کاربرد تیرآهن در ساختمان سازی

در دنیای ساخت‌وساز، جایی که ایمنی، دوام و استحکام حرف اول را می‌زنند، تیرآهن به‌ عنوان قلب تپنده اسکلت فلزی ساختمان شناخته می‌شود. از برج‌های سر به فلک کشیده گرفته تا سازه‌های مسکونی و صنعتی، حضور تیرآهن تضمین‌کننده پایداری و مقاومت در برابر بارهای سنگین و نیروهای جانبی است. این مقطع فولادی، نه تنها نقش مهمی در استحکام سازه دارد، بلکه امکان اجرای طرح‌های معماری جسورانه و مدرن را نیز فراهم می‌کند. در واقع، وظیفه اصلی تیرآهن، انتقال بار از تیر فرعی به ستون است. شناخت کاربردها و مزایای تیرآهن به ما کمک می‌کند تا با دیدی آگاهانه‌تر، انتخاب‌های مهندسی بهتری داشته باشیم و ساختاری ایمن‌تر و بادوام‌تر بسازیم. با ما برای آشنایی با کاربرد تیرآهن در ساختمان سازی همراه شوید.

مقدمه ای بر بررسی کاربرد تیرآهن در ساختمان سازی

قبل از معرفی تیرآهن، نیاز است توضیح مختصری از تیرآهن بدهیم. تیر، قطعه یا محصولی است که به شکل افقی با هدف تحمل بارهای ثقلی در سازه قرار می‌گیرد و تیرآهن هم به تیری گفته می‌شود که توسط فرآیند نورد گرم از فولاد با مقطع عرضی مشخص تولید می‌گردد. هر تیرآهن یک قسمت میانی به نام جان دارد که دولبه موازی بر هم یا همان بال را به هم متصل می‌کند. بال‌ها در مقابل گشتاور خمشی از خود مقاومت نشان می‌دهند و جان‌ها در برابر نیروهای برشی مقاومند. بر اساس استانداردهای جهانی، تیرهای آهنی از فولاد در سه گرید st44 ،st37 و st52 تولید می‌شوند.

معرفی انواع تیرآهن موجود در بازار آهن

قبل از معرفی کاربرد تیرآهن، ابتدا باید با انواع آن آشنایی پیدا کنیم و آن‌ها را بشناسیم؛ انواع تیرفولادی را بر اساس محل استفاده می‌توان به صورت زیر دسته‌بندی کرد:

• تیرهای فرعی
• تیرهای طولی
• تیرهای اصلی
• تیرهای کف
• نعلی درگاه ها
• شاه تیر

مدل دیگر دسته‌بندی تیرآهن‌ها، دسته‌بندی بر اساس استاندارد تولیدی آن‌هاست که به چهار دسته زیر تقسیم می‌شوند:

• تیرآهن IPE: همان تیرآهن اروپایی است که ظاهری شبیه به حرف I انگلیسی دارد و ضخامت جان و بال آن برابر است.
• تیرآهن INP: این تیرآهن بر اساس استاندارد کشور روسیه و چین تولید می‌شود. شبیه به نوع قبلی است با این تفاوت که ضخامت بال‌ها هر چه به جان نزدیک می‌شوند، افزایش می‌یابد.
• تیرآهن IPB: این تیرآهن مقطعی شبیه به حرف H دارد و به تیرآهن بال‌پهن معروف است؛ طول بال‌های آن نسبت به دو تیرآهن قبلی بزرگتر است.
• تیرآهن CPE: تیرآهن لانه زنبوری در واقع همان تیرآهن معمولی و نرمال است، ولی در طول جان آن، حفره‌هایی شبیه به لانه زنبور وجود دارد.

دلیل استفاده از تیرآهن در ساختمان سازی چیست؟

از آنجایی که تیرآهن استحکام کافی و مقاومت قابل قبولی دارد؛ وظیفه انتقال بار ساختمان و فشار به ستون را به خوبی انجام می‌دهد. به این صورت که تیرهای فرعی به اصلی متصل می‌شوند و انتقال بار به ستون انجام می‌گیرد. انتخاب نوع و تعداد تیرآهن مصرفی بسته به نوع سازه و طراحی آن توسط مهندس سازه تعیین می‌گردد.

