تیرآهن چیست؟ کاربرد تیرآهن در ساختمان‌سازی و دیگر صنایع

کاربردها و انواع متداول تیرآهن را در این مقاله بخوانید!
انتشار: 1400/12/03
اخبار بروزرسانی: 1401/05/25
تیرآهن چیست؟ کاربرد تیرآهن در ساختمان‌سازی و دیگر صنایع

 

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 به کار می‌رود. در ادامه این مقاله برای پاسخ به این سؤال که کاربردهای تیرآهن چیست، به تشریح کاربرد تیرآهن در ساختمان‌های اسکلت فلزی، پل و ... پرداخته شده و با خواندن آن، با انواع تیرآهن نیز آشنا می‌شوید.

 

 

تیرآهن چیست؟

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. بر اساس استاندارد جهانی تیرآهن‌های فولادی از جنس ST37، ST44 و ST52 ساخته می‌شوند.

 

تیرآهن چه انواعی دارد؟

در این بخش، با انواع تیرآهن مورد استفاده در ساختمان از نظر استاندارد و وزن، آشنا می‌شوید:

 

انواع تیرآهن بر اساس استاندارد

انواع تیرآهن بر اساس استاندارد ساخت، به 4 دسته INP، IPE، IPB و CPE تقسیم می‌شود.

 

تیرآهن INP

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.

 

تیرآهن IPE

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. تیرآهن IPE در ساختمان به‌صورت ستون، خرپا، نعل درگاه، تیر در پوشش سقف‌ها و پل‌های لانه‌زنبوری استفاده می‌شود.

 

تیرآهن IPB

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.

 

قیمت تیرآهن هاش (ipb)

 

تیرآهن CPE

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 بدون بادبند در مناطق لرزه‌خیز، توصیه نمی‌شود.

 

انواع تیرآهن از لحاظ استاندارد

 

انواع تیرآهن از لحاظ وزن

تیرآهن‌ها بر اساس وزنشان به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:

  • تیرآهن سبک (L)
  • تیرآهن سنگین (V)

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.

 

انواع تیرآهن از لحاظ استاندارد

 

انواع مختلف تیرآهن چه کاربردهایی دارد؟

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 کاربردهای تیرآهن در ساختمان توجه کنید:

 

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.

 

کاربرد تیرآهن در کفی ستون

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

 

کاربرد تیرآهن در اسکلت ساختمان

 

کاربرد تیرآهن در ستون‌ها

تیرآهن‌های بال‌پهن با مقطع تقریباً مربع شکل را می‌توان به‌عنوان ستون در سازه‌ها استفاده کرد. ستون انتقال‌دهنده نیروهای عمودی و نیروی افقی باد به فوندانسیون ساختمان است. ستون‌ها در ساختمان‌های اسکلت فلزی به 3 شکل استفاده می‌شوند:

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

 

کاربرد تیرآهن در تیرهای اصلی (شاه‌تیر)

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

 

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. وظیفه اصلی‌ تیر فرعی اتصال غیرمستقیم تیر اصلی به ستون‌ها و انتقال بار به تیر اصلی است.

 

کاربرد تیرآهن در تیرک فرعی

 

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.

 

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.

 

کاربرد تیرآهن در ساخت خرپا

از تیرآهن در ساخت خرپا نیز استفاده می‌کنند.

 

کاربرد تیرآهن در پل‌سازی

این سازه از یک تیرآهن افقی تشکیل شده که در دو انتهای خود توسط پایه‌هایی که وزن پل و ترافیک وسایل نقلیه را تحمل می‌کنند، پشتیبانی می‌شود.

 

کاربرد تیرآهن در پل سازی

 

اصول استفاده از تیرآهن در پل‌سازی چیست؟

  • اصول طراحی پل چه صاف باشد، چه محدب یا مقعر به میزان تحمل بار این سازه بستگی دارد. این پایه‌های یک پل هستند که وظیفه تحمل این بار را دارند.
  • اگر در ساخت پل از تیرآهن استفاده شود، نیروهای فشاری و کششی وارد شده بر آن به تیرآهن وارد می‌شوند. به همین دلیل برای مقاومت در برابر خم شدن و پیچ خوردن تیرآهن به دلیل بارهای زیاد روی پل، استفاده از یک تیرآهن قوی ضروری است.
  • در ساخت پل با استفاده از تیرآهن، از خرپا نیز استفاده می‌شود. درواقع خرپاهای ساخته‌شده از فولاد برای پشتیبانی از تیرآهن استفاده شده و نیروهای فشاری و کششی وارد بر تیرآهن را پراکنده می‌کنند.
  • باید توزیع تنش روی عناصر مختلف پل را مورد تجزیه‌ و تحلیل قرار دهید تا از استحکام پل اطمینان حاصل نمایید.
  • دو سر تیرآهن‌های به‌کاررفته در پل‌سازی باید توسط پایه نگه داشته شوند تا ظرفیت تحمل بار پل افزایش یابد.
  • قوطی‌ها برای تحمل بارهای پیچشی مناسب‌ترند؛ اما قیمت تیرآهن مقرون‌به‌صرفه تر بوده و فرآیند ساخت نیز ساده‌تر است. به همین دلیل توصیه می‌شود برای ساخت پل از تیرآهن‌هایی که بال آن‌ها با ورق تقویت‌شده، استفاده کنید.
  • دهانه پل به وزن تیر و مقاومت مواد مورداستفاده در ساخت آن بستگی خواهد داشت. هرچه پل ساختار ضخیم‌تری داشته باشد، ظرفیت آن در نگه‌داشتن بارها افزایش می‌یابد. البته اگر وزن تیرها زیاد باشد، احتمال دارد پل دچار خمش شود. خوشبختانه این مسئله نیز با پیشرفت تکنولوژی بهتر شده است. در حال حاضر پل‌های ساخته‌شده از تیرآهن از موادی محکم، سبک و بادوام تشکیل می‌شوند.

