انواع تیرآهن + کاربرد و روش تولید

تیرآهن یکی از پر استفاده ترین مقاطع فولادی است که به 2 صورت ( I ) و (H) موجود می باشد و در مصارف ساختمانی و صنعتی کاربرد دارد. مهمترین وظیفه آن تحمل باری است که به ساختمان وارد می شود. به نحوی که اگر تیرآهن نبود، اسکلت ساختمان شکل نمی گرفت. در این مقاله قصد داریم به بررسی مشخصات تیرآهن و انواع آن بپردازیم با ما همراه باشید.

تیرآهن چیست

همانطور که قبلا ذکر شد تیرآهن یکی از مهمترین محصولات فولادی است که نقش اصلی آن تحمل فشار و تنش های ناشی از لنگر خمشی و نیروهای برشی است و غالبا در ساخت و ساز کاربرد دارد. تیرآهن اغلب با فرایند نورد گرم تولید می شود.

تیرآهن شامل دو قسمت جان و بال است. در واقع جان همان قسمت اصلی است و به گوشه های کناری تیر، بال گفته می شود.

تاریخچه تیرآهن

در سال های 1730 تا 1830 در انگلستان در صنعت فولاد اختراعاتی صورت گرفت که به موجب آن کشور انگلستان به بهترین های این صنعت تبدیل شد. در ادامه محصولات فولادی متنوعی تولید و مورد استفاده قرار گرفت.

از آن زمان به بعد آهن آلات به عنوان جایگزین چوب و سنگ بکار گرفته شدند. تولید و رشد تیرآهن در سال 1900 به سرعت پیشرفت کرد.

تاریخچه تولید تیرآهن بال پهن (که با نام IPB یا H نیز شناخته می شود) در ابتدا به شرکت (Bethlehem) باز می گردد. تولید تیرآهن از موفقیت های مهم این شرکت محسوب می شود.

قبل از تولید و گسترش IPB، تیرآهن I در بازار وجود داشت و در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گرفت اما تولید و گسترش این تیرآهن در بازار در ابتدای قرن بیستم کمک شایانی به مهندسین ساخت و ساز کرد و منجر به انقلابی در صنعت فولاد شد.

انواع تیرآهن و مشخصات آن

تیرآهن ها دارای تنوع زیادی هستند که با توجه به طرح و موارد مصرف، در صنعت های مختلفی استفاده می شوند.

در ادامه مطالب به توضیح انواع مختلف آن و مشخصات هر کدام خواهیم پرداخت.

انواع استاندارد تیرآهن به 4 دسته تیرآهن INP، IPE، IPB و CNP تقسیم و هر کدام با هدف خاصی تولید شده‌اند.

تیرآهن IPE

IPE که تحت عنوان تیرآهن معمولی معروف است، از نظر طرح ظاهری مانند حرف لاتین ( I ) می باشد. از ویژگی های این تیرآهن می توان به یک اندازه بودن بال در ابتدا و انتهای آن اشاره کرد.

همچنین IPE یک ضخامت ثابت دارد. IPE تولید شده در ایران مانند سایر مقاطع فولادی از استاندارد اروپا تبعیت می کند و از محصولات پرطرفدار به حساب می آید.

تیرآهن INP

در توضیح INP می توان به این مورد اشاره کرد که تولید آن بر اساس استاندارد دو کشور چین و روسیه است. طرح ظاهری آن مانند مورد قبلی شبیه به حرف ( I ) است.

این دو تیرآهن از نظر طرح ظاهری شباهت زیادی به یکدیگر دارند و برای درک تفاوت آن دو دقت زیادی لازم است. برای بیان تفاوت آن ها می توان به این نکته اشاره کرد که با فاصله گرفتن از جان تیرآهن، میزان ضخامت بال آن کم می شود.

تیرآهن IPB یا هاش

طرح ظاهری این تیرآهن پر مصرف مانند حرف (H) لاتین است. چون طول بال آن در مقایسه با تیرآهن معمولی زیادتر است، با نام بال پهن نیز معروف می باشد. هاش در مقابل نیروهای وارد شده، مقاومت بسیار زیادی دارد. به همین خاطر در صنایع گوناگون مانند اسکله و کشتی سازی بسیار پرمصرف است.

این تیرآهن به دو مدل : سبک (HE-A) و سنگین (HE-B) دسته بندی می شود. که مدل سنگین ضخامت بالاتری نسبت به مدل سبک آن دارد.

تیرآهن لانه زنبوری

نام دیگر آن تیرآهن شبکه است. لانه زنبوری برای اولین بار به وسیله شخصی به نام هورتن کشف شد. علت نام گذاری اش به تیرآهن لانه زنبوری به خاطر ظاهر آن است. چنانچه از روبرو به آن نگاه کنیم، در داخل جان هایش چند ضلعی هایی شبیه به کندو زنبور مشاهده می کنیم.

