تیرآهن

معرفی انواع تیرآهن

ساخت و ساز ساختمان، اسکله و کشتی سازی، پالایشگاه های نفتی و ده ها سازه دیگر، همگی از یک مقطع فلزی مشترک تشکیل شده اند. تیرآهن یکی از مصالح پر کاربرد در صنایع مختلف است که از دو بخش اصلی بدنه و کناره تشکیل شده است. انواع مختلفی از تیرآهن ها در کارخانه های تولیدی در سراسر کشور ساخته می شوند. این شرکت های سازنده استانداردهای خاصی برای طراحی انواع قطعات آهنی به کار می برند. از طرفی روش های مختلفی نیز برای برش این قطعات وجود دارد.

تیرآهن ها در انواع مختلفی ساخته می شوند که هر کدام از آن ها کاربردهای خاص خود را دارند. به طوری که در سازه های مختلف ساختمانی از انواع H شکل یا I شکل آنها استفاده می شود. عمده تفاوت این قطعات آهنی مختلف به ویژگی های ظاهری آن بر می گردد. بنابراین در هنگام خرید این قطعات فلزی بسته به نیاز و نوع کاربرد، آن ها را انتخاب کرده و به شکل های مختلفی در انواع سازه ها استفاده می کنیم.

در ادامه این مقاله به بررسی دقیق تر ساختار و ویژگی های مهم تیرآهن می پردازیم. همچنین مزایا و معایب استفاده از انواع مختلف این قطعات را در صنایع مختلف ذکر می کنیم. از طرفی در مورد کاربرد انواع مختلف این مقاطع فلزی بحث خواهیم کرد. در پایان نیز سعی خواهیم کرد تا یک راهنمای جامع از قیمت ها و خرید انواع تیرآهن را به اطلاع شما برسانیم.

آشنایی با ویژگی های تیرآهن

یکی از مهم ترین و پر استفاده ترین پروفیل های فولادی که در صنایع و سازه های مختلفی نیز به کار گرفته می شوند، تیرآهن ها هستند. این قطعات از نظر شکل و ابعاد ساختاری با یکدیگر متفاوت هستند. با این وجود می توان ساختار تقریبا مشابهی را برای آن ها تعریف کرد. یک مقطع عرضی از این مواد شامل بدنه و لبه های برجسته می شود. به واسطه همین ساختار ویژه و منحصر به فرد، انواع تیرآهن های مورد استفاده شده در سازه های مختلف، قادر به تحمل میزان بار وارده بر سطح می باشند. در واقع به سازه های مختلف در شرایطی انواع فشار های محیطی نظیر تنش ها و فشارهای تنفسی وارد می شود. در این میان وظیفه اصلی قطعات آهنی محافظت از ساختار ساختمان در برابر فشارهای وارده است. به عبارتی این قطعات درجات مختلفی از انواع فشارهای ساختمانی را تحمل می کنند.

این گونه از پروفیل های ساختمانی، به عنوان مهم ترین و پر کاربردترین سازه در انواع صنایع مختلف و به ویژه ساخت و ساز به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. از طرفی با به کار بردن قطعات آهنی در بخش هایی نظیر اسکلت انواع ساختمان، می توانید در آینده بدون تخریب سازه های قدیمی اقدام به توسعه و بزرگ کردن این سازه ها نمایید. به همین خاطر است که از قطعات آهنی به سبب ویژگی های منحصر به فرد آن در ساخت سازه های غول پیکر استفاده می شود. به طوری که امروزه شاهد بالا رفتن ابر برج ها در کلان شهرها هستیم.

تیرآهن های معمولی در بازار داخلی در دو نوع 6 و 12 شاخه ای یافت می شوند. چنان چه قطعات برش داده شده آهن کوچکتر از 6 متر باشد ، به آن قطعه تیرآهن نرمال گفته می شود. بنابراین انواع نرمال قطعات آهنی در مقایسه با انواع معمولی دارای سایز بندی و اندازه های فیزیکی کوچک تری هستند. از سویی دیگر چنان چه طول قطعات برش داده شده بیشتر از 12 متر باشند، در اصطلاح گفته می شود که تیرآهن های H شکل تولید شده اند. از این تیرآهن ها امروزه به طور گسترده تری در انواع سازه های مختلف ساختمانی استفاده می شود. بنابراین طول انواع H شکل این قطعات آهنی بیشتر از انواع معمولی آن بوده و نیز لبه های پهن تر و برجسته تری نیز دارند.

