تیرآهن یکی از کاربردی ترین مقاطع فولادی است که در پروژه های صنعتی و ساختمان سازی، کاربردهای فراوانی دارد. وظیفه اصلی آن، تحمل تنش های حاصل از نیروهای وارده است. این مقطع فولادی، انواع مختلفی دارد و کارخانه های متعددی در ایران تولید‌کننده آن هستند. در این مقاله قرار است به صورت کامل در مورد این موضوع که تیرآهن چیست، انواع آن کدامند و هرکدام چه کاربردی دارند صحبت کنیم.
تیرآهن چیست؟
یکی از عوامل تعیین کننده در ساختمان سازی، قیمت آهن آلات است؛ بنابراین بررسی قیمت آهن امروز در بازار آهن رسان برای افراد اهمیت زیادی دارد. تیراهن در بین مقاطع فولادی اهمیت زیادی دارد؛ به طوری که بدون این پروفیل، ساختمان های اسکلت فلزی، وجود خارجی نخواهند داشت. وظیفه اصلی این محصول، تحمل بارهای وارد شده بر ساختمان است. تیر آهن از دو بخش جان و بال تشکیل شده است. «جان تیرآهن» به عنوان بخش اصلی و میانی تیرآهن شناخته می شود، در حالی که «بال تیرآهن» به لبه و کناره های این محصول گفته می شود.
سایزهای تیرآهن
تیرآهن نه تنها انواع مختلفی دارد، بلکه در سایزهای متنوعی نیز ساخته می شود. برخی از سایزهای سنگین تیرآهن برای کاربردهای خاص استفاده می شوند.
- سایز 12
- سایز 14
- سایز 16
- سایز 18
- سایز 20
- سایز 22
- سایز 24
- سایز 27
- سایز 30
تاریخچه ابداع و تولید تیرآهن
تیرآهن به عنوان قطعه اولیه و مهم در پروژه های ساختمانی است که از ترکیب شدن تیر فلزی با عناصر چوبی به وجود می آید. در سال 1812 یعنی حدود 200 سال قبل، تیرآهن و فولاد معنی خاصی نداشتند. در سال 1730 تا 1830 اختراعات زیادی در زمینه آهن آلات صورت گرفت. بعد از آن شکل های مختلفی از فلزها شامل آهن، فولاد و چدن ساخته شدند که کاربردهای گوناگونی داشتند. در همان زمان های اولیه اختراع این محصول فولادی، از آن به عنوان درب منازل مسکونی، نرده و مواردی از این قبیل استفاده می شد.
انواع تیرآهن ساختمانی
تیرآهن، انواع مختلفی دارد و با توجه به خواص مکانیکی و شکل ظاهری آن، کاربردهای متفاوتی در صنایع مختلف دارد. در ادامه، پیرامون مشخصات هر کدام از انواع تیراهن به صورت جداگانه توضیح خواهیم داد. تیرآهن IPE این محصول به عنوان تیرآهن معمولی نیز شناخته می شود و شکل ظاهری آن، شبیه حرف انگلیسی I است. این تیرآهن، ضخامت ثابتی دارد و بال های ابتدایی و انتهایی آن یکسان اند. IPE مطابق با استانداردهای اروپایی تولید می شود و مخفف IPET و عبارت I Profile Eroeenne است.
در ایران، سازه های طراحی شده در ساختمان سازی، معمولاً بر اساس این استاندارد هستند و به همین دلیل این محصول، هم محبوبیت بالاتری در بین مشتریان دارد و هم مصرف و کاربرد آن بیشتر است. تیرآهن INP این نوع تیرآهن نیز مانند IPE، از لحاظ ظاهری شبیه به I انگلیسی است و طبق استانداردهای روسیه و چین تولید می شود. تفاوت عمده INP با نوع IPE این است که با فاصله گرفتن از جان، ضخامت بال کاهش می یابد. از نظر شکل ظاهری شباهت زیادی به IPE دارد و به همین دلیل، شناخت این دو نوع در نگاه اول ممکن است کار ساده و راحتی نباشد.
