تیرآهن لانه زنبوری چیست؟
تیرآهن های لانه زنبوری یا CPE دسته ای از تیرآهن ها هستند که در جان آن ها حفره هایی (معمولا به شکل شش ضلعی) وجود دارد و از آنجا که این شش ضلعی ها شبیه به لانه ی زنبور هستند این گروه از تیرها به این نام شناخته می شوند.
در تصویر زیر می توانید نمونه ای تیرآهن لانه زنبوری را مشاهده کنید.
تصویر شماره ۱ – تیرآهن لانه زنبوری
ساخت تیرهای لانه زنبوری به این صورت است که ابتدا جان تیرآهن به صورت زیگزاگ برش داده می شود و سپس تیرآهن های برش داده شده جابجا شده به گونه ای که برآمدگی ها روی هم قرار بگیرند. با انجام این کار یک حفره روی جان تیرآهن ایجاد می شود. در انتها با انجام جوشکاری تو نیمه ی تیر بهم متصل می شوند.
تیرآهن های لانه زنبوری به دلیل می توانند ممان خمشی بشتری را با خیز نسبتا کم و وزن کمتر در مقایسه با سایر انواع تیرها تحمل کنند. به همین دلیل استفاده از آنها بسیار رواج دارد.
آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:
مزایای تیرآهن لانه زنبوری
از دیگر مزایای تیرهای لانه زنبوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- از فضاهای خالی که در جان تیرآهن ایجاد می شود می توان برای عبور دادن تاسیسات برقی و ساختمانی استفاده کرد.
- تیرهای لانه زنبوری ارتفاع بیشتری در مقایسه با تیرهای مشابه دارند.
- به دلیل وجود حفره در جان، این تیرآهن ها در مقایسه با تیر هم ارتفاع مشابه وزن کمتری دارند.
- از نظر اقتصادی مقرون به صرفه ترند.
- مقاومت خمشی تیر افزایش یافته و سختی آن بیشتر می شود.
- باعث کاهش وزن سازه می شوند.
مزایای فوق و همچنین برخی مزایای دیگر باعث شده است تا طراحان علاقه زیادی به استفاده از تیرهای لانه زنبوری داشته باشند البته استفاده از تیرهای لانه زنبوری مورد انتقاد مهندسان نیز قرار دارد.
بیشتر مطالعه کنید: هدف از ساخت تیرآهن لانه زنبوری
تصویر شماره ۲ - استفاده از تیرآهن لانه زنبوری
معایب تیرآهن لانه زنبوری
اما معایب تیرهای لانه زنبوری چیست و چرا مهندسان استفاده از آن را در همه موارد توصیه نمی کنند؟
ساخت تیرهای لانه زنبوری عموما در کارگاه انجام می شود و در این صورت لازم است تا عملیات ساخت توسط نیروی کار ماهر انجام شود. در صورتیکه استانداردهای لازم به خصوص در زمان برش کاری و جوشکاری رعایت نشود احتمال اینکه تیر نتواند نیروهای وارد شده را تحمل کند بسیار بالا خواهد بود.
از جمله مواردی که در خصوص تیرهای لانه زنبوری مطرح است بحث جوشکاری این تیرهاست. همانطور که گفته شد تیر نیمه ی تیر لانه زنبوری از طریق جوشکاری و عموما به صورت کارگاهی بهم متصل می شوند. جوشکاری سرتاسری بر روی این تیر باعث می شود تا خواص فولاد و مقاومت آن تحت تاثیر قرار بگیرد چرا با هر جوشکاری درجه حرارتی در حدود ۴۰۰۰ درجه سانتیگراد به تیر وارد می شود که خواص مکانیکی و دانه بندی فولاد در ناحیه جوش را تغییر می دهد. بنابراین توصیه می شود تا حد امکان از تیرهایی که به صورت کارخانه ای تهیه شده اند استفاده شود.
وجود حفره در جان تیر لانه زنبوری باعث می شود تا تنش های برشی در محل اتصال تیر به ستون یا اتصال تیر به تیرهای فرعی را افزایش دهد. به همین دلیل لازم تا به کمک ورق های تقویتی حفره های فلزی در محل اتصال به درستی پر شوند. اتصال این نوع ورق خود نیازمند انجام جوشکاری ست که تنش های حرارتی را به تیر وارد می کند.
از مشکلات تیرهای لانه زنبوری مساله لهیدگی ست که می تواند در محل تمرکز بار یا در نزدیکی تکیه گاه اتصال تیر به سایر قسمت ها به وجود بیاید.
نتیجه گیری
طبق آیین نامه جدید فولاد استفاده از تیرهای لانه زنبوری در قاب های خمشی ممنوع است. استفاده از تیرآهن های لانه زنبوری نیز مانند سایر مقاطع نیازمند رعایت اصول و مقرراتی ست که توسط مراجع قانون گذار تدوین شده است. در صورتی که از دستور العمل های موجود پیروی شود محدودیتی در استفاده از تیرهای لانه زنبوری وجود نخواهد داشت.