اصطلاحات رایج در ساخت قطعات آهنی

در این قسمت از مقاله به تعریف کوتاهی از چند اصطلاح می پردازیم. آگاهی از مفهوم هر یک از این اصطلاحات می تواند در انتخاب تیرآهن مناسب و خرید آن کمک زیادی به شما نماید.

• کوره ذوب آهن

برای ساخت چدن و سایر قطعات آهنی و فولادی، از کوره ذوب آهن استفاده می شود. در این کوره ها، با استفاده از جریان هوای داغ، سنگ آهن را به صورت مذاب و مایع در می آورند.

• ریخته گری

به فرایندی گفته می شود که در طی آن، با استفاده از قالب هایی فلز مذاب شده را سرد کرده و به شکل قطعات خواسته شده در می آورند.

• شمش آهن

به فراورده هایی به طول 2 متر و ابعاد عرضی کمتر از 225 سانتی متر، شمش آهن گفته می شود. از این قطعات در ساخت انواع فولاد و تیرآهن استفاده می گردد.

• ورق های نورد گرم و سرد

ورق های فولادی را از لحاظ نحوه تولید شدن در دو دسته نورد گرم و نورد سرد طبقه بندی می کنیم. دسته اول با ضخامت کم تولید شده و شامل آهن سیاه، ورق آجدار و ورق های اسید شویی می شود. دسته دوم که در نتیجه توده نور سرد حاصل می شود، پس از انجام فرایند اسید شویی و کم شدن ضخامت ورق های گرم ایجاد می شود. ورق های روغنی، قلع اندود، گالوانیزه و … انواعی از ورق های سرد محسوب می شوند.

• بندیل

ورق های آهنی از جمله انواع تیرآهن ها و میلگردها پس از برش نهایی توسط پلاستیک های ارزانی بسته بندی می شوند. به این ورق های پلاستیکی در اصطلاح بندیل گفته می شود.

• آهن مشکی

به آهنی که دچار زنگ زدگی نشده و به تازگی از مرحله تولید وارد بازار شده است، آهن سیاه گفته می شود.

بررسی انواع تیرآهن های موجود در بازار ایران

انواع مختلف تیرآهن ها از قسمت های مختلفی ساخته شده اند. قسمتی که بال نامیده می شود، بخش های پایین و بالای این قطعات آهنی را تشکیل داده است. بال های پایین و بالا توسط قسمت دیگری به نام تیغه به یکدیگر متصل می شوند. از سویی دیگر بخشی نیز تحت عنوان جان تیر وجود دارد که به فواصل میانی و پشت به پشت بال ها گفته می شود. تعیین اندازه و سایز انواع تیرآهن ها توسط این بخش ( جان تیر ) میسر می شود.

از انواع تیرآهن های مختلف بسته به ویژگی ها و ساختار متفاوت آن ها، در صنایع مختلف استفاده می شود. در این قسمت تیرآهن ها را از نظر استاندارد ساخته شدن آنها و نیز وزن تولیدی آنها دسته بندی می کنیم. از همین رو قصد داریم که انواع قطعات آهنی را در این قسمت به طور مفصل توضیح دهیم.

دسته بندی قطعات آهنی تولید شده بر اساس استانداردهای جهانی

• تیرآهن های استاندارد IPE

این نوع از تیرآهن ها که معمولا در ایران در اندازه های 12 تا 30 متری تولید و یافت می شوند، به عنوان پرکاربرد ترین قطعات آهنی در ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند. قسمت بال در این سازه آهنی به طور معمول اندازه ای برابر با نصف طول جان تیر را شامل می شود. از طرفی ضخامت بال ها نیز در این نوع از استاندارد تولید شده یکسان بوده و طبق استانداردهای تایید شده ایران و اروپا طراحی شده است.

• تیرآهن استاندارد INP

قسمت بال این نوع از قطعات آهنی دارای ضخامت های متفاوتی هستند. به طوری که در قسمت های ابتدایی قطعه نازک بوده و در قسمت های انتهایی ضخیم می گردد. به بیانی دیگر، هر چه از قسمت جان تیر فاصله می گیریم، ضخامت بال ها نیز کاهش می یابد. ضخامت این نوع از قطعات آهنی در مقایسه با تیرآهن های استاندارد IPE به نسبت کمتر است. این استاندارد در سطح کشورهایی نظیر کره، آلمان، روسیه و اسپانیا به تایید رسمی رسیده است.