تیرآهن هاش (بال پهن) به نظر شما تیرآهن هاش چیست؟ تیرآهن بال پهن که به عنوان هاش نیز شناخته می شود، یکی از انواع تیرآهن مورد استفاده در ساختمان سازی است. این محصول، در مجتمع های بزرگ تجاری، سوله ها و… استفاده می شود و بر حسب ضخامت، به دو دسته تقسیم شده و طبق استانداردهای مختلف نامگذاری می شود. تیرآهن لانه زنبوری تیرآهن لانه زنبوری یا شبکه، از لحاظ استاندارد و شکل ظاهری به صورت های متنوعی تولید می‌شود و در اختیار مشتری قرار می گیرد. این نوع تیرآهن در سال 1910 میلادی توسط فردی به نام هورتن اختراع شد و نامگذاری آن هم به دلیل شکل ظاهری این محصول است.
مزایا و معایب استفاده از تیرآهن
تیرآهن، یکی از مهمترین مقاطع فولادی است و استفاده از آن در سازه های فولادی، مزایای زیادی دارد که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد: لازم به ذکر است که این مقطع فولادی در کنار تمام مزایایی که دارد، از معایبی هم برخوردار است که در ادامه به آنها اشاره می کنیم:
- برای اتصال قطعات مختلف به یکدیگر در سازه های فولادی مناسب هستند.
- اجرا و نصب آنها سرعت بالایی دارد.
- تیرآهن در ارتفاع های زیاد، کاربردهای فراوانی دارند.
- قطعاتی هستند که به صورت پیش ساخته در کارخانه وجود دارند.
- ضعف در دمای زیاد: مقاومت ساختمان با افزایش دما کاهش پیدا می کند، یعنی اگر دمای اسکلت فلزی به 600 درجه سانتی گراد برسد، تعادل ساختمان به خطر می افتد.
- از بین رفتن و خوردگی فلزات در مقابل عوامل خارجی: قطعات فلزی که در ساختمان سازی استفاده می شود، در اثر برخورد با عوامل خارجی دچار خوردگی می شوند و همین موضوع باعث کاهش ابعاد قطعات فلزی خواهد شد. بنابراین، در نهایت با افزایش هزینه های حفاظت و نگهداری ساختمان روبه‌رو خواهید شد.
- اتصال نامناسب قطعات به یکدیگر: در ساختمان های فلزی، اتصالات قطعات به یکدیگر با جوش، پرچ و پیچ صورت می گیرد، اما در بعضی مواقع ممکن است به دلیل عدم مهارت جوشکاران، این کار به درستی پیش نرود و پس از گذشت زمان، مشکلاتی برای پروژه های ساختمانی ایجاد شود.
فرآیند تولید تیرآهن
یکی از روش های متداول برای شکل دهی فلزات، نورد گرم است. فرآیند تولید تیرآهن، شامل مراحل گوناگونی است. نورد در اصطلاح به فرآیندی گفته می شود که در آن فلز به دمای نرم شوندگی خود می رسد. فرآیند تولید تیرآهن به صورت کلی شامل مراحل زیر است:
- ابتدا شمش فولادی با مقطع و طول مشخص، داخل کوره های حرارتی نورد ریخته می شود و بعد از این که به درجه حرارت مورد نظر رسید، از مجموعه غلتک ها (قفسه های نورد ابتدایی) عبور داده شده و در نتیجه با این کار، مقطع آن کاهش و طول آن افزایش پیدا می کند.
- در مرحله آخر، با عبور از قفسه های نورد میانی و پایانی، به شکل تیرآهن در‌می آیند و در اندازه های مختلف، برش داده می شوند.
کاربرد انواع تیرآهن
پروژه ساختمانی شما برای استحکام و مقاومت بیشتر به تیرآهن نیاز دارد. در ادامه در مورد انواع کاربرد تیرآهن صحبت خواهیم کرد.
- کاربرد عمده این محصول در ساختمان هایی با اسکلت فلزی است که به عنوان ستون قرار می گیرد. پس از تیرآهن در زمینه های مختلفی استفاده می شود.
