کاربرد تیرآهن در ساختمان ‌سازی

تیرآهن چیست؟ تیرآهن یکی از مصالح مهم فلزی است که به عنوان اسکلت اصلی در ساختمان‌سازی به کار می‌رود. این محصول بر اساس ساختمانی که دارد، در اشکال و انواع گوناگونی ساخته شده که هر کدام از آن‌ها مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. در این مقاله، قصد داریم تا ضمن معرفی تیرآهن و آشنایی مختصر با انواع این محصول، کاربرد آن را نیز در ساختمان‌سازی بررسی کنیم. پس تا انتهای این بخش با پیوان همراه باشید. در ضمن امکان اطلاع از قیمت تیرآهن به صورت آنلاین هم در وب‌سایت ما وجود دارد.

تیرآهن چیست؟

تیرآهن، یکی از اصلی‌ترین المان‌هایی است که برای ساخت یک سازه به کار می‌رود. بسته به کاربرد این مقطع در یک پروژه، میزان و اشکال مختلفی از آن در یک ساختمان استفاده می‌شود؛ در نتیجه قیمت پروژه‌های مختلف، برحسب میزان تیرآهن استفاده شده و نوع آن متفاوت است. این امر خود بیانگر اهمیت استفاده از تیرآهن در سازه‌ها و پروژه‌های مختلف صنعتی است.

وظیفه‌ی تیرآهن

مهم‌ترین وظیفه‌ی تیرآهن، تحمل بارهای حاصل از نیروهای برشی و لنگر خمشی است. در حقیقت کاربرد این مقطع در تحمل نیروی وزن خود تیرآهن و همین طور تمام بار وارد شده بر سازه است.

جان و بال تیرآهن

ساختمان تیرآهن متشکل از دو قسمت اصلی به نام‌های جان و بال است. همانطور که پیش‌تر نیز اشاره کرده بودیم، تنوع در مدل‌های تیرآهن، به شکل و فرم جان و بال‌های آن وابسته است. بنابراین با توجه به کاربرد این محصول، باید نوع مناسب آن را انتخاب کرده و در پروژه‌ی خود استفاده کنید.

بیشتر بخوانید: تیرآهن نرمال و معمولی

مراحل ساخت تیرآهن

تیرآهن همانند بسیاری از مقاطع فولادی از طریق فرآیند نورد گرم ساخته می‌شود. برای این منظور شمش‌های فولادی وارد این فرآیند شده و از بین غلتک‌های مخصوصی عبور می‌کنند تا ضمن افزایش طول، ضخامت آن‌ها کاهش یابد. تکرار این فرآیند در چند مرحله باعث رسیدن به طول و ضخامت دلخواه می‌شود. در مجموع برای تولید تیرآهن، شمش فولادی از سه قفسه نورد عبور داده می‌شود:

۱) قفسه ابتدایی: در این قفسه ضمن کاهش ضخامت، طول افزایش می‌یابد.

۲) قفسه میانی

۳) قفسه پایانی: در این دو قفسه با استفاده از غلتک‌های افقی و عمودی شکل و ظاهر مورد نظر در تیرآهن ایجاد می‌شود. در نهایت محصول در ابعاد دلخواه برش می‌خورد.

بیشتر بخوانید: خرید تیرآهن دست دوم

استاندارد استفاده از تیرآهن

انواع استانداردهای مورد استفاده برای ساخت تیرآهن شامل موارد زیر است:

۱. تیرآهن IPE (استاندارد ایران و اروپا)

۲. تیرآهن INP (استاندارد چین و روسیه)

۳. تیرآهن IPB (بال پهن)

۴. تیرآهن CPE (لانه زنبوری)؛ در قسمت بعد به بررسی مشخصات هرکدام از این استانداردها پرداخته‌ایم.

انواع تیرآهن ساختمانی

تیرآهن‌ها با توجه به کاربردهای مختلفی که دارند در گروه‌های متفاوتی قرار گرفته‌اند. رایج‌ترین انواع تیرآهن ساختمانی در بازار ایران، به شرح زیر است:

تیرآهن IPE، نیم‌پهن یا اروپایی: این تیرآهن که یکی از پرکاربردترین انواع این محصول است با نام تیرآهن سبک هم شناخته می‌شود. ضخامت بال‌های این محصول در ابتدا و انتهای آن کاملاً یکسان بوده و به شکل حرف I دیده می‌‌شود.

تیرآهن INP: این نوع تیرآهن که مطابق با استاندارد کشورهای چین و روسیه تولید می‌شود از نظر شکل ظاهر مشابه با تیرآهن نیم‌پهن است؛ اما در این محصول با فاصله‌ گرفتن از جان، ضخامت بال‌ها کاهش می‌یابد.