• تیرآهن استاندارد IPB و یا بال پهن

ضخامت و طول بالا ها در این نوع از تیرآهن های استاندارد شده در مقایسه با انواع استاندارد IPE و INP اندکی بیشتر است. مناسب بودن آن در تهیه انواع ستون های ساختمانی و نیز در ساخت تیر و خر پا، از جمله کاربردهای مهم آن به شمار می رود. از این نوع قطعات آهنی به سبب مقاومت های بالای بال آن ها در صنایعی نظیر سد سازی و پل سازی نیز استفاده می شود. همچنین می توان انواع قطعات بال پهن را به دو شکل سبک و سنگین نیز تولید کرد. علامت اختصاری انواع استاندارد سبک آنها به صورت IPBL و انواع سنگین به صورت IPBV نمایش داده می شود. گاهی اوقات با عناوینی نظیر؛ تیرآهن عریض یا H  شکل نیز از این نوع قطعات آهنی یاد می شود.

معرفی تیرآهن لانه کبوتری یا CPE

پس از عملیات برش، جوش دادن و اتمام پروفیل، نوع خاصی از تیرآهن که به آن لانه کبوتری گفته می شود، تولید می گردد. وجود حفره هایی منظم در طول بدنه این نوع از قطعه آهن، یکی از دلایل نام گذاری آن به این اسم است. این نوع از تیرهای آهنی در مقایسه با تیرهای نورد سرد و گرم شده، وزن کمتر و لنگر خمشی بیشتری را متحمل می شوند.

شکل تیرآهن های لانه کبوتری نیز به طور کاملا منحصر به فردی طراحی شده است. به طوری که بال های ذوزنقه ای و فضاهای تو خالی بدنه آن سبب ایجاد تفاوت با سایر انواع قطعات آهنی شده است. نکته بسیار مهمی که در اینجا باید به آن اشاره نمود این مسئله است که نباید از این قطعات در مناطق زلزله یا لرزه خیز بدون داشتن باد بندهای خاص استفاده نمود.

کاربرد انواع تیر آهن ها در ساخت و ساز

تیرآهن ها تضمین کننده امنیت ساختمان در برابر انواع فشارهای خمشی و تنشی وارده بر آن هستند. با به کار گیری این قطعات آهنی در ساخت انواع سازه ها، این فشارها به طور متوازن تری در تمامی قسمت های ساختمان پخش میشوند. از این رو ساختمان در برابر خطرات احتمالی ریزش یا سقوط در امان می ماند.

در این بخش می خواهیم در مورد کاربردهای متنوع تیرآهن ها در ساخت و ساز ساختمان نکاتی را ذکر نماییم.

• استفاده در کفی ستون ها

همان طور که مشاهده کردیم، استانداردهای مختلف تیرآهن های ساخته شده نظیر؛ INP، IPE و IPB هر کدام دارای ضخامت های خاصی هستند. به سبب وجود ضخامت های متفاوت در انواع قطعات ساخته شده، از آن ها در ساخت کفی های ستونی استفاده می شود. به ویژه می توان به کاربرد انواع بال پهن این قطعات در ساخت صفحات فولادی اشاره نمود.

• استفاده در ستون ها

گفتیم که تیرآهن های نوع استاندارد IPB، دارای بال هایی پهن در ساختار خود هستند. از این نوع تیرآهن ها به طور خاص در ساخت انواع ستون های ساختمانی استفاده می شود. این قطعات که به شکل مربعی و عمود به عنوان ستون به کار گرفته می شوند، در برابر فشارهای تنشی و کششی مقاومت بالایی را از خود به نمایش می گذارند.

• استفاده به عنوان تیر اصلی

برای منتقل نمودن فشار بار مصالح دیگر از تیرهای فرعی به سمت ستون ها، تیرآهن هایی را به صورت افقی و به عنوان تیر اصلی به کار می گیرند. از این تیر به سبب اهمیت بالای آن در ساخت و ساز با عنوان شاه تیر نیز یاد می شود.

• استفاده به عنوان تیر میانی و فرعی

برای اتصال تیر اصلی به ستون ساختمان، از انواع تیرآهن ها به شکل افقی و به عنوان تیرهای میانی و فرعی استفاده می شود. اندازه تیرهای استفاده شده برای این منظور، به نسبت کوتاه تر است.

• استفاده به عنوان تیر کلاف

به منظور انتقال بار تیر اصلی به ستون ها، از مجموعه ای از تیرهای فرعی در قسمت خرپای سقف به عنوان تیر کلاف استفاده می شود. تیرهای فرعی در این مجموعه به صورت افقی در کنار هم قرار گرفته و کلاف هایی متصل به هم را تشکیل می دهند.

