تیرآهن ساختمان

یکی از فرآورده های مهم که از فلز آهن تولید می گردد و کاربردهای فراوانی دارد، تیرآهن است. این محصول به طور عمده ای در صنعت ساختمان سازی تولید می شود. فلز آهن به خاطر مصرف فراوان به کاربردی ترین فلز موجود در کره خاکی تبدیل شده است. محصولات زیادی از آهن ساخته می شود که ناشی از خاصیت و کاربردهای آن است.

تیرآهن مقطعی بلند و مستقیم بوده که در معماری و مهندسی برای طراحی سازه از آن استفاده می شود تا بارهای مختلف را تحمل کند. وظیفه اصلی این محصول تحمل فشارهای تنشی و خمشی است که به محصول وارد می شود. این تیرها اصولا در قسمت افقی سازه استفاده می شود. در این مقاله سعی شده است در مورد کاربرد تیرآهن در ساختمان صحبت شود و به این مقوله پرداخته شود که این محصول در سازه ساختمان چه نقشی دارد و نقش آن در ساختمان سازی چیست.

کاربرد تیرآهن

این محصول برای ساختمان هایی که دارای اسکلت فلزی هستند، رکن اساسی دارد. از این محصول برای ستون در سازه نیز استفاده می کنند. ایران به عنوان یکی از کشورهایی است که در آن تیرآهن به عنوان یک کالای پر مصرف است و استفاده آن با آمار بالایی همراه است. از این محصول برای خرپا و بیم هایی که در سقف کار می شود، پایه و زیر ساخت های پل ها و… نیز استفاده می کنند.

تیر اصلی به ستون ها متصل می شود که وظیفه اصلی آن انتقال بار از تیر فرعی به سمت ستون هاست. تیرهای افقی که به تیر فرعی معروف است به تیر های اصلی متصل می شوند و وظیفه انتقال بار به ستون ها را بر عهده دارد. نکته مهم در مورد این تیرها این است که به صورت مستقیم به ستون ها متصل نمی شوند. یک مدل دیگر در تیرها داریم و آن این است که این نوع تیر به دو تیر که به صورت عرضی هستند و در سقف و خرپای ستون ها قرار می گیرند، متصل می شود.

کاربرد تیرآهن در کفی ستون

یکی از عمده کاربردهای تیرآهن به عنوان کفی ستون می باشد. این کفی ها جهت اتصال نبشی به ستون ها مورد استفاده بوده و امکان دریل کاری و ایجاد سوراخ را جهت برش و اتصال پیچ فراهم می آورند. در واقع وظیفه این کفی ها تحمل بار ساختمان می باشد.

کاربرد تیرآهن برای ستون ها

از تیرآهن بال پهن و یا هاش می توان برای ایجاد ستون ها استفاده نمود. وظیفه ستون ها منتقل نمودن نیروهای عمودی و افقی باد به فونداسیون سازه می باشد. ستون های کناری نصف بار مربع را منتق نموده، ستون های گوشه ربع بار مربع را منتقل نموده و ستون های وسط نیز بار کل مربع را منتقل می کنند.

کاربرد تیرآهن در تیرهای اصلی

یکی از کاربردهای مهم تیرآهن استفاده به عنوان تیر اصلی یا شاه تیر می باشد. تیرهای اصلی با اتصال برشی یا ساده به ستون ها متصل می گردند. به طور کلی به اعضای افقی سازه های فولادی تیر گفته می شود که بر روی ستون ها و با استفاده از پلیت ها به یکدیگر متصل می شوند. این وسیله می تواند به عنوان شاه تیر به ستون ها متصل شده و با استفاده از نبشی یک طرف آن در طول بال تیرآهن و طرف دیگر به ستون متصل گردد.

کاربرد تیرآهن در تیرک های میانی یا تیر فرعی

وظیفه اصلی تیر فرعی اتصال غیر مستقیم تیر اصلی به ستون ها و انتقال بار به تیر اصلی می باشد. تیرک ها از شاه تیرها کوچک تر بوده و به نام تیر نیز شناخته می شوند. هرچند این تیرک ها به اندازه شاه تیرها مهم نمی باشند ولی به دلیل اهمیت تیرآهن در تحمل وزن ساختمان تیرک ها نیز اهمیت می یابند.

کاربرد تیرآهن در تیرک های باریک کرومیت

تیرهای کرومیت از تیرک ها باریک تر بوده و طول آن ها بلندتر است و به نام تیر باریک نیز شناخته می شوند. این تیرک یک سطح نشیمن گاه داشته و بر روی تیر اصلی قرار گرفته و محکم می شود.

کاربرد تیرآهن در تیر کلاف

یکی از کاربردهای تیرآهن به عنوان تیر کلاف در ساخت و ساز می باشد. این محصول یک تیر افقی بوده و به صورت دو تیر عرضی در سقف به خرپای سقف وصل می شود و بار تیر اصلی را به ستون ساختمان منتقل می نماید.

تیرآهن خرپا

در ساخت خرپا نیز از تیرآهن استفاده می شود. این محصول با هر سیستم سقفی سازگار بوده و دارای تنوع زیادی می باشد. برای ساخت سقف سوله و انبار از تیرآهن خرپا استفاده می گردد.

کاربرد سایزهای مختلف تیرآهن

تیرآهن دارای سایزهای مختلفی بوده و هر سایز این محصول برای کاربردهای مختلفی ساخته شده است. بنابراین لازم است پیش از خرید نسبت به کاربرد هر یک از ابعاد مختلف و انواع سایز تیرآهن اطلاعات لازم را کسب نمایید.