تیرآهن IPB: بال پهن یا هاش: این نوع تیرآهن از نظر شکل ظاهری مشابه با حرف H است؛ بنابراین طول بال‌ها در این محصول در مقایسه با نوع IPE بیشتر است. برای آشنایی با تفاوت تیرآهن و هاش کلیک کنید.

تیرآهن لانه زنبوری: این محصول که در بازار به نام تیرآهن شبکه هم شناخته می‌شود، دارای حفره‌های توخالی ذوزنقه‌ای شکل مشابه لانه زنبور در طول جان خود است. وجود این حفره‌ها باعث می‌شود که تیرآهن لانه زنبوری در مقایسه با تیر نورد شده‌ی اولیه، لنگر خمشی بزرگ‌تری را تحمل کند. هر کدام از انواع تیرآهن‌های ذکر شده در این قسمت وزن‌های مختلفی دارند که انواع سبک با حرف L و سایر آن‌ها با حرف V مشخص می‌شوند.

بررسی انواع تیرآهن ساختمانی در قالب جدول

نوع تیرآهن	توضیحات
تیرآهن IPE	پرکاربردترین نوع تیرآهن ساختمانی که به شکل حرف I در طراحی ظاهری خود دیده می‌شود و بال‌های آن در ابتدا و انتهای تیر یکسان است.
تیرآهن INP	مشابه با تیرآهن نیم‌پهن اما با کاهش ضخامت بال‌ها در نقاط فاصله‌گیری از جان، تولید می‌شود.
تیرآهن IPB	این نوع تیرآهن دارای بال‌هایی با طول بیشتر و شکل مشابه با حرف H است که در مقایسه با IPE بال‌های آن بیشتر است.
تیرآهن لانه زنبوری	دارای حفره‌های توخالی ذوزنقه‌ای شکل مانند لانه زنبور که باعث افزایش قدرت لنگر خمشی آن می‌شود.
تیرآهن‌های سبک و سنگین	انواع سبک با حرف L و سایر آن‌ها با حرف V مشخص می‌شوند. تفاوت اصلی در وزن و تحمل فشار وزنی آن‌ها می‌باشد.

ویژگی‌های مهم‌ تیرآهن برای کاربرد در ساخت‌وساز

هر محصول، یک سری مشخصات منحصربه‌فردی دارد که باعث می شود از آن در موارد مشخصی استفاده شود. در حقیقت انتخاب گروه محصول موردنظر برحسب تنوع، کاربرد و ویژگی‌ها و تطبیق این دو فاکتور با هم انجام می‌شود. این مسئله در خصوص تیرآهن نیز صدق می‌کند: در نتیجه تیرآهن‌های مختلفی که در بازار ساخته شده‌اند، ویژگی ها و کاربردهای مختلفی دارند. در این بخش قصد داریم تا برخی از برجسته‌ترین ویژگی‌های تیرآهن‌ را برشماریم. دانستن این نکات کمک می‌کند تا تیرآهنی مناسب با کاربرد مورد انتظار در پروژه، انتخاب و خریداری کنید.

• ضخامت مناسب تیرآهن
• تحمل لرزش مناسب تیرآهن
• تنش تسلیم تیرآهن
• کمانش تیرآهن
• تنش تیرآهن

بیشتر بخوانید: تیرآهن صادراتی

کاربردهای تیرآهن

بیشترین کاربرد تیرآهن‌ها با انواع مختلفی که دارند، در پروژه های ساختمان‌سازی است. از این رو، در این بخش قصد داریم تا  ۷ کاربرد تیرآهن در ساختمان‌سازی را بیان کنیم.

۱. کاربرد تیرآهن در ساخت اسکلت سازه های فولادی: اسکلت از مهم‌ترین بخش‌های موجود در یک سازه است که باید مقاومت بالایی داشته باشد. تیرآهن‌هایی که برای ساخت اسکلت فلزی ساختمان کاربرد دارند، شامل انواع تیرآهن‌های اروپایی، تیرآهن‌های بال پهن (معروف به هاش)، تیرآهن‌های نیم پهن و تیرآهن‌های لانه زنبوری هستند.