استفاده از تیرآهن ها در صنایع مختلف

• پل سازی

با استفاده از تیرآهن های افقی که توسط پایه هایی در دو انتهای خود محکم شده اند، می توان انواع مختلفی از پل های آهنی را ساخت. در ساخت انواع پل ها لازم است تا نسبت به رعایت اصول زیر اقدامات لازم انجام گردد:

• بسته به میزان تحمل بار توسط پل، لازم است که از پایه های محکمی در دو انتهای قطعه آهنی استفاده شود.
• به منظور ساخت یک پل محکم که بتواند در برابر فشارهای وارده وسایل نقلیه سنگین از خود مقاومت نشان دهد، لازم است تا حد امکان از تیرهای با کیفیت ساخت بالا استفاده گردد. تیرهایی که بال های آن توسط ورق های خاصی تقویت شده باشند.
• همچنین برای توجیه پذیر کردن ساخت پل های آهنی، باید از تیرآهن های قوی و مستحکم استفاده شود. به طور معمول سایزهای 14 و 16 تیرآهن های نوع لانه زنبوری برای این منظور مناسب هستند.

• ساخت کشتی و اسکله

در ساخت انواع کشتی و اسکله های مقاوم، به طور معمول از تیرآهن هایی با بال های پهن استفاده می شود. در واقع این قطعات آهنی به سبب ضخامت بالایی که دارند، توانایی تحمل حجم بالایی از فشارهای وسایل نقلیه سنگین را نیز دارا می باشند.

از جمله کاربردهای دیگر این قطعات آهنی می توان به استفاده از آنها در ساخت نعل ساختمان ها و کارگاه ها و نیز ساخت خرپاها اشاره نمود.

مزایای انواع قطعات آهنی با استانداردهای مختلف

• مزایای قطعاتی با استاندارد IPB

از جمله مزایای این تیرآهن ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• بال های پهن این قطعات فلزی باعث استفاده از آنها در ساخت انواع سازه های سنگین شده است.
• از طرفی بال ها در این نوع از تیرها به شکل موازی بوده و شیب دار نیستند.
• جوشکاری این تیرها در فضاهای ساختمانی به راحتی صورت می گیرد.
• با به کار بردن این تیرها در هزینه های ساخت و ساز به طرز شگفت انگیزی می توانید صرفه جویی داشته باشید.
• این تیرهای آهنی در برابر انواع فشارهای تنشی و کششی مقاومت بالایی از خود نشان می دهند.

• مزایای تیرهای کبوتری شکل

یکی از مهم ترین مزیت هایی که استفاده از این تیرآهن ها دارد این است که می توان حفره های درون بدنه آن استفاده های بهینه نمود. به طور مثال می توان از طریق این حفره ها لوله های تاسیساتی و سیم های برق را به راحتی عبور داد. از طرفی به سبب وزن پایین این تیرها در مقایسه با سایر انواع قطعات آهنی، استفاده از آنها می تواند سبب پایین آمدن هزینه های ساخت و ساز نیز شود. از طرفی در نتیجه استفاده از این قطعات در مراحل ساخت و ساز، علاوه بر افزایش ارتفاع تیرها، وزن وارده بر ستون ها نیز کاهش می یابد.

از جمله مزایای دیگر ناشی از استفاده گسترده از تیرآهن ها می توان به؛ امکان یکنواختی بیشتر سازه ها، بالا رفتن سرعت پیشرفت پروژه و امکان اتصال سریع اشاره نمود.

معایب استفاده از تیرهای آهنی در صنایع مختلف

از جمله معایب استفاده از تیرآهن می توان به؛ بروز ضعف در دماهای بالا، امکان ایجاد خردگی و فساد در فلز به سبب حضور عوامل خارجی مخرب، تمایل زیاد قطعات فشاری به کمانش و همچنین جوش نامناسب آنها اشاره نمود.

فرایند و مراحل ساخت قطعات آهنی

برای تولید انواع تیرآهن، از ابزارها و تکنیک های مهندسی ویژه ای استفاده می شود. به طور مثال به کار بردن ابزارهای جوشکاری و نیز تجهیزات کامپیوتری در مراحل ساخت انواع تیرها، هزینه تمام شده و قیمت تیرآهن را تا حد قابل توجهی کاهش می دهد. در ادامه به بررسی جامع تری از مراحل ساخت قطعات آهنی می پردازیم.

• مراحل فرایند تولید

فرایند تولید تیرآهن، از مرحله ذوب شمش در کوره های ذوب آهن شروع شده و تا مرحله بسته بندی و کنترل محصول ادامه می یابد. در اینجا به طور خلاصه، سه مرحله اصلی از خط تولید آهن را ذکر می کنیم.

