همه چیز درباره ی تیرآهن های ساختمانی

زمان مطالعه : ۹ دقیقه

همه چیز درباره ی تیرآهن های ساختمانی

تیرآهن، مهم ترین و اساسی ترین نوع پروفیل ساختمانی است که وظیفه اصلی آن، تحمل تنش های حاصل از نیروی برشی و لنگر خمشی ناشی از بارگذاری در سازه است. این محصول یکی از پرکاربردترین انواع آهن آلات می باشد که بیشترین استفاده در ساختمان سازی را دارد و با توجه به این امر خرید آن نیز از اهمیت بالایی برخوردار است.

تعریف تیرآهن

تیرآهن محصولی فولادی است که به روش فرآیند نورد گرم تولید می‌شود و مقطع عرضی معینی را دارد (قسمت میانی تیرآهن را جان و دو لبه‌ موازی را بال می‌نامند). تیرآهن هم چنین، مهم‌ترین پروفیل ساختمانی است که در سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

فرآیند تولید تیرآهن

تولید تیر آهن

مراحل تولید تیرآهن به این شکل است که ابتدا کوره هایی برای انجام عملیات با دمای 1100 درجه سانتی گراد در نظر می گیرند. در مرحله بعد شمش ها توسط یک جک هیدرولیکی در ردیف های تعیین شده در داخل کوره ها قرار می گیرند. سپس عملیات نورد توسط جریان گردآبی آماده می‌شوند. اکنون با رسیدن دمای شمش‌ها به میزان مورد نظر به سمت خط تولید ارسال می‌شوند. شمش‌های پخته شده به سمت مرحله‌ رافینگ ارسال می شوند. در مرحله رافینگ قطر شمش‌ها کاهش و طول آن‌ها افزایش می یابند. در پایان از قیچی متراژ جهت برش محصولات تولید شده استفاده می‌کنند. محصولات تولیدی طبق استانداردهای موجود برش داده می‌شوند، سپس در بندیل‌هایی با وزن‌های معینی بسته‌بندی می‌شوند.لازم به ذکر است که  نبشی، ناودانی و میلگرد نیز با روش نورد گرم تولید می‌شوند.

روش ‌های برش تیرآهن

همان‌طور که بیان شد از قیچی‌های متراژ برای برش محصولات استفاده می‌کنند، در این قسمت دو روش برش بررسی می شود:
روش اول: برش به روش کوپال
روش دوم: برش به روش برنول

برش به روش کوپال: این روش توسط دستگاه قطع کن سنگین که مجهز به برش گیوتین است انجام می پذیرد به این صورت که محصول را در امتداد خط منکسر قطع می‌نماید.
برش به روش برنول: به وسیله‌ لوله‌ برنول که شعله‌ بنفش رنگی از گاز استیلن و اکسیژن تولید شده را منتشر می‌نماید، برش صورت می گیرد.

قیمت تیرآهن

موارد کاربرد تیرآهن

تیرآهن ها در ساختمان به صورت ستون، خرپا، نعل درگاه، تیر و پوشش سقف ها و همچنین در پل های لانه زنبوری کاربرد فراوانی دارند.

انواع تیرآهن

انواع تیر آهن

تیرآهن ها براساس نسبت بال و عرض ‌ها در سه دسته ی اصلی زیر قرار می گیرند:
1. تیرآهن (IPE) ، که این تیرآهن طبق استاندارد اروپا تولید می شود.
۲. تیرآهن( INP) ، که استاندارد کارخانجات صنعتی چین و روسیه می باشد.
۳. تیرآهن (IPB) ، بال پهن یا هاش(H)
در زیر خصوصیات و شکل ظاهری این نوع از تیرآهن ها به طور کامل شرح داده شده است.

تیرآهن نیم پهن(IPE)

این پروفیل به تیرآهن نیم پهن یا سبک معروف است و شباهت زیادی با INP دارد؛ با این تفاوت که ضخامت جان آن کمتر و عرض بال آن از نوع معمولی بیشتر است. در ایران تولیدات این نوع تیرآهن را که با علامت اختصاری  IPE نشان می دهند زیاد است. اندازه استاندارد این محصول به این شکل است که ۸ تا ۱۶ متر طول دارد و ارتفاع آن بین ۸۰ ، ۱۰۰ تا ۶۰۰ میلی متر متغیر است و عرض آن از ۴۶ میلی متر شروع می شود و تا ۲۲۰ میلی متر ادامه دارد.

