صنعت ساختمان سازی امروزه مرهون و مدیون بسیاری از مصالح و مقاطع است. تاریخچه استفاده از بسیاری از آنها به چندین دهه پیش باز میگردد. یکی از این مقاطع تیرآهنهای فولادی هستند که خود انواع مختلفی را شامل میشوند. تیرآهن هاش یا بال پهن یکی از این انواع است که با دارا بودن ویژگیها و مزایای منحصر به فرد، جایگاه ویژهای در این صنعت پیدا کرده است. در ادامه مطلب قصد داریم به شرح کامل این تیرآهن و بررسی کاربردها و مزایای استفاده از آن بپردازیم. با ما همراه شوید.
تاریخچه تیرآهن هاش
تیرآهن بال پهن IPB یا H شکل یا هاش برای اولین بار در سال ۱۹۰۷ در شرکت بثهلم (Bethlehem) تولید گردید و از مهمترین دستاوردهای این واحد تولیدی به شمار میرفت؛ چراکه با تولید آن تحول عظیمی در صنعت فولاد ایجاد گردید و به سرعت توانست از بخشهای دیگر این صنعت فاصله گیرد.
در حالی که این کارخانه تولیدی تیرآهن به دنبال ایجاد ابتکار و تحول در صنعت فولاد در اوایل قرن بیستم بود، با ابتکار و تولید هاش بال پهن توانست به این هدف خود دست یابد. تیرآهن I شکل قبل از تیر بال پهن ابداع و تولید شده بود، اما تیرآهن هاش بال پهن به عنوان یک اختراع بسیار مهم به حساب میآمد.
تا جایی که در لوگوی این کمپانی نیز مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا تیرهای معمولی به طور عمده در قالب شاخههای بلند تولید میشدند و به دلیل خاصیت ضد حریق بودنشان نسبت به چوب، محبوبیت بالایی داشتند، اما به دلیل آنکه ابعاد آنها بسیار طویل بود، بارها با شکست روبرو شدند.
در نهایت در سال 1856 در زمانی که اولین تیرآهن مرغوب در ترنتون برای ساختمان فدرال تولید گردید، دیگر از شکستهای قبلی خبری نبود و این نقطه عطفی در تولید و نورد تیرآهن به شمار میآمد.
تیرآهن هاش چیست؟
تیرآهنهای هاش در بازار به تیرآهن بال پهن یا تیرآهن IPB یا HEA نیز معروف هستند. ظاهر مقطع این نوع تیرآهن شبیه به شکل حرف H است. یعنی طول بالهای آن نسبت به تیرآهن IPE (تیرآهن I شکل) بزرگتر است یا به عبارت دیگر، نیمرخ بزرگتری دارد.
معمولا نیمرخهای بزرگتر انتخاب سبکتری نیز هستند، اما اگر ارتفاع بلند آنها از نظر اجرایی مشکل ساز باشد، تنها در صورتی ترجیح داده میشوند که از نیمرخ با ارتفاع کمتر ولی سنگینتر استفاده شود. در تیرآهنهای هاش، اندازه بال با ارتفاع آن برابر است و برای تهیه ستون مناسب میباشند.
همچنین از آن برای تهیه تیر و خرپا نیز استفاده میکنند. طول تیرآهنهای هاش بین ۸ الی ۱۶ متر و ارتفاع جان آنها نیز بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی متر است.
نحوه ساخت تیرآهن بال پهن به چه صورت است؟
برای تولید تیرآهنهای بال پهن مانند بسیاری دیگر از محصولات فولادی، از فرآیند نورد گرم استفاده میکنند. اما تولید تیرآهن چند مرحله گوناگون نورد را شامل میشود. به طور کلی نورد یا فرمینگ به فرآیندی گفته میشود که در آن یک محصول به دمای بالاتر از 1100 درجه سانتیگراد رسیده و حالت موم سانی به خود گیرد.
در این دما شکلدهی فولاد بسیار آسان انجام میشود. محصول در این حالت از میان غلتکهای متفاوتی عبور داده شده و علاوه بر شکل گیری، فشار قابل ملاحظهای بر روی خود تحمل مینماید. روشی که برای نورد تیرآهن بال پهن رایج است به صورت زیر میباشد:
- پخت و افزایش دمای شمشها
- شکل دهی به شمش
- عبور از استندها یا ایستگاههای چند مرحلهای قالب برای تحت فشار قرار دادن
- کاهش لبهها و ضخامت بال
- سایزینگ نهایی
با توجه به اینکه در مراحل نهایی نورد، نیروی بسیار زیادی بر محصول وارد میشود، ارتفاع تیرآهن هاش در تمام طول محصول یکنواخت بوده و کیفیت قابل توجهی به آن میبخشد. روش تولید تیرآهن هاش تاثیر قابل ملاحظهای در کیفیت محصول نهایی و قیمت آن خواهد گذاشت.