مرحله اول: ذوب شمش در کوره

پس از استخراج سنگ آهن از معادن، شمش های فولادی از آهن خام به عمل می آیند. با عبور این شمش ها از کوره ای با حرارت بالا( حدود 1100 درجه سانتی گراد )، آنها را به موادی نرم و شکل پذیر تبدیل می کنند. پس از نرم شدن شمش ها، به کمک ابزار رافینگ، شمش های نرم شده کشیده می شوند و در ابعاد خواسته شده شکل دهی می گردند.

مرحله دوم: نورد و شکل دهی تیرآهن

ایجاد و تنظیم بدنه و بال تیرآهن و نیز ارتفاع و میزان ضخامت آن، در این مرحله تنظیم و مشخص می گردد. به این صورت که در دماهای بالاتر از دمای تبلور مجدد ( 1700 سانتی گراد ) فرایند نورد گرم فولاد انجام می شود. فولادی که در این مرحله حرارت داده شده است به راحتی توسط غلتک های خاصی تغییر شکل داده می شود. انواع تیرآهن های I شکل، H شکل و تیرهای به کار رفته شده در خطوط راه آهن، به واسطه این فرایند ساخته می شوند.

مرحله سوم: غلتک تنظیم سایز نهایی

 تنظیم ضخامت های داخلی تیر و نیز ابعاد نهایی آن در این مرحله و با استفاده از غلتک های مورب انجام می شود. می توان گفت که این مرحله به عنوان مرحله پایانی شکل دهی به قطعات فولادی اولیه معرفی می شود. قطعات آهنی تولید شده که دارای بدنه و لبه های ضخیمی نیز هستند، با ابعاد دقیق و استاندارد شده ای طراحی می شوند.

این قطعات آهنی به روش های دیگری نیز تولید می شوند که در زیر به 2 نمونه از این روش ها می پردازیم:

• روش جوشکاری برای تولید انواع تیرآهن

در طی این روش، قطعات آهن مشکی که پیش از این برش داده شده اند، به واسطه ابزارهای جوشکاری به یکدیگر جوش داده شده و یک ساختار یکپارچه را شکل می دهند.

• روش پرچ کردن

روش دیگری که برای ساخت این قطعات آهنی معمولا از آن استفاده می شود، روش پرچ کردن است. در طی این روش سوراخ هایی در ورق های فولادی اولیه یا شمش های فولادی ایجاد شده و سپس این ورق ها با استفاده از پرچ ها به یکدیگر وصل می شوند. محصول نهایی قطعه آهنی است که از ساختار و ابعاد ویژه ای تشکیل شده است.

روش های برش دادن و بسته بندی نهایی تیرهای تولید شده آهنی

پس از تولید قطعات آهنی در ابعاد و اندازه های مشخص شده، نوبت به برش دادن این قطعات می رسد. این قطعات در طول های استاندارد 6 و 12 متری برش داده می شوند. برش 12 متری تیرها در بخش ساخت و ساز انواع ساختمان ها کاربرد فراوانی دارد. به طور کلی برش دهی تیرهای آهنی به دو روش اصلی صورت می گیرد:

• برش به روش کوپال یا سرد

در این روش به کمک ابزاری به نام گیوتین که یک نوع دستگاه ویژه قطع کن است، عمل برش دهی در ابعاد مشخص شده انجام می شود.

• برش به روش برنول یا روش گرم

در این روش از شعله های حاصل از گاز اکسیژن و نیز گاز استیلن به منظور برش دهی قطعات فلزی، استفاده می شود. برش دهی با استفاده از لوله هایی تحت عنوان لوله های برنول صورت می گیرد.

آخرین مرحله تولید تیرآهن، مرحله بسته بندی و کنترل آن است. قبل از انجام عمل بسته بندی، تمامی قطعات تولید شده از لحاظ کیفیت ساخت، ابعاد و اندازه برش، سطح مقطع و شکل هندسی قطعه بررسی و کنترل می شوند. پس از انجام کنترل های نهایی، محصول ساخته شده به منظور بسته بندی روانه مرحله آخر می شود. در این مرحله انواع برچسب های استاندارد بر روی تیرآهن زده شده و کیفیت ساخت آن تایید می گردد.