مهمترین نکات مربوط به تیرآهن ساختمانی کدامند؟

کاربرد انواع تیرآهن در ساختمان سازی

تیرآهن‌هایی که پیش‌تر معرفی شد، هر کدام شکل ظاهری و خواص مکانیکی متفاوتی دارند. از همین رو، در موقعیت‌های مختلفی از آن‌ها استفاده می‌شوند؛ در زیر به معرفی کاربردهای هرکدام می‌پردازیم:

تیرآهن IPE: این محصول به دلیل مقدار جرمی که بال های آن دارند از راندمان مقاومتی بیشتری برخوردار است. تیرآهن IPE به تیرآهن معمولی معروف است و در ایران به وفور از آن استفاده می‌شود. دلیل اینکه این محصول، پراستفاده‌ترین تیرآهن در ساختمان‌سازی است، این است که سازه‌های موجود در ایران بر اساس استانداردهای اروپایی طراحی می‌شوند. یکی دیگر از دلایل محبوبیت این تیرآهن در شکل‌گیری خرپا و پل لانه زنبوری در سقف سازه است.

تیرآهن INP: امروزه مصرف این تیرآهن نسبت به نوع قبلی خیلی کمتر است، زیرا صرفه اقتصادی ندارد. این نوع تیرآهن زمانی که به عرض بال کمتری نیاز است استفاده می‌شود؛ یا زمانی که نیاز به نیروی برشی بالایی وجود داشته باشد یا در موقعیت‌هایی که نیاز به استفاده از تیرآهنی است که نیاز به ضخامت زیاد بال در مجاورت جان باشد، به کار گرفته می‌شود. تیرآهن INP از قدیمی‌ترین تیرآهن‌های نورد شده در صنعت است.

تیرآهن IPB: برای کنترل نیروهای برشی و لنگر خمشی، این تیرآهن پر کاربرد ترین محصول است. بیشتر این محصول در سوله‌ها، مجتمع تجاری‌های بزرگ و غیره استفاده می‌شود.

تیرآهن CNP: تیر لانه زنبوری در موقعیت‌هایی استفاده می‌شود که دهانه تیر زیاد و بار وارده کم باشد. همچنین برای پوشش سقف و کف هم استفاده می‌شود.

کاربرد هر سایز تیرآهن چیست؟

ارتفاع استاندارد تیرآهن 80 تا 600 میلی‌متر است، ولی در ایران تیرآهن از سایز 120 الی 320 میلی‌متر یا همان سایز 12 الی 32 تولید و به بازار عرضه می‌شود. در ادامه کاربرد سایزهای پرمصرف تیرآهن به صورت مختصر آورده شده است.

• کاربرد سایز 12: مورد استفاده در ساخت ستون، تیر و پوشش سقف
• کاربرد سایز 14: همانند قبلی در ساخت ستون، تیر و پوشش سقف، تولید تیرآهن لانه زنبوری برای ساخت پل
• کاربرد سایز 16: در ساخت خرپا، نعل، تیر در پوشش سقف و ساخت پل لانه زنبوری
• کاربرد سایز 18: مورد استفاده در سازه‌های سنگین
• کاربرد سایز 20: کاربردی در ساختمان‌های عظیم، به دلیل برخورداری از وزن بالا در طبقات زیرین سازه استفاده می‌شود

کاربرد تیرآهن در بخش های مختلف ساختمان

در ادامه بیشترین موارد کاربرد تیرآهن در هر بخش از سازه به صورت کلی آورده شده است.

استفاده از تیرآهن در اسکلت سازه فولادی:

استفاده از تیرآهن برای تأمین مقاومت اسکلت سازه ضروری است. از انواع تیرآهن‌هایی که پیش تر معرفی شد، می‌توان برای این منظور استفاده نمود.

استفاده از تیرآهن در کفی ستون:

از آنجایی که تیرآهن فولادی قابلیت برش و جوشکاری دارد، از آن می‌توان برای صفحات کفی ستون و صفحات فولادی استفاده نمود. کاربرد صفحات کفی ستون، اتصال نبشی به ستون است و به دلیل اینکه ضخامت‌های مختلفی دارند، تیرآهن به عنوان بستری عمل می‌کند که می‌تواند نبشی و ستون را به خوبی حفظ و تمام بار وارده را تحمل کند.

استفاده از تیرآهن کرومیت در تیر اصلی:

این تیرآهن‌ها از تیرک‌ها باریک‌تر هستند، اما طول آن‌ها بلندتر است. به همین علت به تیر باریک معروفند. تیرآهن کرومیت دارای یک سطح نشیمنگاه است که روی تیر اصلی جا می‌روند و محکم می‌شوند.