 

 

کاربرد تیرآهن ‌هاش در ساخت کشتی و اسکله

برای اینکه اسکله بتواند به‌عنوان یک مرکز لجستیک عمل کند، به پایه‌ای نسبتاً قوی نیاز دارد. تیرآهن ‌هاش می‌تواند چارچوب سازه‌ای کاملی را برای این سازه فراهم کند. تیرآهن‌های هاش این توانایی را دارند و به همین دلیل یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها برای ساخت کشتی‌های باربری هستند. البته از تیرآهن‌های معمولی نیز برای ساخت عرشه کشتی استفاده می‌شود.

 

نمونه کاربرد تیرآهن

 

هر سایز تیرآهن چه کاربردی دارد؟

کاربردهای مختلف متداول‌ترین سایزها و اندازه‌های تیرآهن، به شرح زیر است:

 

کاربردهای تیرآهن سایز 12

تیرآهن 12 دارای رنج وزنی 10.4 تا 26.8 کیلوگرم به ازای هر متر و استاندارد مورد استفاده در تولید است. این تیرآهن در ساخت ستون، پوشش سقف و تیر کاربرد دارد.

 

کاربرد تیرآهن سایز 14

این نوع، پرکاربردترین نوع تیرآهن است که بسته به استاندارد مورد استفاده، وزن هر متر از آن بین 12.9 تا 33.7 کیلوگرم است. تیرآهن 14 تقریباً توسط تمامی کارخانه‌های داخل کشور، تولید می‌شود. به طور کلی تیرآهن سایز 14 در ساخت ستون، خرپا، نعل و تیر در پوشش سقف کاربرد دارد. نوع لانه‌زنبوری آن نیز در ساخت پل به کار می‌رود.

 

کاربردهای تیرآهن سایز 16

این نوع تیرآهن نیز کاربرد زیادی دارد و وزن هر متر از آن بین 15.8 تا 41.6 کیلوگرم بر اساس استانداردهای مختلف، متغیر است. تیرآهن 16 در ساخت خرپا، نعل، تیر در پوشش سقف و پل لانه‌زنبوری، به کار می‌رود.

 

کاربرد تیرآهن 18

تیرآهن سایز 18 بر اساس هر سه استاندارد IPE، INP و IPB ساخته می‌شود و وزن هر متر آن بین 18.8 تا 49.1 کیلوگرم متغیر است. کاربرد این نوع تیرآهن نیز مشابه سایزهای 14 و 16 است؛ اما به علت وزن بیشتر، در سازه‌های بزرگ و سنگین کاربرد بیشتری دارد.

 

کاربردهای تیرآهن سایز 20

تیرآهن سایز 20 نیز از جمله تیرآهن‌هایی است که توسط تمامی کارخانه‌ها در سایزهای مختلف ساخته و عرضه می‌شود. وزن هر متر از این سایز تیرآهن معمولاً بین 22.4 تا 60 کیلوگرم متغیر است. تیرآهن 20 به علت وزن و مقاومت بیشتر در سازه‌های بزرگ و یا طبقات زیرین سازه به کار می‌رود.

 

انواع سایز تیرآهن

 

مزایای استفاده از تیرآهن چیست؟

در حال حاضر اغلب ساختمان‌سازان به دنبال به‌کارگیری اسکلت فلزی در ساختمان هستند. حال باید دید دلایل آن‌ها چیست؟

  • افزایش کیفیت ساخت
  • بالا رفتن سرعت اجرا (مدت‌زمان عملیات اجرایی سازه بتنی سه برابر نسبت به ساخت اسکلت فلزی ساختمان بیشتر است).
  • کاهش ضایعات مصالح
  • افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله
  • کاهش هزینه ساخت
  • فضای اشغال شده ساختمان کاهش و فضای داخلی بیشتری برای استفاده ساکنان باقی می‌ماند.
  • تیرآهن‌ فولادی دوام خوب و مقاومت بالایی در برابر رطوبت دارد که همین امر به طول عمر سازه کمک می‌کند.
  • سازه‌های ساخته شده با تیرآهن امکان بازسازی و گسترش بهتری نسبت به دیگر سازه‌ها دارند.

 

اگر می‌خواهید سازه‌ای مستحکم و ماندگار بسازید، باید تمام مراحل پروژه خود را از خرید مصالح گرفته تا به‌کارگیری آن‌ها به‌درستی و با دقت انجام دهید. در این میان توجه به کاربرد هر یک از این مصالح ساختمانی در تمامی مراحل پروژه الزامی خواهد بود. در این مقاله در مورد انواع و کاربردهای تیرآهن اطلاعاتی را به شما ارائه کردیم تا اطلاعاتتان را در این زمینه به‌روز کنید.

سوالات متداول
سوالات متداول
پاسخ :

برای ساخت پل از تیرآهن‌هایی که بال آن‌ها با ورق تقویت شده (تیر ورق) استفاده کنید.

پاسخ :

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.

ارسال نظر جدید