مواد اولیه و آلیاژهای مورد استفاده شده در مراحل تولید

دیدیم که در اولین مرحله از تولید تیرآهن، شمش های آهنی با قرار گیری در دماهای بالای 1000 درجه سانتی گراد، به قطعاتی نرم و منعطف تبدیل می شوند. شمش های به کار گرفته شده در این مرحله به سه نوع بلوم، بیلت و تختال تقسیم می شوند. در ساخت تیرآهن از انواع بلوم این شمش ها استفاده می شود. بلوم یا شمشه در هنگام ساخت، در مقاطع مربعی و مستطیلی ایجاد می شوند. انواع مستطیلی آن را در ابعاد 320*15 و ابعاد مربعی آن را در اندازه های 100*100 ، 125*125 و 150*150 می توان مشاهده نمود. همچنین طول استاندارد این شمش ها 6 تا 12 متر در نظر گرفته شده است.

حال سوال اصلی این است که جنس این شمش ها از چه ماده ای است؟ زمانی که آهن قراضه یا ضایعات آهنی در کوره های ذوب آهن قرار داده می شوند، از مذاب و شکل گیری آنها شمش هایی حاصل می شود که بعدها در مراحل اولیه ساخت تیرآهن مورد استفاده قرار می گیرند. کیفیت شمش های بلوم به کیفیت ضایعات و آهن قراضه ها بستگی دارد. هر چه کیفیت ساخت شمش ها افزایش یابد، قیمت محصول نهایی نیز که تیرآهن است، تغییر می کند.

از طرفی در ساخت انواع تیرآهن، از آلیاژها و ترکیبات فلزی خاصی استفاده می شود. اصلی ترین و مهم ترین نوع فلزهای به کار رفته در ساخت قطعات آهنی، کربن و فلز آهن است. به منظور بهبود مقاومت و افزایش کشش تیرها از کربن استفاده می شود. باید توجه نمود که بالا رفتن میزان استفاده از کربن در ساخت تیرآهن، قابلیت جوشکاری آن را از بین می برد.

همچنین از آلیاژهایی نظیر کروم نیز به منظور بالا بردن سطح مقاومت قطعات آهنی در برابر انواع خوردگی و زنگ زدگی استفاده می شود. با استفاده 10 تا 27 درصدی از این فلز در ساخت انواع تیرهای آهنی، قابلیت ضد زنگ زدگی در آنها شکل می گیرد. از سویی دیگر برای بهبود خاصیت جوش پذیری تیرها نیز از فلز تیتانیوم استفاده می شود.

از جمله آلیاژهای پر کاربرد دیگری که در ساخت تیرآهن مورد استفاده قرار می گیرد می توان به؛ منگنز، نیکل، فسفر، گوگرد و مس نیز اشاره نمود.

تیرآهن های بال پهن

آشنایی با استانداردهای ساخت تیرآهن

تولید تیرآهن در چند استاندارد خاص و مشخص شده، صورت می گیرد. در ادامه این بخش به بررسی هر کدام از این استانداردها می پردازیم.

• استاندارد اروپا و ایران یا IPE

ویژگی بارز این تیرها ضخامت یکنواخت قسمت بال آنها در نقاط ابتدایی و انتهایی قطعه آهن مورد نظر است. مهندسان ایرانی نقشه های ساختمانی را بر اساس این استاندارد طرح ریزی می کنند. به همین جهت است که از این تیرها به طور گسترده در ساخت انواع ستون ها، نعل درگاه، خرپا و نیز پوشش سقف ها استفاده می شود.

تیرهای وارد شده به داخل کشور نیز اکثرا از این استاندارد هستند. استاندارد IPE در کشورهایی نظیر کره، لهستان، چین و روسیه به طور رسمی تایید شده است.

• استاندارد چین و روسیه یا INP

تولید تیرآهن در این کشورها به طور معمول از این استاندارد پیروی می کند. از مشخصه های اصلی قطعات آهنی تولید شده توسط این استاندارد می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• نازک بودن قسمت ابتدایی بال ها
• ضخیم شدن تدریجی قسمت انتهایی بال ها
• وجود شیب ملایم در ضخامت بال ها

• استاندارد تیر هاش یا IPB

می توان گفت که ضخیم ترین نوع از تیرآهن ها با استفاده از این استاندارد بین المللی تولید می شوند. طول بال ها در این قطعات آهنی ضخامت بیشتری نسبت به استانداردهای تولیدی دیگر دارد. این استاندارد تولیدی خود از نظر وزن به دو شکل سنگین و سبک تقسیم می شود. انواع بال پهن سنگین این قطعات را با علامت اختصاری IPBV نشان می دهیم. از طرفی بال پهن های سبک نیز با علامت اختصاری IPBL شناخته می شوند.