استفاده از تیرآهن در ستون ها:

اگر تیرآهن با بال پهن یا همان هاش با مقطع تقریبا مربع داشته باشیم، می‌توانیم از آن به عنوان ستون استفاده کنیم. ویژگی این محصول این است اگر ساختمان بیش از یک طبقه باشد، می‌توان از تیرآهن به عنوان ستون یکپارچه استفاده کرد، به طوری که طول ستون باید به گونه‌ای باشد که از سقف طبقه بالا بیرون زده باشد تا ستون طبقه بعدی به آن متصل شود.

استفاده از تیرآهن شاه تیر در ستون‌ها:

قسمت افقی سازه فولادی به تیر معروف است. تیرها روی ستون‌ها توسط پلیت به یکدیگر متصل می‌شوند. علاوه بر آن، این محصول می‌تواند به عنوان شاه تیر به ستون‌ها متصل شود. این نحوه اتصال، تیرک‌های میانه هر طبقه را نگه می‌دارد.

استفاده از تیرک میانی به عنوان تیرآهن کوچک:

تیرک میانی را به عنوان تیرآهن کوچک می‌شناسند. این تیرک‌ها از شاه تیرها و ستون‌ها از لحاظ ابعاد کوچکترند. تیرک‌ها در بالا و پایین تیرآهن‌ها قرار می‌گیرند تا بتوانند فشار و نیروی زیادی را تحمل کنند. تیرک‌ها باعث می‌شوند که بار به شاه تیرها و از شاه تیرها به ستون‌ها انتقال داده شود تا نیرو به صورت عمودی منتقل شود.

استفاده از تیرآهن به عنوان خرپا:

از این محصول، برای ساخت خرپا نیز استفاده می‌کنند. تیرهای تراس را مانند خرپا در کنار هم قرار می‌دهند تا در ساخت سقف سوله، انبار و غیره استفاده شود.

کاربرد تیرآهن در پل سازی

در صنعت پل سازی، بیشتر از تیرآهن هاش سنگین و لانه زنبوری به دلیل برخورداری از مقاومت بالا استفاده می‌شود. گفتنی است پل‌هایی که با تیرآهن ساخته می‌‍‌شوند، مقاومت زیادی دارند.

استفاده از تیرآهن در پالایشگاه

در پالایشگاه‌ها سازه‌های ساخته شده از طول زیادی برخوردارند. از همین رو، استفاده از تیرآهن هاش در پالایشگاه رایج است. تیرآهن هاش به دلیل سطح مقطع متفاوت مقاومت زیادی در برابر نیروهای برشی و خمشی از خود نشان می‌دهد.

استفاده از تیرآهن چه مزایایی را به همراه دارد؟

بهره‌گیری از تیرآهن در صنایع مختلف از مزایای زیادی برخوردار است که در ادامه به هر کدام از آن‌ها می‌پردازیم:

• در ارتفاع زیاد کاربرد دارد

• امکان اتصال چند قطعه به یکدیگر را فراهم می‌کند

• امکان توسعه سازه بعد از اتمام پروژه وجود دارد

• اجرای و نصب آن سرعت بالایی دارد

• مقاومت و استحکام بالایی دارد

برای کسب اطلاعات کامل در مورد معایب و مزایای تیرآهن می توانید مقاله زیر را مطالعه کنید:

مزایا و معایب تیرآهن چیست؟

کلام آخر

در این مقاله، به طور مفصل به کاربردهای هر نوع تیرآهن پرداختیم؛ به طور کلی باید گفت علاوه بر اینکه تیرآهن استحکام و مقاومت کافی برای تحمل بارهای وارده دارد، اجرا و نصب آن زمان کمتری می‌گیرد. ولی با تمام مزایایی که دارد، استفاده از آن خطراتی به دنبال دارد، همانند مقاومت تیرآهن در برابر آتش‌سوزی کم است و امکان ایجاد فاجعه وجود دارد. از طرفی، مقاومت آن در برابر خوردگی توسط عوامل خارجی کم است. اگر تیرآهن را برای کاربرد خاصی می‌خواهید همین الان با شماره ۰۳۱۳۴۱۵۵ مشاوران مدیران آهن تماس بگیرید.

تماس با مدیران آهن