انواع سایز تیرآهن

انواع سایز تیرآهن شامل تیر 12، 14، 16، 18 و 20 می باشد که هر کدام بر اساس نوع مصرف و پروژه ساخت و ساز به کار گرفته می شوند.

اغلب کاربرد تیرآهن ها به منظور اسکلت بندی ساختمان ها، انواع سازه ها، پل ها و … می باشد. در واقع تیرآهن ها به منظور جلوگیری از فروریختن سازه ها استفاده می شوند.

در بین انواع سایزها، تیرآهن 14 معروفترین و پرکاربردترین نوع می باشد.

مزیت استفاده از تیرآهن چیست

• سرعت بالا در نصب
• در ارتفاع بالا مصرف دارد
• بعد از پایان سازه فلزی امکان توسعه وجود دارد
• استفاده در سازه های فلزی به جهت متصل کردن قطعات

نحوه تولید تیرآهن

برای تولید تیرآهن از فرایند نورد گرم استفاده می شود یعنی تا آنجا به فلز حرارت می دهند که به مرحله ذوب و نرم شدگی برسد.

برای تولید تیرآهن در گام اول شمش درون کوره های مخصوص، حرارت داده می شود. تا به درجه حرارت مورد انتظار برسد. سپس با گذر از مجموعه غلتک ها مقطع آن کم شده و طول آن زیاد می شود. در گام نهایی با گذر از نورد میانی و انتهایی، شکل تیرآهن به وجود آمده و در سایزهای مورد نظر برش داده می شود.

کاربرد تیرآهن

• استفاده در کفی ستونی و سقف ها
• استفاده برای ساخت خرپا و سقف سوله و انبار
• اصلی ترین مورد استفاده در ستون اسکلت فلزی ساختمان است
• استفاده تحت عنوان تیرهای اصلی. (تیرآهن ها به ستون ها وصل و تیرک میانه هر طبقه را حفظ می کند)

جدول استاندارد تیرآهن

سازمان ملی استاندارد ایران برای کلیه تیرآهن های مختلف، تاکنون 6 فایل استاندارد تهیه کرده است. در جدول استاندارد تیرآهن زیر  شماره ها و سال تدوین آن ها ذکر شده است.

جدول استاندارد تیرآهن
ردیف	شماره استاندارد	محصول موردنظر	سال تدوین
1	13779	تیرآهن‌های گرم نوردیده بال‌پهن موازی سنگین	1390
2	13781	تیرآهن‌های گرم نوردیده بال‌پهن موازی سبک	1390
3	14484	تیرآهن‌های گرم نوردیده بال‌پهن موازی با وزن متوسط	1390
4	16348	تیرآهن‌های گرم نوردیده نیمه سبک بال نیم پهن موازی	1391
5	1791	تیرآهن گرم نوردیده بال نیم پهن موازی	1394
6	3277	تیرآهن گرم نوردیده بال باریک شیب‌دار	1394

معایب تیرآهن

1. آسیب پذیری در دمای بالا
   چنانچه دما افزایش یابد درجه استحکام ساختمان کم می شود و امکان بر هم خوردن تعادل ساختمان به وجود می آید.
2. احتمال آسیب دیدگی فلزات با گذر زمان
   قطعات فلزی استفاده شده در سازه با گذر زمان و در مواجهه با آب و هوا تغییر کرده دچار زنگ زدگی و آسیب می‌شوند و باعث بالا رفتن هزینه تعمیرات و نگهداری می شوند.
3. مشکلات متصل کردن قطعات
   به طور معمول اتصالات فلزی با پیچ انجام می شود. اما در کشور ما به خاطر استفاده از جوش برای اتصالات، زمانی که کارگران از تجربه کافی برخوردار نباشند، می تواند مشکلاتی را برای سازه به وجود آورد.

جمع بندی

در این مطلب که به تیرآهن اختصاص یافته بود، در خصوص تعریف، تاریخچه، انواع استاندارد، روش تولید و مزایا و معایب تیرآهن مطالب مفیدی ارائه شد. همانگونه که ذکر شد تیرآهن یکی از مهمترین محصولات فولادی است که نقش اصلی آن تحمل فشار و تنش های ناشی از لنگر خمشی و نیروهای برشی می باشد.

همچنین انواع استاندارد تیرآهن به 4 دسته تیرآهن INP، IPE، IPB و CNP تقسیم و هر کدام با هدف خاصی تولید می شوند.

سوالات متداول