• استاندارد CPE

این نوع از تیرآهن ها که ارتفاع پروفیل ساختمان را تا 27 سانتی متر نیز افزایش می دهند، با نام تیرهای لانه زنبوری نیز شناخته شده اند. از این تیرها به منظور تحمل بارهای نسبتا سنگین و فشارهای خمشی شدید استفاده می شود. با به کار بردن این تیرها در ساخت و ساز ساختمان ها، ارتفاع تیرآهن های به کار رفته شده تا بیش از 1.5 برابر نسبت به تیرآهن های معمولی افزایش می یابد.

مقایسه و اندازه گیری تحمل بار انواع قطعات آهنی

میزان تحمل بار تیرآهن در مقایسه با وزنی که در ساختمان یا سازه به آن اختصاص داده می شود، عدد بسیار بالایی را نشان میدهد. از طرفی این مشخصه به عنوان یکی از مهم ترین عوامل تعیین کننده میزان مقاومت قطعه آهنی به حساب می آید.

محاسبه میزان تحمل بار تیرآهن

به طور معمول از تیرهای آهنی به منظور متعادل ساختن و ایجاد توازن مقاومت قطعه در برابر فشارهای وارده استفاده می شود. به عبارتی دیگر این قطعات آهنی، بار وارد شده بر روی ساختمان را ابتدا به فونداسیون و سپس به زمین انتقال می دهند. از این طریق از حجم فشار کل وارده بر روی اجزای اصلی ساختمان کاسته می شود. از طرفی دیگر قابلیت خنثی کردن ارتعاشات خارجی توسط تیرآهن ها، باعث شده که از این قطعات فلزی به عنوان یکی از رایج ترین مصالح ساختمانی یاد شود.

محاسبه تحمل بار قطعات آهنی

گفتیم که هر کدام از تیرآهن ها ساختار ویژه ای دارند. به طوری که وجود لبه ها و بخش جان تیر در این قطعات آهنی، باعث مناسب سازی این ساختارها برای تحمل بارهای سنگین شده است. از جمله عوامل مهم تاثیر گذار در اندازه گیری میزان تحمل بار یک تیر می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• شرایط تولید قطعه آهنی و رعایت درست اصول استاندارد در ساخت آن
• نحوه قرارگیری تیرآهن در قسمت های تکیه گاه و چگونگی بارگذاری آن
• موقعیت مکانی تیرهای افقی و عمودی به کار رفته شده به عنوان تیرهای اصلی و فرعی

برای محاسبه تحمل بار قطعات آهنی به طور معمول از جدولی تحت عنوان جدول اشتال استفاده می گردد. این جدول به طور کلی شامل مواردی نظیر؛ سطح مقطع ( A )، گشتاور اینرسی ( H )، محیط ( P ) و سایر مشخصات هندسی تیرآهن می باشد.

راهنمای خرید تیرآهن

برای خرید تیرآهن لازم است تا نکاتی را درباره آن بدانید. دانستن این نکات باعث می شود که مناسب ترین نوع از قطعات آهنی را متناسب با نوع سازه خود انتخاب نمایید. همچنین آشنایی با این نکات شما را در رعایت درست و مهندسی شده اصول ساختمان سازی نیز یاری می نماید. چرا که امروزه از انواع تیرها به عنوان متداول ترین مصالح ساختمانی در ساخت قسمت های مختلف یک سازه یاد می شود. بنابراین در این قسمت به بیان نکاتی درباره خصوصیات ظاهری و ساختاری و نیز کاربردی انواع تیرآهن ها می پردازیم.

• نکاتی درباره خصوصیات ظاهری این دسته از پروفیل های فولادی

اگر از استانداردهایی که در مطالب گذشته در مورد انواع تیرآهن ها بیان کردیم، صرف نظر نماییم، می توان گفت که این دسته از مقاطع فلزی به طور کلی در دو دسته بندی I شکل و H شکل قرار می گیرند. به طور مثال از انواع H شکل به طور گسترده در پوشش انواع سقف های ساختمانی استفاده می شود. از طرفی دیگر از انواع کبوتری شکل این مقاطع نیز به سبب مقاومت بالای آن ها در مواردی که نیاز به تحمل بارهای سنگین وجود دارد استفاده می گردد.