۲. کاربرد تیرآهن در ساخت کفی‌های ستون و اتصال نبشی به ستون‌ها: از آن جایی که تیرآهن‌ها قابلیت جوشکاری و اجرای اتصالات پیچ را دارند، می توان از آن‌ها به عنوان بستری برای اتصال نبشی و ستون استفاده کرد. در این حالت، تحمل تمام بارهای وارد شده نیز از وظایف تیرآهن خواهد بود. از آن جایی که تیرآهن‌ها قابلیت جوشکاری و اجرای اتصالات پیچ را دارند، می توان از آن‌ها به عنوان بستری برای اتصال نبشی و ستون استفاده کرد. در این حالت، تحمل تمام بارهای وارد شده نیز از وظایف تیرآهن خواهد بود.

۳. کاربرد تیرآهن در ستون‌های ساختمان: تیرآهن‌های بال پهن یا هاش در صورتی که سطح مقطعی نزدیک به مربع داشته باشند در ساخت ستون‌های ساختمان به کار می‌روند.

۴. کاربرد تیرآهن به عنوان شاه تیر (تیرهای اصلی): به المان‌های افقی موجود در سازه‌های فولادی، تیر گفته می شود. تیرآهن‌ها را می توان به صورت افقی روی ستون‌ها قرار داد و با کمک نبشی بین بال تیرآهن و ستون، آن را محکم نگه داشت. به این نحوه‌ی اتصال، شاه تیر گفته می‌شود. برای آشنایی با انواع پروفیل ساختمان کلیک کنید.

۵. کاربرد تیرآهن در ساخت خرپا: از انواع مختلف تیرآهن می توان برای ساخت خرپا استفاده کرد. این مدل، برای ساخت تیرهای تراس، سقف، سوله و… هم کاربرد دارد.

۶. کاربرد تیرآهن به عنوان تیرهای میانی: تیرآهن میانی، از شاه تیر کوچک‌تر است و به عنوان تیرآهن کوچک شناخته می‌شود. این تیرهای میانی در بالا و پایین تیرها و تیرآهن‌ها قرار گرفته و کمک می‌کنند تا فشار و نیروی زیادی از طرف تیرآهن قابل دریافت باشد.

۷. کاربرد تیرآهن به عنوان تیرهای باریک کرومیت: تیرهای کرومیت از تیرک باریک‌تر اما طویل‌تر هستند. این تیرها دارای یک سطح نشیمنگاه بوده که بر روی تیر اصلی قرار گرفته و محکم می شوند.

جدول کاربردهای تیرآهن

کاربرد تیرآهن	توضیحات
ساخت اسکلت سازه های فولادی	استفاده از تیرآهن‌های اروپایی، بال پهن (هاش)، نیم پهن و لانه زنبوری
ساخت کفی‌های ستون و اتصال نبشی به ستون‌ها	تیرآهن‌های جوشکاری شده جهت اتصال نبشی و ستون‌ها
ساخت ستون‌های ساختمان	استفاده از تیرآهن‌های بال پهن یا هاش با سطح مقطعی نزدیک به مربع
شاه تیر (تیرهای اصلی)	استفاده از تیرآهن‌ها به صورت افقی بر روی ستون‌ها با کمک نبشی
ساخت خرپا	استفاده از تیرآهن در ساخت تیرهای تراس، سقف، سوله و…
تیرهای میانی	استفاده از تیرآهن میانی در بالا و پایین تیرها و تیرآهن‌ها
تیرهای باریک کرومیت	استفاده از تیرهای کرومیت برای بارهای سبک‌تر با سطح نشیمنگاه

 

کاربرد سایزهای مختلف تیرآهن

سایزهای مختلف تیرآهن به دلیل مشخصات و ویژگی‌های متفاوت در پروژه‌های مختلفی استفاده می‌شوند. کاربرد این محصولات به صورت زیر است:

کاربرد تیرآهن سایز ۱۲

وزن این تیرآهن به ازای هر متر بین ۱۰.۴ تا ۲۶.۸ کیلوگرم متغیر بوده و در ساخت سقف، ستون و تیر استفاده می‌شود.

کاربرد تیرآهن سایز ۱۴

تیرآهن ۱۴ یکی از پرکاربردترین انواع این محصول است که وزن آن بین ۱۲.۹ تا ۳۳.۷ کیلوگرم متغیر بوده و در ساخت ستون، خرپا، نعل و تیر استفاده می‌شود. جالب است بدانید که تیرآهن ۱۴ در بیشتر کارخانه‌های داخلی تولید شده و به بازار عرضه می‌شود.

کاربرد تیرآهن سایز ۱۶

به‌کارگیری استانداردهای متفاوت در ساخت این محصول باعث شده تا وزن آن در هر متر بین ۱۵.۸ تا ۴۱.۶ کیلوگرم متغیر باشد. از تیرآهن ۱۶ به صورت گسترده در ساخت خرپا، نعل، تیر در پوشش سقف و پل لانه زنبوری استفاده می‌شود.