انواع تیرآهن بال پهن کدام است؟
تیرآهنهای بال بهن در سه نوع زیر دستهبندی میشوند:
تیرآهن هاش سبک (HEA~IPBL): علامت L نشان دهندهی سبک وزن بودن تیرآهن است. این نوع تیرآهن از سایز ۱۰۰ الی ۱۰۰۰ میلیمتر، ارتفاع مقطع ۹۶ الی ۹۹۰ میلیمتر و طول بال ۱۰۰ الی ۳۰۰ میلیمتر تولید میگردد.
تیرآهن هاش سنگین (HEB~IPB): این نوع تیرآهن، طبق استاندارد فولاد کشور آلمان تولید میگردد. تیرآهن هاش سنگین، با ارتفاع مقطع ۱۰۰ الی ۱۰۰۰ میلیمتر و طول بال ۱۰۰ الی ۳۰۰ میلیمتر به تولید میرسد.
تیرآهن هاش فوق سنگین (HEM~IPBV): علامت V در این تیرآهن، به معنای وزن سنگین تیرآهن هاش است. این نوع تیرآهن، طبق استاندارد فولاد کشور آلمان در سایزهای ۱۰۰ الی ۱۰۰۰ میلیمتر، ارتفاع مقطع ۱۲۰ الی ۱۰۰۰ میلیمتر و طول بال ۱۰۶ الی ۳۰۲ میلیمتر تولید میشود.
وزن تیرآهن هاش
در ادامه جدول وزن تیرآهن IPB سبک و سنگین را ارائه دادهایم:
سایز هاش سبک | ارتفاع تیر H | ضخامت بال B | ضخامت جان D | طول بال A | وزن شاخه kg/m |
100 | 96 | 8 | 5 | 100 | 16.7 |
120 | 114 | 8 | 5 | 120 | 19.9 |
140 | 133 | 8.5 | 5.5 | 140 | 24.7 |
160 | 152 | 9 | 6 | 160 | 30.4 |
180 | 171 | 9.5 | 6 | 180 | 35.5 |
200 | 190 | 10 | 6.5 | 200 | 42.3 |
220 | 210 | 11 | 7 | 220 | 50.5 |
240 | 230 | 12 | 7.5 | 240 | 60.3 |
260 | 250 | 12.5 | 7.5 | 260 | 68.2 |
280 | 270 | 13 | 8 | 280 | 76.4 |
300 | 290 | 14 | 8.5 | 300 | 88.3 |
320 | 310 | 15.5 | 9 | 300 | 97.6 |
340 | 330 | 16.5 | 9.5 | 300 | 105 |
360 | 350 | 17.5 | 10 | 300 | 112 |
400 | 390 | 19 | 11 | 300 | 125 |
450 | 440 | 21 | 11.5 | 300 | 140 |
500 | 490 | 23 | 12 | 300 | 155 |
550 | 540 | 24 | 12.5 | 300 | 166 |
600 | 590 | 25 | 13 | 300 | 178 |
650 | 640 | 26 | 13.5 | 300 | 190 |
700 | 690 | 27 | 14.5 | 300 | 204 |
800 | 790 | 28 | 15 | 300 | 224 |
900 | 890 | 30 | 16 | 300 | 252 |
1000 | 990 | 31 | 16.5 | 300 | 272 |
سایز هاش سنگین | ارتفاع تیر H | ضخامت بال B | ضخامت جان D | طول بال A | وزن شاخه kg/m |
100 | 100 | 10 | 6 | 10 | 20.8 |
120 | 120 | 11 | 6.5 | 11 | 27.2 |
140 | 140 | 12 | 7 | 12 | 34.4 |
160 | 160 | 13 | 8 | 13 | 43.4 |
180 | 180 | 14 | 8.5 | 14 | 52.2 |
200 | 200 | 15 | 9 | 15 | 62.5 |
220 | 220 | 16 | 9.5 | 16 | 72.8 |
240 | 240 | 17 | 10 | 17 | 84.8 |
260 | 260 | 17.5 | 10 | 17.5 | 94.8 |
280 | 280 | 18 | 10.5 | 18 | 105 |
300 | 300 | 19 | 11 | 19 | 119 |
320 | 320 | 20.5 | 11.5 | 20.5 | 129 |
340 | 340 | 21.5 | 12 | 21.5 | 137 |
360 | 360 | 22.5 | 12.5 | 22.5 | 145 |
400 | 400 | 24 | 13.5 | 24 | 158 |
450 | 450 | 26 | 14 | 26 | 174 |
500 | 500 | 28 | 14.5 | 28 | 191 |
550 | 550 | 29 | 15 | 29 | 203 |
600 | 600 | 30 | 15.5 | 30 | 216 |
650 | 650 | 31 | 16 | 31 | 229 |