تیرآهن نوع اروپایی(INP)

این نوع تیرآهن در بازار ایران به تیرآهن معمولی معروف است و همچنین به عنوان تیرآهن نرمال یا پروفیل نرمال نیز شناخته می شود. تیرآهن معمولی و البته استاندارد I شکل، بر طبق استانداردهای اروپا تولید شده و ضخامت بال آن ثابت می باشد.
علامت اختصاری این محصول INP است که در ساخت ستون و خرپاها از آن استفاده می کنند. اندازه این محصول را می توان این گونه شرح داد که طول با علامت اختصاری m مشخص می شود و بین ۸ تا ۱۶ متر است. ارتفاع را با حرف h نشان می دهند که به ترتیب ۸۰ ، ۱۰۰ ، ۱۲۰ تا ۶۰۰ میلی متر ارتفاع دارد و عرض را با علامت b نشان می دهند که در عرض های متفاوتی مانند ۴۲ ، ۵۰ ، ۵۸ تا ۲۱۵ میلی متر تولید می شود. اگر بر روی یک تیرآهن INP16 حک شده بود به این معناست که ارتفاع آن ۱۶ سانتی متر یا ۱۶۰ میلی متر و از نوع تیرآهن معمولی می باشد.

تیرآهن بال پهن یا هاش

از نظر وزن، تیرآهن بال پهن سبک تر از دو نوع دیگر است و اندازه بال با ارتفاع برابر است. مقاطع آن ساده می باشند و به عنوان ستون در تیرها و خرپاها استفاده می شود. اگر بر روی تیر آهنی علامت اختصاری IPBL بود به این معناست که تیرآهن بال پهن سبک وزن است و اگر به صورت IPBV حک شده بود یعنی تیرآهن بال پهن سنگین وزن است. نام دیگر این نوع از تیرآهن ها به دلیل شکل ظاهری متفاوت یعنی داشتن بال عریض، هاش یا (H انگلیسی) است.

تیرآهن لانه زنبوری چیست؟

تیر آهن لانه زنبوری

یک نوع دیگر از تیرآهن ها، تیرآهن لانه زنبوری است. تیرآهن های لانه زنبوری برای اینکه بتواند لنگر خمشی را به میزان بیشتری تحمل کند، جان آن را به شکل ذوزنقه برش داده و به هم جوش می‌زنند. اینکار موجب می شود ارتفاع تیر افزایش پیدا کرده و در نتیجه ممان اینرسی مقطع افزایش پیدا کند‌. این نوع تیرآهن در جان خود دارای حفره‌‌های تو خالی می‌باشد که به شکل لانه‌ زنبور دیده می شود؛ به همین دلیل به آن ها تیرآهن لانه زنبوری گفته می شود. 

روش ساخت تیرآهن لانه زنبوری

روش تهیه تیرهای لانه زنبوری به این شکل است که ابتدا جان تیر آهن نورد شده با استفاده از شابلن خط می‌شود. سپس برای جلوگیری از تاب برداشتن تیر آهن‌، آن را با زدن تک خال جوش در نقاط مختلف‌، روی یک شاسی افقی مستقر می‌کنند‌.
آنگاه با استفاده از دستگاه برش برنول (شعله گاز استیلن) در امتداد خط منکسر اقدام به برش می‌کنند تا پروفیل به دو قسمت بالا و پایین تقسیم شود. حال قسمت بالا را به اندازه یک دندانه جابجا می‌کنند و دندانه‌های دو قسمت بالا و پایین را به دقت مقابل هم قرار می‌دهند و از دو طرف با جوش پر می‌کنند‌. استفاده از جوش قوسی نیمه اتوماتیک برای اتصال دو قسمت بریده شده‌، می‌تواند یک جوش خوب‌، بی‌ عیب‌، سریع و مقرون به صرفه ایجاد نماید‌. سپس جهت رفع نقص کاهش مقاومت برشی با توجه به منحنی نیروی برشی تیر‌، بعضی از حفره‌ها با ورق‌های تقویتی پر می‌شوند‌. لازم به ذکر است که حداقل باید یک حفره در مجاورت تکیه‌گاه با ورق و به وسیله جوش کامل پر شود. برای بریدن تیر می‌توان از روش کوپال نیز استفاده کرد‌.در این روش‌، با استفاده از دستگاه قطع کن سنگین که مجهز به گیوتین مخصوص است‌،ت یر آهن به شکل سرد در امتداد خط شکسته قطع می‌شود‌.

