همه چیز درباره تیرآهن و کاربردهای آن
همه چیز درباره تیرآهن و کاربردهای آن

 

تیرآهن یکی از محصولات نهایی فولادی و یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی در ساخت سازه‌هایی با اسکلت فلزی است. از تیرآهن به‌عنوان ستون برای نگهداری بارهای مختلف وارده بر سازه استفاده می‌شود. تیرآهن علاوه بر کاربرد در سازه‌های ساختمانی، در پروژه‌های مختلف دیگری نیز استفاده می‌شود. بر اساس استاندارد جهانی تیرآهن‌های فولادی از جنس ST37، ST44  و ST52 ساخته می‌شوند. ایران در حال حاضر در تولید تیرآهن به خودکفایی رسیده و مجتمع ذوب‌آهن اصفهان بزرگ‌ترین خط تولید تیرآهن خاورمیانه را در اختیار دارد.

در ادامه این مقاله برای پاسخ به این سؤال که کاربردهای تیرآهن چیست، به تشریح کاربرد تیرآهن در ساختمان‌سازی، ساختمان‌های اسکلت فلزی و ساخت اسکلت فلزی ساختمان پرداخته می‌شود.

اگر علاقه‌مند به کسب اطلاعات تخصصی بیشتری درباره‌ی ساخت سازه‌ها ساختمانی هستید می‌توانید به صفحه  راهنمای جامع ساخت‌وساز آسرون سری بزنید.

 

 

تیرآهن چیست؟

قبل از اینکه درباره کاربردهای تیرآهن صحبت کنیم، باید ماهیت تیرآهن را به‌درستی بشناسیم. تیرآهن یکی از مقاطع فولادی است که از 2 بخش جان تیرآهن (پشت تا پشت) و بال‌های آن‌که همان لبه‌ها و کناره را شامل می‌شوند، تشکیل شده است. جان تیرآهن در برابر نیروهای برشی مقاومت کرده و بال‌ها در مقابل گشتاور خمشی تاب می‌آورند.

 

انواع تیرآهن ازلحاظ استاندارد

 

این تیرآهن مطابق با استاندارد چین و روسیه و در ارتفاع 80 تا 600 میلی‌متر تولید می‌شود. ازنظر شکل ظاهری شبیه حرف انگلیسی I بوده و ضخامت بال آن با فاصله گرفتن از جان تیرآهن کم می‌شود.

 

این نوع تیرآهن بر اساس استاندارد ایران و اروپا با ارتفاع 80 تا 600 میلی‌متر و با ظاهری I شکل تولید می‌گردد. ضخامت بال‌های این تیرآهن ثابت است. این نوع تیرآهن محبوب‌ترین نوع تیرآهن در کشورمان است. تیرآهن IPE در ساختمان به‌صورت ستون، خرپا، نعل درگاه، تیر در پوشش سقف‌ها و پل‌های لانه‌زنبوری استفاده می‌شود.

 

تیرآهن بال‌پهن در ارتفاع 100 تا 1000 میلی‌متر ساخته‌شده و به شکل حرف انگلیسی H است. این تیرآهن مقاومت بهتری نسبت به مدل‌های IPE و INP داشته و اتصال تیرها به‌راحتی روي آن صورت می‌گیرد. به دلیل اینکه اندازه بال تیرآهن‌ هاش با ارتفاع آن برابر است، مقطع ساده‌ی آن برای تهیه ستون استفاده می‌شود. از دیگر کاربردهای آن می‌توان به ساخت تیر و خرپا نیز اشاره کرد. همچنین این نوع تیرآهن در صنعت پل‌سازی، برج‌سازی، سدسازی و صنایع مشابهی که نیاز به مقاومت بالا داشته باشد، استفاده می‌شود.

 

این نوع تیرآهن‌ها به دلیل شکل ظاهری‌اش به تیرآهن لانه‌زنبوری شهرت یافته‌ است‌. این تیرآهن‌ها در طول جان خود دارای فضاهای توخالی هستند که مشابه لانه زنبور است. استفاده از این نوع تیرآهن در مناطق لرزه‌خیز بدون بادبند توصیه نمی‌شود.

 

انواع تیرآهن ازلحاظ وزن

 

 

علامت V نشان‌دهنده سنگین بودن و علامت L نشان‌دهنده سبک بودن تیرآهن است. به‌طور مثال IPBV نشان‌دهنده تیرآهن عریض سنگین و IPBL نشان‌دهنده تیرآهن عریض سبک خواهد بود.

