تیرآهن چیست + انواع تیرآهن و ۹ کاربرد
تیرآهن چیست؟
در سال‌های 1730 تا 1830 در انگلستان در صنعت فولاد اختراعاتی صورت گرفت که به موجب آن کشور انگلستان به بهترین‌های این صنعت تبدیل شد. در ادامه محصولات فولادی متنوعی تولید و مورد استفاده قرار گرفت.از آن زمان به بعد آهن آلات به عنوان جایگزین چوب و سنگ به‌کار گرفته شدند. تولید و رشد تیرآهن در سال 1900 به سرعت پیشرفت کرد.تاریخچه تولید تیرآهن بال پهن (که با نام IPB یا H نیز شناخته میشود) در ابتدا به شرکت (Bethlehem) باز می‌گردد. تولید تیرآهن از موفقیت‌های مهم این شرکت به حساب می‌آید.
قبل از تولید و گسترش IPB، تیرآهن I در بازار وجود داشت و در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گرفت اما تولید و گسترش این تیرآهن در بازار در ابتدای قرن بیستم کمک شایانی به مهندسین ساخت و ساز کرد و منجر به انقلابی در صنعت فولاد شد.
همان‌طور که قبلا ذکر شد تیرآهن یکی از مهم‌ترین محصولات فولادی است که نقش اصلی آن تحمل فشار و تنش‌های ناشی از لنگر خمشی و نیروهای برشی است و غالبا در ساخت و ساز کاربرد دارد. تیرآهن اغلب با فرآیند نورد گرم تولید میشود.
تیرآهن شامل دو قسمت جان و بال است.
جان تیرآهن چیست؟
در حقیقت جان همان قسمت اصلی تیرآهن است.
بال تیرآهن چیست؟
در مقابل به گوشه‌های کناری تیرآهن، بال گفته میشود.
روش تولید تیرآهن چیست؟
برای تولید تیرآهن از فرآیند نورد گرم استفاده میشود یعنی تا آن‌جا به فلز حرارت می‌دهند که به مرحله ذوب و نرم شدگی برسد.
برای تولید تیرآهن در گام اول، شمش درون کوره‌های مخصوص، حرارت داده میشود، تا به درجه حرارت مورد انتظار برسد. سپس با گذر از مجموعه غلتک‌ها، مقطع آن کم شده و طول آن زیاد میشود. در گام نهایی با گذر از نورد میانی و انتهایی، شکل تیرآهن به وجود آمده و در سایزهای مورد نظر برش داده میشود.
انواع تیرآهن و مشخصات آن
تیرآهن‌ها دارای تنوع زیادی هستند که با توجه به طرح و موارد مصرف، در صنعت‌های مختلفی استفاده می‌شوند. تیرآهن IPE
IPE که تحت عنوان تیرآهن معمولی معروف است، از نظر طرح ظاهری مانند حرف لاتین ( I ) می باشد. از ویژگی های این تیرآهن می توان به یک اندازه بودن بال در ابتدا و انتهای آن اشاره کرد.
همچنین IPE یک ضخامت ثابت دارد. IPE تولید شده در ایران مانند سایر مقاطع فولادی از استاندارد اروپا تبعیت می کند و از محصولات پرطرفدار به حساب می آید.
تیرآهن INP
در توضیح INP می توان به این مورد اشاره کرد که تولید آن بر اساس استاندارد دو کشور چین و روسیه است. طرح ظاهری آن مانند مورد قبلی شبیه به حرف ( I ) است.
این دو تیرآهن از نظر طرح ظاهری شباهت زیادی به یکدیگر دارند و برای درک تفاوت آن دو دقت زیادی لازم است. برای بیان تفاوت آن ها می توان به این نکته اشاره کرد که با فاصله گرفتن از جان تیرآهن، میزان ضخامت بال آن کم می شود.
تیرآهن IPB یا هاش
طرح ظاهری این تیرآهن پرمصرف مانند حرف (H) لاتین است. چون طول بال آن در مقایسه با تیرآهن معمولی زیادتر است، با نام بال پهن نیز معروف می‌باشد. هاش در مقابل نیروهای وارد شده، مقاومت بسیار زیادی دارد. به همین خاطر در صنایع گوناگون مانند اسکله و کشتی‌سازی بسیار پرمصرف است.
این تیرآهن به دو مدل : سبک (HE-A) و سنگین (HE-B) دسته بندی میشود. که مدل سنگین ضخامت بالاتری نسبت به مدل سبک آن دارد. مادامی که حرف V در کنار نام تیرآهن قرار داشته باشد، به معنای سنگین وزن بودن تیرآهن است و در مقابل وجود حرف L در کنار تیرآهن، به منزله سبک بودن می‌باشد.
تیرآهن لانه زنبوری
نام دیگر آن، تیرآهن شبکه یا تیرآهن CPE است. لانه زنبوری برای اولین بار به وسیله شخصی به نام هورتن کشف شد. علت نام‌گذاری آن به خاطر ظاهر آن است. چنان‌چه از روبرو به آن نگاه کنیم، در داخل جان‌هایش چند ضلعی‌هایی شبیه به کندو زنبور مشاهده می‌کنیم.