انواع تیرآهن ها بر اساس عملکرد

تیر آهن

تیر اصلی: این نوع تیرها به ستون‌ها متصل می‌شوند. نقش اساسی این نوع تیر، انتقال بار از تیرهای فرعی به سمت ستون‌ها است.
تیر فرعی: تیر افقی می‌باشد که به تیرهای اصلی متصل شده است. عملکرد این تیرها به صورتی است که بار را به تیر اصلی منتقل می کند. البته باید توجه داشت که این نوع تیرها به صورت مستقیم به ستون‌ها متصل نگردیده‌ باشند.
تیر کلاف: این نوع تیر به دو تیر عرضی که در سقف و خرپای ستون‌ها قرار گرفته‌اند، متصل می‌باشد. وظیفه تیر کلاف انتقال بار تیر عرضی به ستون‌ها می باشد. این نوع تیر در خرپای سقف به طور عمومی به کار برده نمی‌شود.

فواید استفاده از تیرآهن در ساختمان سازی

1. امکان توسعه سازه بعد از اتمام پروژه
2.  امکان اتصال چند قطعه به یکدیگر وجود دارد.
3. قطعاتی در کارخانه به صورت پیش ساخته هستند.
4. اجرا و نصب آن ها با سرعت بالایی انجام می گیرند.
5. نسبت به بتن فضای کمتری را اشغال می کند.
6. در ارتفاع زیاد مورد استفاده می باشند.

معایب تیرآهن در ساختمان سازی

عیب در دمای زیاد: با افزایش دما، مقاومت ساختمان فلزی کاهش می یابد. اگر دمای اسکلت فلزی از ۵۰۰ درجه به ۶۰۰ درجه سانتی گراد برسد تعادل ساختمان به خطر می افتد.

خوردگی و فساد تیرآهن در مقابل عوامل خارجی: قطعات مصرفی در ساختمان فلزی در مقابل عوامل جوی خورده شده و ابعاد آن کاهش می یابد و محافظت و مخارج نگهداری  آن زیاد است.
تمایل قطعات فشاری به کمانش: یکی دیگر از عیوب تیرآهن تمایل به کمانش در قطعات فلزی است. به این دلیل که قطعات فلزی زیاد و ابعاد مصرفی معمولآ کوچک است .

خوردگی آهن

جوش نامناسب: در ساختمان های فلزی اتصال قطعات به همدیگر با جوش، پرچ و پیچ انجام می گیرد. استفاده از پیچ و مهره و تهیه و ساخت قطعات در کارخانجات، بسیار فنی و اقتصادی می باشد. البته در کشور ما، برای ساختمان های متداول چنین امکانی وجود ندارد. اتصال با جوش به علت عدم مهارت کافی جوشکاران، استفاده از ماشین الات قدیمی، عدم کنترل توسط مهندس ناظر،هزینه بر بودن آزمایش جوش و غیره بزرگترین ضعف به شمار می آید.

جوش نا مناسب

‌آگاهی از قیمت انواع تیرآهن ها

امروزه یکی از نیازهای اساسی دنیای صنعت، در دسترس بودن یک منبع معتبر و به روز در زمینه آهن آلات می باشد. قیمت تیرآهن همواره در حال تغییرات فراوانی است و در طول زمان ساخت و سازها به روش های دیگری انجام می گیرند. از این رو منابع معتبری مانند وب سایت عصرآهن که دارای سابقه ی فعالیت چندین ساله در حوزه آهن در ایران می باشد، می توان از قیمت های روزانه انواع آهن آلات مطلع شد.

