تیرآهن چیست؟ انواع تیرآهن | مجله آسن

در علم سازه تیرها از عناصر افقی به شمار می آیند که انتقال بارهای موجود از کف های سازه به ستون ها را بر عهده دارند. امروزه از متریال مختلفی از قبیل فولاد، بتن، چوب و ... جهت ساخت تیرها در ساختمان ها استفاده می شود. یکی از متداول ترین مصالح مورد استفاده در ساختمان سازی تیرهای آهنی می باشند. با توجه به شکل مقطع، استانداردهای ساخت و نحوه تولید انواع تیر آهن ها در بازار موجود می باشد.

از آنجایی که یکی از پر کاربردترین مصالح در ساختمان سازی تیر آهن و انواع آن است، از این روی در ادامه به معرفی تیر آهن و استاندارهای تیر آهن های مختلف پرداخته ایم. پس تا پایان این مقاله با ما همراه باشید.

 

 

 انواع تیر آهن بر اساس استاندارد

کاربرد تیر آهن در ساختمان بسیار گسترده بوده و در بخش های مختلفی از قبیل تیر، ستون، خرپا، پل سازی و ... مورد استفاده قرار می گیرد. از انواع تیرهای فولادی رایج می توان به مقاطع  IPE، IPB، INP، لانه زنبوری یا CPE اشاره کرد. انتخاب مقطع مورد نیاز بستگی به مشخصات و طراحی سازه مورد نظر دارد. با توجه به ویژگی های منحصر به فرد انواع تیر های فولادی در ادامه به بررسی بیشتر هر یک از مقاطع ذکر شده پرداخته ایم.

 

 تیر آهن IPB (HE-B)

این مدل تیرها، به عنوان تیر آهن های I پهن و یا H نیز شناخته می شوند. در مقاطع IPB طول جان تیر با بال برابر می باشد. تیرهای IPB در دو نوع سنگین و سبک تولید می گردند. نوع سنگین این مقاطع با نام IPBv و نوع سبک آن تحت عنوان  IPBl شناخته می شود. مقاطع IPB از بهترین گزینه ها در ساخت ستون های فولادی به شمار می روند.

 

 

 

تیر آهن IPE

مقطع تیرهای IPE به شکل I بوده و در میان مهندسین به عنوان تیر I باریک نیز شناخته می شود. این نوع تیر از رایج ترین تیر آهن ها در ساختمان سازی به ویژه در ایران به شمار می آید. در این مدل تیرها ضخامت بال در کل مقطع ثابت می باشد. مقاطع IPE از فولادهایST37 وST44 و ST52 و ساخته می شود. همچنین از مشهورترین کارخانه های تولید کننده مقاطع IPE می توان به کارخانه ذوب آهن اصفهان اشاره نمود.

 

 

تیر آهن INP

این نوع تیر آهن نیز در دسته تیرهای I شکل باریک قرار می گیرد. اگرچه شکل ظاهری تیرهای INP به تیرهای IPE شباهت دارد اما در مقاطع INP ضخامت بال با فاصله یافتن از جان تیر به صورت تدریجی کاهش می یابد. از جمله مزایای تیرهای INP می توان به کاربرد گسترده این نوع تیرها در ارتفاعات اشاره کرد.

 

 

تیر آهن لانه زنبوری (CPE)

دلیل نام گذاری این تیرها وجود حفرات تو خالی به شکل لانه زنبور در سراسر دیواره تیر می باشد. در تیرهای لانه زنبوری پس از برش دیواره تیر به صورت موجی شکل، دو قطعه برای ایجاد دهانه های شش ضلعی در کنار هم قرار گرفته و به یکدیگر جوش داده می شوند. یکی از روش های استاندارد برای برش تیرهای لانه زنبوری، شیوه پاینر می باشد. در برش پاینر ارتفاع تیر تولید شده 1.5 برابر تیر اولیه خواهد بود.

 برای تولید این مدل تیرها عمدتا از تیر آهن هایی با لبه پهن همانند IPB استفاده می شود. از جمله مزیت های تیرهای لانه زنبوری می توان به کاهش 20 تا 50 درصدی وزن سازه و عبور تاسیسات از طریق حفرات ایجاد شده در دیواره تیر اشاره کرد.  

گفتنی است که این مدل تیر آهن و انواع آن توسط کارخانه جات مختلفی در سراسر ایران از قبیل ذوب آهن اصفهان، فولاد خوزستان، فولاد ناب تبریز و ... تولید می شود.

 

 

در نوعی دیگر از این تیرها، حفرات به شکل دایره در طول دیواره تیر ایجاد می شوند. در این مدل تیرها که تحت عنوان تیرهای سلولی شکل نیز شناخته می شوند،  ارتفاع، قطر و فاصله سوراخ ها از یکدیگر قابل انتخاب می باشد. شایان ذکر است که این مدل تیر آهن تا طول 50 متر قابل تولید می باشد.

 

معرفی استانداردهای تیر آهن

یکی از بهترین مراجع به منظور شناخت بیشتر استانداردها، ابعاد، وزن و سایر مشخصات فنی انواع تیر آهن ها و پروفیل ها و جدول اشتال است. از مهم ترین کاربردهای جدول اشتال، مقایسه مشخصات مقاطع تولید شده در کشور با استانداردهای اروپایی است. به عنوان مثال تیر آهن IPE تولیدی توسط  کارخانه ذوب آهن اصفهان دارای بیشترین شباهت با مشخصات موجود در جدول اشتال می باشد.   