کاربرد تیرآهن سایز 12 این تیرآهن دارای وزنی مابین 10.4 تا 26.8 کیلوگرم به ازای هر متر بوده و در ساخت ستون، پوشش سقف و تیر کاربرد فراوانی دارد. کاربرد تیرآهن سایز 14

سایز 14 را می توان یکی از پرکاربردترین انواع تیرآهن به شمار آورد که دارای وزنی مابین 12.9 تا 33.7 کیلوگرم می باشد. از این محصول در تولید ستون، نعل و تیر در پوشش سقف استفاده می شود.

کاربرد تیرآهن سایز 16 تیرآهن 16 که دارای وزنی مابین 15.8 تا 41.6 کیلوگرم بوده و در ساخت خرپا، نعل و تیر و در پوشش سقف و پل لانه زنبوری استفاده فراوانی دارد. کاربرد تیرآهن سایز 18 این تیرآهن که دارای وزنی مابین 18.8 تا 49.1 کیلوگرم بوده به دلیل وزن بالایی که دارد در سازه های بزرگ و سنگین مورد استفاده قرار می گیرد. کاربرد تیرآهن سایز 20

تیرآهن سایز 20 به دلیل وزن بالایی که دارد در سازه های بزرگ و یا طبقات زیرین سازه مورد استفاده قرار می گیرد و دارای وزنی مابین 22.4 تا 60 کیلوگرم می باشد.

استاندارد تیرآهن

این محصول براساس استاندارد به سه صورت تولید می شود. مورد اول تیرآهن استاندارد IPE ، تیرآهن استاندارد INP ، تیرآهن استاندارد IPB که به تیرآهن H یا هاش نیز معروف است و آن به خاطر نوع ظاهرش است. IPE با استاندارد اروپا و ایران عرضه می شود. INP با استاندارد چین و روسیه است. IPB به صورتی است که بال های پهن دارد. تیرآهن لانه زنبوری نیز نوع دیگری است.

مراحل ساخت تیرآهن

برای ساخت این محصول دو روش وجود دارد. در روش اول تخته های آهنی را با کمک دستگاه در کنار یکدیگر قرار داده و همانند یک H پهن درست می کنند. یعنی یک تخته آهن بزرگ در وسط و با کمک دستگاه دو تخته آهن در طرفین قرار می گیرد و سپس آن ها را با دستگاه به یکدیگر جوش می زنند. در روش دوم شمش های فولادی که از بلوم تشکیل شده اند را به درون کوره های حرارتی می برند و وقتی که دمای کوره به 1100 درجه سانتی گراد رسید، شمش ها به حالت مذاب می رسند. این درجه عدد مناسبی برای روان سازی بلوم است تا تیرآهن با کیفیتی تولید شود. شمش ها با کمک جک هیدرولیکی به سمت کوره می روند تا پس از پخته شدن به مرحله رافینگ انتقال دهند. رافینگ شامل سه مرحله است. در مرحله اول شمش ها از زیر غلتک عبور می کنند و به تدریج از قطر محصول کم می شود و به طول آن افزوده می شود. سپس با آب خنک آن را سرد می کنند و در آخر با قیچی متراژ که برای این کار تهیه شده، محصول را برش می دهند.

ابعاد تیرآهن

اگر تیرآهن IPE باشد اندازه آن بین 80 تا 600 میلی متر و ارتفاع 100 در 100 میلی متر تولید می شود. این محصول شبیه به حرف انگلیسی I است و به تیرآهن معمولی هم شهرت دارد. این محصول در ایران طرفداران زیادی دارد و ضخامت بال آن نیز ثابت است. INP نیز در اندازه 80 تا 600 میلی متر ارائه می شود که تفاوت این محصول با سایرین در این است که بال این محصول از جان فاصله می گیرد و بال ها نازک تر می شوند و هرچه که محصول به جان نزدیک تر می شود ضخیم تر می شود. همین تفاوت ضخامت در نزدیکی بال ها باعث می شود که کمی حالت شیب دار پیدا کند. این محصول دارای سایز 8 ، 10 ، 12، 14 ، 16 ، 18 ، 20، 22 ،24 ،26 ،28 ، 30 ، 32 ، 34 ، 36 ، 40 ، 50 و60 است.

مزایا و معایب تیرآهن

مزایای این محصول را می توان این گونه شمرد که:

• بعد از این که سازه تمام شد این امکان وجود دارد که سازه را توسعه داد. • چندین قطعه را می توان به هم متصل کرد. • در ارتفاعات می توان از این محصول استفاده کرد. • اجزا و قطعات آن به صورت پیش ساخته در بازار موجود است.

معایب استفاده از تیرآهن

• در دمای بالا تضعیف می شود. مقاومت این محصول در دمای بالا کاهش پیدا می کند. اگر دمای اسکلت فلزی به حدود 600 درجه سانتی گراد افزایش یابد احتمال فروریختن و برهم خوردن تعادل ساختمان وجود دارد. • در برابر عوامل خارجی فلزات آن خورده می شوند. مقاومت و استحکام این محصول در برابر شرایط جوی واکنش نشان می دهد و همین امر باعث می شود که هزینه تعمیر و نگهداری این محصول افزایش یابد. • اتصال نامناسب قطعات نیز از دیگر معایب این محصول است. این محصول را با جوش به یکدیگر متصل می کنند که بعضی مواقع به خاظر عدم مهارت جوش کاران و عدم کنترل مهندسین ناظر مشکلاتی به وجود آمده است.