- در کفی ستونی و صفحات فولادی با ضخامت های مختلف، می توان از این مقطع فولادی استفاده کرد. این کفی ها به دلیل قابلیت برش، جوش و پیچ کاری، برای اتصال نبشی به ستون ها مفید هستند. علاوه بر این، اگر ساختمان بیش از یک طبقه داشته باشد، از تیرآهن می توان به عنوان ستون یکپارچه استفاده کرد.
- یکی دیگر از کاربردهای مهم آن، استفاده به عنوان تیرهای اصلی یا شاه تیر است. تیر اهن به عنوان شاه تیر می تواند به ستون ها متصل شود و تیرک های میانه هر طبقه را نگه دارد.
- از تیرآهن در ساخت خرپا نیز استفاده می شود و تیرهای تراس را در کنار هم قرار می دهند تا در ساخت سوله، سقف و انبارها بتوانند از آن استفاده کنند.
کارخانه های تولید کننده تیرآهن
یکی از تیرآهن های معروف و شناخته شده در بازار فولاد است که اکثر نیاز بازار داخل و همچنین خارج از کشور را تأمین می کند. تیرآهن به عنوان تیر اصلی، نقش مهمی در تحمل وزن سازه دارد؛ بنابراین، همه تولید‌کنندگان این مقطع فولادی باید استانداردهای لازم را در زمینه تولید رعایت کنند.
- جهان فولاد غرب کرمانشاه
- فولاد احرامیان در استان یزد
- گروه ملی اهواز
- فایکو ساری
- ناب تبریز
- ظفر بناب
- آرین فولاد
- ماهکار مشهد
در این مطلب درباره این موضوع که تیرآهن چیست صحبت کردیم. در ایران، کارخانه های متعددی در زمینه تولید این محصول فعالیت دارند که نحوه خرید بعضی از این کارخانه ها، بدون واسطه و به صورت مستقیم است. با توجه به کاربرد تیرآهن در صنعت و ساختمان سازی، معامله این محصول بین فروشندگان، بازاریابان، پیمانکاران ساختمانی و سایر مصرف کنندگان انجام می شود.
تیرآهن از چه بخش هایی تشکیل شده است؟
تیرآهن از دو بخش جان و بال تشکیل شده که «جان» به عنوان بخش اصلی و میانی تیرآهن است، در حالی که «بال» به لبه و کناره های این محتیرآهن، پروفیلی است که وظیفه اصلی آن تحمل تنش‌های حاصل از نیروی برشی و لنگر خمشی است و عمده استفاده آن در صنعت ساختمان‌سازی است. در فرآیند تولید این محصول از نورد گرم استفاده می‌کنند و تنها برخی مراحل متفاوت در تولید معمولی و هاش آن وجود دارد. این محصول فولادی که کاربرد زیادی در ساختمان‌ها دارد بر اساس نسبت بال و عرض‌ها در گروه‌های متنوعی قرار می‌گیرد، در این مطلب قصد داریم ابتدا به معرفی مختصری از این محصول پرداخته سپس انواع آن را بررسی کنیم.
چگونه تیرآهن مناسب بنای خود را بشناسیم؟
به طور کلی انواع تیرآهن را می‌توان در سایزهای 8 تا 60 مورد استفاده قرار داد. اما اگر می‌خواهید نوع مناسب برای سازه خود را انتخاب کنید، باید بدانید که چگونه باید این کار را انجام دهید. برای پاسخ به این سوال باید فرمول خاصی را به کار ببرید که در انتخاب درست به شما کمک کند. در نظر داشته باشید که تیرآهنی که انتخاب می‌کنید باید بر اساس نوع سازه شما انتخاب شود. به این صورت که هر قدر سازه شما نیاز به مقاومت بیشتری داشته باشد، پس سایز محصول شما هم باید به همان اندازه تغییر کند. برای مثال اگر می‌خواهید یک ساختمان تک طبقه بسازید باید بدانید که سایز تیرآهن 12 به بالا برای ستون های سازه شما بسیار مناسب است و باید به سراغ این سایز محصول بروید.