تیرآهن لانه زنبوری چیست و مشخصات آن

تیر آهن لانه زنبوری چیست؟

آیا تاکنون نام تیرآهن لانه زنبوری را شنیده اید؟ با کاربرد آن آشنایی دارد و نحوه طراحی و مزایا و معایب آن را می‌دانید؟ تیرآهن ها از مهمترین المان های تحمل کننده نیرو در هر سازه فولادی هستند که نقش مهمی در افزایش استحکام ساختمان ها دارند. تیرآهن ها دارای انواع مختلفی مانند تیرآهن IPE(استاندارد اروپا و ایران)، INP(استاندارد چین و روسیه) و تیرآهن IPB (بال پهن) می‌باشند. یکی دیگر از انواع تیرآهن، تیرآهن لانه زنبوری (CPE) ست که در واقع از ایجاد برش های زیگزاگی روی تیرآهن I و جوشکاری مجدد دو تکه تیرآهن به یکدیگر به صورتی که قسمت های برجسته در مقابل یکدیگر و قسمت های توخالی در مقابل یکدیگر قرار بگیرند، ساخته می شود. این نوع تیرآهن در طول جان خود دارای حفره هایی به شکل شش ضلعی یا دایره است که به دلیل شباهتش به لانه زنبور به این نام شناخته می شود. تیرآهن لانه زنبوری میتواند حداکثر لنگر خمشی را تحمل کند و باعث کاهش وزن سازه شود.

تصویر شماره 1 – تیرآهن لانه زنبوری

بنابراین مهمترین هدف از ساخت تیرهای لانه زنبوری بالا بردن توان تنش خمشی به کمک حفره های آن و سبکتر کردن وزن آن نسبت به سایر انواع تیرآهن و انحراف کمتر در اثر نیروهای بادی پرقدرت است.

قیمت تیرآهن در بازار آهن

آنچه در این مقاله خواهید خواند: 

• روش ساخت تیر آهن لانه زنبوری
• مزایای استفاده از تیرآهن لانه زنبوری
• معایب تیرآهن لانه زنبوری
• کاربرد تیر آهن لانه زنبوری
• فرمول محاسبه وزن تیرآهن لانه زنبوری
• تولید کنندگان تیرآهن لانه زنبوری
• خرید تیرآهن لانه زنبوری

روش ساخت تیر آهن لانه زنبوری

روش ساخت تیرآهن لانه زنبوری به این صورت است که ابتدا روی جان تیرآهن نورد شده به کمک شابلن خط انداخته می شود. طراحی خط برش به دو روش پانیر و لیتسکا می تواند انجام شود.

• الگوی برش پانیر: در این الگوی برش ارتفاع نهایی با توجه به ارتفاع تیرآهن مشخص می شود بدین صورت که عرض تیر آهن به 4 قسمت تقسیم می شود شیب اضلاع مورب به گونه ای در نظر گرفته می شود که تانژانت زاویه ای که با خط افق می سازد برابر 2 باشد. به این ترتیب بعد از برش و جوشکاری ارتفاع تیرآهن لانه زنبوری تولید شده 1.5 برابر تیرآهن اولیه خواهد بود.

تصویر شماره 2- الگوی برش پانیر

• الگوی برش لیتسکا: در این روش ارتفاع نهایی تیرآهن با توجه به لنگر خمشی مشخص می شود. لنگر خمشی مقدار نیرویی است که باعث می شود یک تیر خم شود و از حاصل ضرب نیرو در طول محاسبه می شود. پس از محاسبه لنگر خمشی برای یک تیر، مقدار فواصل افقی و عمودی برای شطرنجی کردن تیر محاسبه شده و ترسیم می شود.

تصویر شماره 3 – الگوی لیتسکا

پس از ترسیم الگوی برش به دو روش می توان تیرآهن را برش دارد.

• برش گرم یا برنول: در این روش خطوط برش ترسیم شده، سپس بدنه ی تیر آهن به منظور جلوگیری از تاب برداشتن با چند نقطه جوش بر روی سطح صاف ثابت می شود. برای برش از دستگاه برش برنول (حاصل از سوختن گاز استیلن و اکسیژن) استفاده شده و با دست انجام میگیرد. در ایران بیشتر از این روش استفاده می شود.

• برش سرد یا کوپال: برای برش به روش سرد از دستگاه های اتوماتیک با تیغه مخصوص استفاده میشود. در این حالت به دلیل سرد بودن فرآیند و دخالت نداشتن دست برش ها دقیقتر هستند.