با توجه به توضیحات موجود در جدول اشتال، طول استاندارد در مقاطع IPE وINP وIPB بستگی به ارتفاع پروفیل خواهد داشت. یعنی در صورتی که ارتفاع پروفیل کمتر از 300 میلی متر باشد، طول استاندارد این تیرها 8 تا 16 متر خواهد بود. چنانچه ارتفاع پروفیل بیش از 300 میلی متر باشد، طول استاندارد این تیرها در بازه 8 تا 18 متر قرار خواهد گرفت.

لازم به ذکر است که مقاطع INP توسط کشور چین و روسیه تولید شده و خصوصیات این تیرها با استانداردهای موجود در این کشورها تطابق کامل دارد. همچنین در تولید تیر آهن های IPE از استانداردهای اروپایی پیروی می شود. به طور کلی مقاطع IPE علاوه بر تولید داخلی از طریق کشورهای اروپایی مانند اسپانیا، آلمان و لهستان وارد ایران می شود. از جمله استانداردهای مورد استفاده در تولید مقاطع IPE و INP استاندارد  DINENISO 12944-3 به منظور محافظت در برابر خوردگی می باشد.

تیر آهن های IPB نیز مطابق با استانداردهای DIN1025 توسط کارخانه ذوب آهن اصفهان تولید می شود. علاوه بر تولید داخلی IPB در ایران، واردات این محصول از طریق کشورهای کره و اسپانیا نیز صورت می پذیرد.

 

 

کاربرد تیرآهن در ساختمان سازی

استفاده از تیرآهن در صنایع مختلف و ساختمان سازی دارای اهمیت خاصی بوده و باعث مقاوم سازی و استحکام سازه های فولادی می شود. تیرآهن به عنوان ستون در ساختمانها بکار میرود. در ادامه به چند مورد از کاربرد تیرآهن در ساختمان سازی اشاره می کنیم.

کاربرد تیرآهن در ستون 

از تیرآهن بال پهن یا همان هاش به مقطع مربعی شکل به عنوان ستون استفاده می شود. وظیفه اصلی تیرآهن این است که نیروهای عمودی را به فونداسیون سازه انتفال می دهد.

کاربرد تیرآهن در اسکلت سازی فولادی

یکی از دلایل استفاده از تیرآهن در ساختمان ها مقاوم سازی و استحکام بخشی آن می باشد. با توجه به نیاز تیرآهن در ساختمان میتوان از هر چهار نوع استاندارد آن استفاده نمود.

کاربرد تیرآهن در کفی ستون

از تیرآهن با ضخامتهای مختلف می توان در کفی ستون استفاده کرد. صفحات کفی به دلیل قابلیت برش، جوش پذیری و پیچ کاری شدن یاعث اتصال نبشی به ستونها می شود.

کابرد تیرآهن در تیر اصلی (شاه تیر)

شاه تیرها به عنوان تیر اصلی روی ستونها متصل می شوند. تیرها در واقع عضو افقی سازه های فولادی هستند که به عنوان تیر اصلی با استفاده از پلیت به یکدیگر متصل می شوند.

کاربرد تیرآهن در تیرکهای میانی

 اندازه تیرکها نسبت به تیرهای اصلی کوچکتر است. تیرکها به عنوان یک واسطه در بالا و پایین تیرهای اصلی نصب می شوند. وظیفه تیرکها کاهش نیروی فشار روی تیرهای اصلی می باشد.

کاربرد تیرآهن در تیر کلاف

تیرکلافی، بصورت دو تیرعرضی و به حالت افقی  به خرپای سقف متصل می شود و نیرویی که  به تیر اصلی وارد می شود را، به ستون ساختمان انتقال می دهد.

کاربرد تیرآهن در خرپا

جهت ساخت خرپا از تیرآهن استفاده می شود. خرپا با هر نوع سیستم سقفی سازگاری دارد. تیرها را همانند خرپا کنار هم قرار داده و در سقف انبار و سوله از آن استفاده می کنند.

کاربرد تیرآهن در کرومیت

تیرهایی که به عنوان کرومیت استفاده می شوند از تیرهای میانی باریکتر، اما طول بلندتری دارند. تیر کرومیت بر روی شاه تیر مستقر می شود.

کارخانه های تولید تیر آهن در ایران

خوشبختانه امروزه امکان تولید تیر آهن و انواع آن در کشور فراهم بوده و محصولات تولیدی با استانداردهای جهانی تطابق نزدیکی دارد. مشهورترین کارخانه های تولید تیرهای فولادی در ایران عبارت است از:

• ذوب آهن اصفهان
•  فولاد شاهین بناب
• فولاد خوزستان
• نورد فولاد یزد
• نورد آریان فولاد
• فولاد ناب تبریز
• گروه ملی صنعتی فولاد ایران (کوثر اهواز)
• مجتمع فولاد غرب (کرمانشاه)
• فولاد البرز ایرانیان (فایکو)