفحات تقویتی معمولاً روی جان یا در محل اتصال بارها نصب می‌شوند تا مسیر انتقال نیرو را پایدار کنند و اجازه بدهند تنش‌ها به شکل یکنواخت‌تری در تیر توزیع شوند. سخت‌کننده‌های تیر به دو گروه اصلی طبقه‌بندی می‌شوند:
سخت کننده عمودی
سخت کننده عمودی که آن را با عنوان سخت کننده عرضی نیز می‌شناسند، صفحه‌ای تقویتی است که به‌صورت عمود بر بال‌های تیر ورق نصب می‌شود تا مقاومت جان در برابر کمانش افزایش یابد. این سخت کننده‌ها معمولاً بسته به محل قرارگیری، در دو گروه سخت کننده انتهایی و سخت کننده میانی دسته‌بندی می‌شوند.
- سخت کننده انتهایی: سخت‌کننده‌های انتهایی را با نام «سخت‌کننده بلبرینگ» نیز می‌شناسند که در دو انتهای تیر قرار می‌گیرند و کمک می‌کنند نیرو و بار واردشده به‌درستی به تکیه‌گاه منتقل شود. در تیر ورق، نواحی انتهایی جان تحت نیروها و بارهای فشاری قرار دارند و بدون تقویت ممکن است دچار لهیدگی یا آسیب شوند.
- سخت کننده میانی: وقتی بارهای نقطه‌ای به تیر وارد می‌شود، سخت‌کننده‌های میانی کمک می‌کنند جان تیر تغییر شکل ندهد و آسیب نبیند. اگر ضخامت بدنه تیر نسبت به عمق تیر کمتر از یک هشتاد و پنجم باشد و خطر کمانش وجود داشته باشد، استفاده از این سخت‌کننده‌ها ضروری است تا از تخریب تیر جلوگیری شود.
سخت کننده افقی
سخت‌کننده‌های افقی در تیر ورق، موازی با بال‌ها نصب می‌شوند و به آن‌ها اغلب «سخت‌کننده طولی» نیز گفته می‌شود. این نوع سخت‌کننده‌ها نقش مهمی در افزایش مقاومت جان و بدنه تیر در برابر کمانش دارند. سخت‌کننده‌های افقی به دو صورت پیوسته و ناپیوسته اجرا می‌شوند:
- سخت‌کننده افقی پیوسته: تمام سخت‌کننده‌های عرضی (تراورس) را به یکدیگر متصل می‌کند و بارها و فشارهای وارد بر بال‌ها و جان تیر را منتقل و توزیع می‌کند.
- سخت‌کننده افقی ناپیوسته: بین سخت‌کننده‌های عرضی قرار می‌گیرد و با آن‌ها تماس ندارد؛ این نوع فقط مقاومت جان و بدنه تیر را در برابر کمانش افزایش می‌دهد و مستقیماً نیروها را منتقل نمی‌کند.
تیرآهن چیست؟
این محصول با توجه به نیاز پروژه در انواع مختلف و اندازه‌های متنوع تولید می‌شود و معمولاً از جنس فولاد هستند. تیرآهن معمولاً به شکل حرف I یا H انگلیسی ساخته می‌شود و از یک جان و دو بال تشکیل شده است. این تیرها در اسکلت فلزی ساختمان‌ها و سازه‌های فولادی کاربرد دارند و باعث افزایش ایمنی سازه در شرایط مختلف محیطی می‌شوند. وقتی تیرآهن I به صورت افقی نصب شود، مقاومت قابل توجهی در برابر نیروهای خمشی از خود نشان می‌دهد. انواع رایج تیرآهن شامل تیرآهن معمولی (IPE)، تیرآهن نرمال (INP)، تیرآهن لانه‌زنبوری (CPE) و تیرآهن هاش یا H (IPB) هستند.