 

مزایای استفاده از تیرآهن در سازه

 

 

معایب استفاده از تیرآهن در سازه

 

 

 

کاربرد تیرآهن در ساخت‌وساز

فولاد یکی از آلیاژهای فلز آهن است. در اوایل قرن بیستم، هم‌زمان با جنگ جهانی دوم، فولاد به یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی تبدیل شد. با استفاده از فولاد معماران توانستند پل‌های عظیم و ساختمان‌های مرتفع را بسازند. محصولات متفاوتی از فولاد تولید می‌شود که یکی از مهم‌ترین آن‌ها تیرآهن است. تیرآهن درواقع از المان‌های اساسی و بسیار مهم در ساخت‌وساز به شمار می‌رود. تیرآهن‌ها وظیفه حمل فشارهای تنشی و خمشی وارد بر ساختمان را دارند. به چند کاربرد تیرآهن در صنعت ساخت‌وساز توجه کنید:

 

1)کاربرد تیرآهن در اسکلت سازه فولادی

در ساختمان‌سازی می‌توان برای مقاوم‌سازی ساختمان با توجه به نقشه، طراحی و محاسبات طراح ساختمان از هر یک از 4 نوع تیرآهنی که در بالا به آن اشاره شد در اسکلت سازه فولادی استفاده کرد.

 

2)کاربرد تیرآهن در کفی ستون

می‌توان تیرآهن را برای صفحات کفی ستونی و صفحات فولادی با ضخامت‌های مختلف به کار برد.

 

3)کاربرد تیرآهن در ستون‌ها

تیرآهن‌های بال‌پهن با مقطع تقریباً مربع شکل را می‌توان به‌عنوان ستون در سازه‌ها استفاده کرد. تیرآهن‌هایی که برای ستون استفاده می‌شوند، به‌صورت عمودی به کار می‌روند.

 

 ستون انتقال‌دهنده نیروهای عمودی و نیروی افقی باد به فوندانسیون ساختمان است. ستون‌ها در ساختمان‌های اسکلت فلزی به 3 شکل استفاده می‌شوند:

 

  1. > ستون‌های وسط که اگر آن‌ها را مرکز یک مربع در نظر بگیریم، بار کل مربع را منتقل می‌نمایند.
  2. > ستون‌های کناری که نصف بار مربع را منتقل می‌کنند.
  3. > ستون‌های گوشه که ربع بار مربع را منتقل می‌کنند.

 

4)کاربرد تیرآهن در تیرهای اصلی  (شاه‌ تیر)

اعضای افقی سازه فولادی را تیر می‌نامند و یکی دیگر از کاربردهای تیرآهن در ساختمان‌سازی استفاده از آن‌ به‌عنوان تیر اصلی یا شاه تیر است. تیر اصلی با اتصال برشی یا ساده به ستون‌ها اتصال می‌یابد. نقش اصلی این تیر انتقال بار اصلی از تیر فرعی به ستون‌ها است.

 

5)کاربرد تیرآهن در تیرک‌های میانی یا تیر فرعی

تیرک‌ها اعضای میانجی یا ستون در ساختمان‌سازی هستند که از تیرآهن‌های کوچک به‌عنوان تیرک‌های میانی استفاده می‌شود. تیر فرعی هم به‌صورت افقی بوده و به تیر اصلی متصل می‌گردد (اتصال ساده‌ یا برشی) و وظیفه اصلی‌اش اتصال غیرمستقیم تیر اصلی به ستون‌ها و انتقال بار به تیر اصلی است.

 

6)کاربرد تیرآهن در تیر کلاف

تیرآهن به‌عنوان تیر کلاف نیز در ساختمان‌سازی به کار می‌رود. تیر کلاف نیز یک تیر افقی بوده و به‌صورت دو تیر عرضی در سقف به خرپای سقف وصل می‌شود و بار تیر اصلی را به ستون ساختمان منتقل می‌کند.

 

7)کاربرد تیرآهن در تیرهای باریک کرومیت

این تیرها از تیرک‌ها باریک‌تر بوده؛ اما طول آن‌ها بلندتر است به همین دلیل آن‌ها را تیر باریک می‌نامند.

 

8)کاربرد تیرآهن در ساخت خرپا

از تیرآهن در ساخت خرپا نیز استفاده می‌کنند.

 

 

ساخت اسکلت فلزی ساختمان

اسکلت‌ فلزی نوعی سازه است که مصالح اصلی آن از جنس فولاد بوده که به‌صورت اعضای جدا از هم به یکدیگر متصل می‌گردند. لازم به ذکر است که اتصالات در این نوع سازه‌ها به‌صورت جوش، پرچ یا پیچ هستند. ساخت اسکلت فلزی ساختمان با استفاده از به‌کارگیری ستون‌های عمودی و تیرهای افقی ممکن خواهد بود. اسکلت فلزی ساختمان وظیفه نگهداری طبقات، سقف‌ها و دیوارها را بر عهده دارد.

 

مزایای ساخت اسکلت فلزی ساختمان