پس از برش کاری، تیرآهن به اندازه یک دندانه جابجا شده به گونه ای که حفره ها مقابل هم و بخش های پر در مقابل یکدیگر قرار بگیرند و سوراخ هایی در طول تیرآهن ایجاد شود. سپس دو طرف تیرآهن به کمک جوشکاری به یکدیگر متصل می شود.

تیر ساخته شده با توجه به حفره هایی که دارد در محل اتصال در مقابل تنش های برشی ضعیف است. برای رفع این نقص حفره ها درمحل اتصال با ورق های تقویتی پر شده و جوش کامل داده می شود. در نوعی از تیرهای لانه زنبوری از ورق واسطه برای جوش دادن دندانه ها استفاده می شود که تیری به مراتب قویتر از تیرهای بدون ورق واسطه ساخته می شود.

در برخی از تیرها نیز یک ورق به ابعاد جان تیرآهن به طور کامل به آن جوش داده می شود که باعث افزایش مقاومت و همینطور وزن تیرآهن میشود.

بیشتر بخوانید: محاسبه تیرآهن مصرفی برای ساختمان یک طبقه

مزایای استفاده از تیرآهن لانه زنبوری

کمان خمشی بیشتر با کمترین تغییر شکل از جمله دلایل زنبوری کردن تیرآهن است. استفاده از تیرآهن لانه زنبوری فواید دیگری نیز دارد. با توجه به تغییر شکلی که در ساختمان تیرآهن لانه زنبوری به وجود آمده است وزن کمتری نسبت به تیرهای مشابه دارد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است.

از فضاهای خالی تیرهای لانه زنبوری می توان برای عبور دادن تجهیزات و لوله های تاسیسات استفاده کرد.

تیرهای لانه زنبوری با مصالح کمتر دارای ارتفاع بیشتری هستند البته در موقع استفاده توجه به استانداردها کاملا ضروری ست در غیر این صورت این خطر وجود دارد که تیر زیر بار خراب شود.

به دلیل مقطع غیر فشرده در مقایسه با سایر مقاطع فشرده، تیرآهن لانه زنبوری مقاومت خمشی بیشتری دارد و سختی آن بیشتر است.

به دلیل وجود قسمت های توخالی وزن سازه کاهش قابل توجهی می یابد. همین کاهش وزن باعث می شود در زمان زلزله ساختمان ایمن تر باشد و عملکرد مناسب تری توام با انعطاف بیشتر از خود نشان دهد.

کمتر بودن وزن تیرهای لانه زنبوری باعث می شود وزن مرده ساختمان کمتر شود و در نتیجه فشار کمتری به سازه های اصلی ساختمان و ستون ها وارد شود.

تیرهای لانه زنبوری می توانند باعث کاهش ارتفاع سقف شوند. در مواقعی که طرح های معماری، محدودیت هایی را به طراحان سازه اعمال می کند، تیرهای لانه زنبوری بهتر از سایر مقاطع می تواند نقش انتقال بار را انجام دهد.

معایب تیرآهن لانه زنبوری

حد تحمل لنگر خمشی تیرآهن های لانه زنبوری بالاتر است و از آن در ستون ها، کف دیواره ها، تیغه های داخلی و. استفاده می شود اما از آن نمی توان به عنوان عضو باربر قاب های خمشی استفاده کرد. همچنین در دهانه های مهاربندی نیز قابل استفاده نیست.

ایجاد حفره در داخل تیرآهن لانه زنبوری باعث کاهش مقاومت برشی تیر در محل اتصال به ستون یا پل می شود بنابراین پوشاندن حفره ها در محل اتصال ضروری ست. برای این کار از ورق های فلزی استفاده می شود.

کاهش خواص و مقاومت فولاد در اثر جوشکاری از دیگر معایب این نوع تیرآهن است که در موقع طراحی و استفاده باید مورد توجه قرار گیرد. ضریب اطمینان و ایمنی تیرآهن های لانه زنبوری نسبت به سایر مقاطع فولادی نیز کمتر است.