برای افرادی که برای اولین بار وارد دنیای ساخت و ساز می‌شوند، مسائل نامعینی وجود دارد. این افراد که در بیشتر موارد دانشجویان عمران و معماری هستند، نیازمند دستیابی به اطلاعاتی در رابطه با انواع و فرآیند تولید هر یک از محصولات می باشند. بنابراین به منظور دسترسی آسان به اطلاعاتی در زمینه آهن، می توانند از سایت های معتبری چون عصرآهن، به دنبال مطالعه و کسب اطلاعات مفید همچون تغییر قیمت‌های روزانه و یا سایر اطلاعات حوزه آهن و فولاد باشند.
پروفیل های ساختمانی از نظر قیمت بسیار متنوع می باشند. بر این اساس بسته به کاربرد باید نوع پروفیل انتخاب شود. بنابراین، تیرآهن که وظیفه‌ اصلی آن تحمل فشارهای تنشی و خمشی از عناصر لازم و ضروری در ساختمان‌سازی می‌باشد (همچنین در پروژه‌های دیگری نیز کاربرد دارد). 

انواع تیرآهن های وارداتی موجود در بازار ایران

تیرآهن

هم اکنون در بازار ایران هر دو نوع استاندارد تیرآهن وجود دارد. تیرآهن های IPE وارداتی بیشتر مربوط به کشورهای لهستان، اسپانیا، آلمان و همچنین کشور کره می باشد . البته تیرآهن نوع  IPE کشور چین و روسیه نیز در بازار موجود است، ولی با توجه به اینکه این دو کشور از هر دو نوع استاندارد تیرآهن تولید نموده اند، لذا مصرف کنندگان محترم بعضی مواقع در تشخیص IPE یا INP بودن محصول این دو کشور دچار مشکل شده و بسیار پیش آمده که پس از خرید و تخلیه کالا در محل ساخت و یا بدتر از این، پس از نیمه ساخت متوجه شده اند که تیرآهن های مورد استفاده آنها از نوع INP بوده است، حال آنکه نقشه آنها بر اساس IPE طراحی شده و دچار ضرر و زیان می گردند. البته اگر نقشه در ابتدا بر اساس INP طراحی شده باشد عکس این قضیه نیز صادق است. 

جمع بندی

یکی از اصلی ترین عنصر در سازه ها خصوصآ سازه های ساختمانی، تیرآهن است. با توجه به اینکه این محصول طی فرآیند نورد گرم تولید می شود و نقش عمده آن مقاومت بالا در برابر تنش های حاصل از نیروی برشی و لنگر خمشی است، بنابراین از ارزش و اهمیت بالایی در ساخت و ساز برخوردارند. 
بیشترین استفاده تیرآهن ها در ساختمان به صورت ستون، خرپا، نعل درگاه، تیر و پوشش سقف ها و همچنین در پل های لانه زنبوری است.
در حالت کلی تیرآهن ها بر اساس نسبت بال و عرض ها و طبق استاندارهای تولیداتی در سطح جهان در سه دسته ی اصلی از جمله تیرآهن نوع (IPE)، نوع( INP)  و نوع (IPB) قرار می گیرند.
نوع دیگری از تقسیم بندی تیرآهن ها بر اساس نحوه عملکرد آن ها در سه گروه تیر اصلی، تیر فرعی و تیر کلاف می باشد. در تمامی این مباحث ذکر شده، رعایت استانداردهای تیرآهن های مورد استفاده در ساختمان سازی بسیار حائز اهمیت است؛ چرا که در صورت عدم مهارت کافی در تشخیص نوع تیرآهن برای موارد استفاده و یا نوع پروفیل خاص در پروژه های ساخت، تمام مراحل ساخت دچار مشکل خواهد شد. بنابراین قبل از خرید و یا انتخاب نوع تیرآهن، باید به اطلاعات لازم و یا لیست قیمت های به روز آن ها از منابع معتبری هم چون وب سایت عصرآهن، دسترسی داشت.

۰۲