کاربرد تیرآهن سایز ۱۸

در ساخت این تیرآهن از استانداردهای IPE، INP و IPB استفاده شده و وزن هر متر آن بین ۱۸.۸ تا ۴۹.۱ کیلوگرم متفاوت است. کاربرد تیرآهن ۱۸ مشابه تیرآهن‌های ۱۴ و ۱۶ است؛ با این تفاوت که به علت وزن بیشتر، در سازه‌های بزرگ و سنگین به کار می‌رود.

کاربرد تیرآهن سایز ۲۰

یکی از رایج‌ترین سایزهای موجود بوده که توسط کارخانه‌های مختلفی تولید و به بازار عرضه شده است. وزن هر متر تیرآهن ۲۰ بین ۲۲.۴ تا ۶۰ کیلوگرم متغیر است و در سازه‌های بزرگ و طبقات پایینی ساختمان‌ها استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید: مراحل صدور مجوز ساخت و ساز

جدول کاربرد تیرآهن بر اساس سایز

سایز تیرآهن	وزن هر متر (کیلوگرم)	کاربرد
۱۲	۱۰.۴ تا ۲۶.۸	ساخت سقف، ستون، تیر
۱۴	۱۲.۹ تا ۳۳.۷	ساخت ستون، خرپا، نعل، تیر
۱۶	۱۵.۸ تا ۴۱.۶	ساخت خرپا، نعل، تیر، پوشش سقف، پل لانه زنبوری
۱۸	۱۸.۸ تا ۴۹.۱	ساخت خرپا، نعل، تیر
۲۰	۲۲.۴ تا ۶۰	ساخت سازه‌های بزرگ و طبقات پایینی ساختمان‌ها

 

مزایای استفاده از تیرآهن

استفاده و بهره‌گیری از هر مقطع و محصول فولادی به دلیل مزایا و ویژگی‌هایی است که کاربرد این محصول به ارمغان می‌آورد. بنابراین باید پرسید که مزایای استفاده از تیرآهن در چیست؟ و این محصول فولادی پرمصرف با چه هدفی در کارخانه‌های داخلی و خارجی تولید می‌شود.

• امکان استفاده از تیرآهن در ارتفاع زیاد
• امکان استفاده از تیرآهن برای اتصال چند قطعه به هم
• امکان توسعه‌ی سازه‌های ساخته شده با تیرآهن حتی پس از اتمام پروژه
• نصب و اجرای سریع
• استحکام بالای تیرآهن و مقاومت خوب آن
• مقرون‌به‌صرفه بودن
• کاهش فضای اشغال شده در ساختمان و امکان ایجاد فضای داخلی مفید بیشتر برای ساکنان

معایب استفاده از تیرآهن

در کنار مزایایی که استفاده از تیرآهن موجب به‌‎کارگیری آن در سازه‌های مختلف می‌شود، در ادامه به برخی از معایب محدود تیرآهن اشاره شده است.

• ضعف در به کارگیری تیرآهن در دماهای بالا (به خطر افتادن تعادل ساختمان در صورتی که دمای اسکلت از 500 به 600 تغییر یابد.)
• خورده شدن و کاهش ابعاد تیرآهن در شرایط جوی نامناسب
• ضعف در استفاده از تیرآهن به دلیل تمایل آن به کمانش

بررسی مزایا و معایب استفاده از تیرآهن

مزایا	معایب
1. امکان استفاده در ارتفاع زیاد	1. ضعف در به کارگیری در دماهای بالا
2. امکان اتصال چند قطعه به هم	2. خورده شدن و کاهش ابعاد در شرایط جوی نامناسب
3. توسعه‌پذیری سازه‌ها	3. ضعف در استفاده در دماهای بالا
4. نصب و اجرای سریع	4. تمایل به کمانش
5. استحکام و مقاومت بالا
6. مقرون‌به‌صرفه بودن
7. کاهش فضای اشغال شده

 

جمع‌بندی

همانطور که در این مطلب به آن اشاره کردیم، کاربرد اصلی تیرآهن تحمل تنش‌های حاصل از لنگر خمشی و نیروهای برشی است. بنابراین کسب اطلاعات لازم در مورد انواع این محصول در زمان انتخاب مقاطع مناسب برای پروژه، اهمیت بالایی دارد. شما می‌توانید برای انتخاب بهترین تیرآهن و مشاوره در این مورد از طریق شماره ۴۵۱۷۱ با کارشناسان پیوان تماس بگیرید.