به طور خلاصه مزایا و معایب تیرآهن لانه زنبوری را می توانید در جدول زیر مشاهده کنید

کاربرد تیر آهن لانه زنبوری

هدف از ساخت تیر لانه زنبوری این است که با وزن کمتر و خیز نسبتا کم بتواند لنگر خمشی بیشتری را در مقایسه با تیر نورد شده تحمل کند. از تیرآهن لانه زنبوری در اغلب سازه های فولادی استفاده می شود. در مواردی که نیاز به وزن کم و مقاومت خمشی بالا باشد کاربرد این نوع تیر بسیار متداول است. اما همانطور که گفته شد این تیرها با محدودیت هایی نیز همراه هستند. در مبحث 10 مقررات ملی ساختمان اشاره شده است که تیر لانه زنبوری به دلیل ضعف شدید در ظرفیت برشی استفاده از آن در المان های اصلی باربر جانبی ساختمان در قاب های خمشی و همچنین در دهانه های مهاربندی شده با هر نوع مهاربندی همگرا یا واگرا و کلیه دهانه هایی که در مسیر انتقال نیروی زلزله به پایه ساختمان مشارکت دارند مجاز نیست.

نکته ای دیگرکه در موقع طراحی و کاربرد این تیرها باید به آن توجه داشت مقاومت برشی کم آن هاست به همین دلیل نباید در بخش هایی که تحت نیروی برشی زیاد قرار دارند استفاده شوند. در ساختمان ها تیرهای لانه زنبوری اغلب در قاب خمشی کاربرد دارند.

تصویر شماره 4 – کاربرد تیرآهن های لانه زنبوری

فرمول محاسبه وزن تیرآهن لانه زنبوری

در سالن ها و پل ها و سقف هایی که عرض سازه از 8 متر بالاتر است می بایست ارتفاع جان تیرآهن و پهنای آن افزایش یاید و همین مساله می تواند باعث افزایش وزن سازه شود. برای حل این مشکل حفره هایی در داخل جان تیرآهن ایجاد می شود که باعث سبک شدن تیرآهن می شود برای محاسبه وزن تیرآهن لانه زنبوری از فرمول زیر استفاده می شود.

طول تیر لانه زنبوری (متر) * وزن یک متر (بر حسب جدول اشتال) = وزن نهایی تیر لانه زنبوری

جدول اشتال تیر آهن لانه زنبوری

تولید کنندگان تیرآهن لانه زنبوری

از آنجا که تیر آهن لانه زنبوری از مقاطع بسیار پر مصرف در کشور می باشد شرکت های در سال های اخیر اقدام به تولید این نوع تیرآهن نموده اند که به نمونه هایی از آن در زیر اشاره می شود:

• کارخانه ذوب آهن اصفهان
• کارخانه فولاد فایکو
• کارخانه فولاد کوثر اهواز
• کارخانه فولاد یزد
• کارخانه فولاد آریا ذوب
• کارخانه آریان فولاد
• کارخانه فولاد کرمانشاه
• کارخانه فولاد ناب تبریز
• کارخانه فولاد شاهین بناب
• کارخانه فولاد خوزستان
• مشخصات  تیر لانه زنبوری

ابعاد مختلف تیرهای لانه زنبوری با حروف زیر مشخص می شود.

– ارتفاع تیر با حرف h
– عرض بال با حرف b
– ضخامت جان با حرف ts
– ضخامت بال با حرف tg
– سطح مقطع با حرف A
– وزن هر متر با حرف G

وزن هر شاخه تیرآهن لانه زنبوری با توجه به کارخانه تولیدی آن متفاوت است و به مواد اولیه و استاندارد کارخانه بستگی دارد. تیرآهن های لانه زنبوری با سایزهای 140، 160، 180، 200، 220، 240، 270 و 300 میلیمتر در بازار موجود است. هر شاخه 12 متر طول دارد. در ساخت تیرآهن های لانه زنبوری استاندادرهای IPE لحاظ می شود.

خرید تیرآهن لانه زنبوری

قیمت مقاطع فولادی به نرخ ارز، عرضه و تقاضا و قیمت جهانی فولاد وابسته است. همچنین سیاست های اقتصادی داخلی در تعیین قیمت محصولات فولادی بسیار تاثیر گذار است. در مورد تیرآهن لانه زنبوری ضخامت، طول و کارخانه سازنده نیز از عوامل تعیین قیمت است.  با توجه به این موارد  برای دریافت قیمت روز تیرآهن لانه زنبوری می توانید به وب سایت مدیران آهن مراجعه کنید یا با شماره تلفن 03134155 تماس حاصل فرمایید.