تفاوت تیرآهن و تیر ورق
تیرآهن و تیرورق هر دو وظیفه تحمل و انتقال بارهای سازه را بر عهده دارند، اما نحوه ساخت و میزان انعطاف‌پذیری آن‌ها در طراحی، این دو عضو را از هم متمایز می‌کند. تیرآهن محصولی استاندارد و کارخانه‌ای است که در سایزهای مشخص تولید می‌شود و برای پروژه‌هایی با باربری معمولی کاربرد دارد. در مقابل، تیرورق به‌صورت جوشکاری‌شده و سفارشی ساخته می‌شود و زمانی استفاده می‌شود که نیاز به مقاومت بیشتر، دهانه‌های بزرگتر یا طراحی خاص وجود داشته باشد. همین تفاوت در فرآیند تولید باعث می‌شود تیرورق از نظر ظرفیت باربری، وزن، هزینه ساخت و انعطاف در ابعاد، نسبت به تیرآهن برتری یا محدودیت‌های خاص خود را داشته باشد. در ادامه، تفاوت تیرآهن و تیر ورق را با جزئیات بررسی می‌کنیم.
تفاوت تیرآهن و تیر ورق از نظر عملکرد
تیرآهن و تیر ورق هر دو باعث افزایش استحکام سازه و تحمل نیروهای وارد بر آن می‌شوند. هر دو این مقاطع برای مقابله با خمش و انتقال بار طراحی شده‌اند. به بیان ساده، عملکرد آن‌ها مشابه است، اما هر کدام بسته به شرایط پروژه، شدت بار و ابعاد دهانه می‌توانند گزینه مناسب‌تری باشند.
تفاوت تیرآهن و تیر ورق از نظر سایز
اندازه تیر ورق‌ها بزرگتر از تیرآهن‌ها هستند، اما نمی‌توان یک اندازه مشخص و ثابت برای آن‌ها تعیین کرد. دلیلش هم این است که ابعاد تیر ورق بر اساس نیاز سازه، دهانه و میزان بار تعیین می‌شود و کاملاً قابل سفارشی‌سازی است. معمولاً وقتی یک سازه به تیرهای اصلی با ابعاد بزرگتر نیاز دارد، از تیر ورق استفاده می‌شود؛ در حالی‌که برای بخش‌های کوچکتر و تکیه‌گاه‌های فرعی، تیرآهن گزینه رایج‌تری است.
تفاوت تیرآهن و تیر ورق از نظر ظرفیت تحمل فشار
تیر ورق به دلیل امکان تقویت جان و بال‌ها، توانایی بالایی در تحمل نیروهای متغیر و بارهای ضربه‌ای دارد. همین ویژگی باعث می‌شود در سازه‌هایی مانند پل‌ها، که فشار وارده دائماً در حال تغییر است و بارهای سنگین به‌صورت ناگهانی منتقل می‌شوند، عملکرد مطمئن‌تری نسبت به تیرآهن داشته باشد. به همین دلیل در پروژه‌هایی با بارگذاری غیرثابت، استفاده از تیر ورق انتخابی استاندارد و قابل اتکا محسوب می‌شود.
تفاوت تیرآهن و تیر ورق از نظر وظیفه
تیر ورق‌ها برای تحمل بارهای متغیر و ضربه‌ای طراحی می‌شوند و به همین دلیل در سازه‌هایی مانند پل‌ها که فشارهای واردشونده دائماً در حال تغییر است، کاربرد گسترده‌ای دارند. در مقابل، تیرآهن بیشتر برای تحمل بارهای یکنواخت و معمول سازه‌های ساختمانی استفاده می‌شود. همین تفاوت در نوع وظیفه باعث می‌شود هرکدام در جایگاه مناسب خود بهترین عملکرد را ارائه دهند.
جمع بندی
تیرآهن و تیر ورق هر دو از اجزای حیاتی سازه‌های ساختمانی هستند، اما هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای ویژه خود را دارند. تیرآهن با مقطع استاندارد و مقاومت مناسب برای بارهای یکنواخت، گزینه‌ای مناسب برای پروژه‌های معمولی است، در حالی که تیر ورق با امکان طراحی انعطاف‌پذیر، تحمل بارهای سنگین و نیروهای متغیر، مناسب دهانه‌های بلند، پل‌ها و سازه‌های خاص است. آشنایی با تفاوت تیرآهن و تیر ورق از نظر عملکرد، سایز، ظرفیت تحمل فشار و وظیفه، به مهندسان و پیمانکاران کمک می‌کند تا انتخابی بهینه و متناسب با نیاز پروژه داشته باشند و سازه‌ای ایمن و مقاوم ایجاد کنند.