• نکاتی درباره خصوصیات ساختاری مقاطع آهنی

انواع مختلف این دسته از قطعات آهنی از دو جز اصلی تشکیل یافته اند. این دو جز عبارتند از؛ بال و جان تیر. به بخش های بالایی و پایین یک تیر، بال تیر گفته می شود که معمولا ضخیم تر است. اندازه بال تیر در مقایسه با جان تیر در حدود نصف این مقدار است. از طرفی جان تیر نیز به عنوان بخش اتصال دهنده بال های تیر به یکدیگر، معرفی می شود. نکته ای که باید به آن توجه داشته باشید این است که اندازه و سایز تیر را از طریق اندازه گیری جان تیر مشخص می کنیم. به طور مثال انواع 12 متری این مقاطع فلزی دارای جان تیری به طول 12 متر می باشند.

از طرفی ضخامت این بخش ها نیز در انواع استانداردهای ساخت مختلف تیر، متفاوت است. به طوری که در استاندارد IPE بال های به شکل پهن طراحی شده اند. بسته به وزن بال ها این نوع از تیرآهن ها را به دو دسته سبک و سنگین نیز تقسیم می کنیم. علاوه بر این در استاندارد INP، ضخامت بال ها متغیر است و با فاصله گرفتن از بخش جان تیر از ضخامت این قسمت ها کاسته می شود.

نکاتی که باید در مورد قیمت تیرآهن بدانید

یکی از موضوعات مهمی که در ارتباط با خرید و فروش و استفاده از تیرآهن ها مطرح است، قیمت این مقاطع آهنی است. عوامل بسیاری بر قیمت تیرهای آهنی تاثیر می گذارند. در این قسمت قصد داریم به بررسی چند عامل مهم در این مورد بپردازیم.

• ضخامت تیرآهن

یکی از مشخصه های اصلی و مهم هر تیرآهنی، ضخامت آن است. ضخامت این قطعات فلزی معمولا متناسب با اندازه طول، عرض و ارتفاع آن ها انتخاب می شود. بنابراین بسته به نوع نیاز، انواع تیرها قیمت های متفاوتی نیز خواهند داشت.

• کیفیت کارخانه تولید کننده

می توان گفت که اصلی ترین عامل تاثیر گذار بر روی قیمت تیرآهن، کیفیت کارخانه تولید کننده است. از این رو لازم است که در هنگام خرید به این مورد توجه ویژه ای شود. با توجه به رقابتی بودن بازار تجهیزات آهنی، کیفیت تولید نقش اساسی در میزان خرید و فروش این کالا دارد. از این رو گفته می شود که کیفیت های بالای تولید، دارای قیمت های بیشتری نیز هستند. در مقابل کیفیت های پایین تولید نه تنها قیمت های پایینی نیز دارند بلکه در اکثر موارد به سبب کیفیت پایین خود کاربرد پذیری کمی نیز دارند. از جمله عوامل مهم تعیین کننده کیفیت میتوان به مواد اولیه با کیفیت و فرایند تولید استاندارد انواع تیرهای آهنی اشاره نمود.

• نوسانات ارزی

از آن جایی که بیشتر مواد اولیه مورد استفاده شده در ساخت انواع تیرآهن ها وارداتی بوده، از همین رو نوسانات ارزی می تواند تغییر دهنده قیمت این کالاها باشد. به طوری که به دنبال کاهش ارزش پول ملی در برابر پول کشورهای خارجی، هزینه تامین مواد اولیه برای تولید تیرها نیز افزایش می یابد.

• وضعیت بورس

از آن جایی که بسیاری از کارخانه های تولید تیرآهن در کشور، در بازار بورس فعال هستند، نوسانات قیمتی در بازار بورس نقش تعیین کننده ای در تعیین قیمت محصولات آهنی و به ویژه تیرهای آهنی و انواع میلگرد دارد.

جمع بندی نهایی

امروزه همگام با پیشرفت صنایع مختلف، استفاده از تجهیزات با مقاومت بالا در ساخت و سازها نیز افزایش یافته است. تیرآهن به عنوان یکی از مهم ترین محصولات تولید شده توسط کارخانجات تولید آهن، بعد از استفاده از قالب بتن و قالب بندی، کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارد. از این قبیل می توان به استفاده از تیرآهن در ساختمان سازی اشاره نمود. به طوری که از آن در بخش های مختلف یک ساختمان به عنوان حفاظ و کنترل کننده بار وارده استفاده می گردد. علاوه بر این از این مقاطع فلزی در صنایع دیگری نظیر کشتی سازی و پل سازی و نیز سد سازی نیز استفاده می شود.

بسته به درجه مقاومت و سختی این پروفیل های فولادی، برای خرید آن ها نیز قیمت های مختلفی در نظر گرفته شده است. توجه به نکات گفته شده در این مقاله می تواند راهنمایی جامع برای شما در بحث خرید انواع تیرهای آهنی باشد.