تیرآهن بلژیکی چیست؟
تیرآهن بلژیکی در حقیقت یکی از انواع تیرآهن‌های فولادی است که ضخامت بال و جان آن از سایر انواع تیرآهن بیشتر می‌باشد. به همین علت وزن و قیمت آن نیز بالاتر است و در سایزهای 12 تا 20 سانتی‌متری عرضه می‌گردد. ارتفاع جان تیرآهن‌های بلژیکی مابین ۸۰ تا ۴۰۰ میلی‌متر و طول آن‌ها نیز بین ۶ تا ۲۰ متر، متغیر است.
تیرآهن i7 چیست؟
تیرآهن i7 نوعی تیرآهن نیمه سبک به حساب می‌آید که در کارخانه ذوب آهن اصفهان به تولید می‌رسد. این تیرآهن در حقیقت همان تیرآهن IPE است، با این تفاوت که دارای وزن کم‌تری می‌باشد. تیرآهن i7 از نمره 14 تا 20 ساخته شده و وزن اسمی یک متر از آن چیزی در حدود 4/14 کیلوگرم است. این عدد نشان می‌دهد که تیرآهن i7 از تیرآهن معمولی IPE بال نیم پهن موازی سایز 16 حدودا 10 درصد وزن کم‌تری دارد.
انواع سایز تیرآهن
انواع سایز تیرآهن شامل تیر 12، 14، 16، 18 و 20 می‌باشد که هر کدام بر اساس نوع مصرف و پروژه ساخت و ساز به کار گرفته می‌شوند.
اغلب کاربرد تیرآهن‌ها به منظور اسکلت‌بندی ساختمان‌ها، انواع سازه‌ها، پل‌ها و غیره می‌باشد. در واقع تیرآهن‌ها به منظور جلوگیری از فروریختن سازه‌ها استفاده می‌شوند.
کاربرد انواع تیرآهن چیست؟
همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، تیرآهن در ساختمان‌سازی کاربرد فراوانی داشته و ایجاد مقاومت و استحکام سازه را بر عهده دارد. همچنین در برابر فشارهای تنشی و خمشی منجر به مقاومت سازه میشود. در ادامه به بررسی کاربردهای انواع تیرآهن خواهیم پرداخت:
کاربرد در ستون ها
تیرآهن‌هایی که دارای بال پهن و سطح مقطع مربع شکل هستند، در ساخت و ساز به عنوان ستون و به صورت عمودی به کار گرفته می‌شوند.
اسکلت سازه فولادی
انواعی از تیرآهن‌های نام برده را می‌توان به جهت مقاوم‌سازی، در اسکلت ساختمان استفاده کرد.
به کارگیری در کفی ستون ها
به علت وجود ضخامت‌های مختلف در تیرآهن، از آن‌ها در صفحات فولادی و کفی ستونی استفاده میشود.
تیرهای کلاف
تیر کلاف به صورت افقی قرار گرفته و نحوه قرارگیری آن به این صورت است که دو تیر عرضی در قسمت سقف به خرپای سقف متصل میشود تا بار تیر اصلی از این راه به ستون‌ها انتقال پیدا کند.
تیرهای اصلی
یکی از موارد مصرف تیرآهن، کاربرد به عنوان تیر اصلی یا شاه تیر است که به حالت افقی در سازه قرار می‌گیرند و وظیفه انتقال بار اصلی از تیر فرعی به ستون‌ها را بر عهده دارند.
تیرهای باریک کرومیت
از انواع تیرآهن به عنوان تیرهای باریک کرومیت استفاده میشود. این تیرها در مقایسه با تیرک‌ها طول بیشتر و ضخامت کم‌تری دارند.
ساخت خرپا
از دیگر کاربردهای تیرآهن، کاربرد در ساخت خرپا است.
تیرک های میانی و فرعی
برای تیرک‌های میانی از انواع کوچک تیرآهن استفاده میشود. نحوه قرارگیری آن به صورت افقی است و وظیفه اتصال تیر اصلی به ستون‌ها را به هدف انتقال بار به تیر اصلی به صورت غیرمستقیم دارد.
ساخت راه پله
در سازه‌های فلزی مختلف یا خانه‌ها برای ایجاد ارتباط میان طبقات و دسترسی به آن‌ها، از راه پله استفاده می‌کنند. در صورتی که برای ساخت راه پله از پروفیل‌های تیرآهن استفاده شود، به سازه حاصل شده، تیرآهن راه پله می‌گویند. تیرآهن با اتصال به ستون، دیوار و پاگرد، اجرای راه پله را امکان‌پذیر می‌سازد.تیرآهن مناسب ستون کدام است؟
به طور کلی تیرآهن سایز 14 برای ساخت ستون، خرپا، نعل و تیر در پوشش سقف سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. نوع سنگین‌تر این تیرآهن با توجه به وزن آن برای بخش‌هایی از سازه کاربرد دارد که نیاز به تحمل نیروی بیشتر وجود داشته باشد.
تیرآهن ساختمانی چیست؟
در حقیقت تیرآهن ساختمانی به نوع خاصی از تیرآهن اطلاق نمی‌شود و تنها به علت آن‌که این مقطع فولادی موارد استفاده بسیاری در صنعت ساختمان سازی دارا است، با این عنوان شناخته میشود.
جدول استاندارد تیرآهن
سازمان ملی استاندارد ایران برای کلیه تیرآهن‌های مختلف، تاکنون 6 فایل استاندارد تهیه کرده است.