700 | 700 | 32 | 17 | 32 | 245 |
800 | 800 | 33 | 17.5 | 33 | 267 |
900 | 900 | 35 | 18.5 | 34 | 297 |
1000 | 1000 | 36 | 19 | 35 | 320 |
کاربردهای تیرآهن بال پهن چیست؟
اصلیترین کاربرد این مقطع در صنعت ساختمان سازی است؛ چراکه به سازه مقاومت مورد نیاز را میبخشد. بهطور کلی موارد استفاده آن به شرح زیر میباشد:
- ساختمانهای ضد زلزله
این نوع تیرآهن به دلیل سطح مقطع پهن، تنش کمتری را انتقال میدهد و همین موضوع باعث عدم انتقال نیروهای واردشده به سازه میشود؛ بنابراین، استفاده از آن در ساختمانهای ضد زلزله، اهمیت زیادی دارد.
- ساخت خرپا
هر زمان قصد بر آن باشد که ستون از سازه حذف گردد، از خرپا به جای ستون استفاده میشود.
- برجسازی
تیرآهن هاش به علت اندازههای طویل 100متری میتواند در برجسازی نیز مورد استفاده قرار گیرد.
- پالایشگاه
تیرآهن هاش در پالایشگاهها به صورت بست تیرآهنی، مورد استفاده قرار میگیرد.
- پلها
تیرهای فولادی و بتنی، سازهی اصلی پلها را تشکیل میدهد. برای ساخت پلهایی با مقاومت بالا از تیرآهنهای مستحکم و بلند که همان تیرآهن هاش سنگین است استفاده میشود. استفاده از این نوع تیرآهن، منجر به استحکام و بقای عمر بیشتر پل میگردد.
مزایا و معایب تیرآهن IPB
استفاده از هر محصول و مقطعی، با مزایا و معایبی همراه است. بررسی این موارد از آن جهت کمک کننده است که مهندس عمران با درنظرگیری این نکات، میتواند مناسبترین مصالح را برای یک سازه در نظر گیرد. مزایا و معایب استفاده از این مقطع فولادی به شرح زیر میباشد:
- به علت بزرگتر بودن سطح مقطع و برابری پهنای بال با ارتفاع تیر، میتوان از آن به عنوان ستون یا تکیهگاه استفاده کرد.
- تیرآهن هاش در برابر حرکات و رانش زمین و همچنین نیروهای برشی و خمشی مقاوم است.
- سرعت نصب این نوع تیرآهن بالاست؛ در نتیجه پروژهی ساختمانی یا صنعتی در کوتاهترین زمان ممکن، پیش خواهد رفت.
- با استفاده از تیرآهن هاش، ضریب خطا و میزان مصرف آهن کاهش پیدا میکند و در هزینههای عملیاتی نیز صرفهجویی خواهد شد.
- به علت آنکه تیرآهن هاش، مقاومت کمتری در برابر خوردگی دارد، برای حفاظت از سازه، لازم است هزینهی اضافی در نظر گرفته شود.
- تیرآهن هاش در دماهای بالا، از مقاومت کمتری برخوردار است.
- جوش تیرآهن هاش در سازههای فولادی، هزینههای نسبتا بالایی دارد.
قیمت تیرآهن بال پهن
قیمت تیرآهن هاش مستقیما متاثر از وزن و نوع محصول، میزان ضخامت، برند تولید کننده، نوسانات ارزی و میزان عرضه و تقاضا، واسطه در خرید و غیره میباشد.
جمع بندی
تیرآهن هاش که در بازار با نامهای بال پهن یا تیرآهن IPB یا HEA نیز شناخته میشود از انواع تیرآهن به حساب میآید و طول بالهای آن نسبت به تیرآهن IPE بزرگتر است. این تیرآهن دارای سه نوع هاش سبک، هاش سنگین و هاش فوق سنگین میباشد و در صنعت ساختمان سازی، ساخت خرپا، برجهای عظیم و پلها و غیره کاربرد بسیاری دارد.
منبع(Resource): HEB (IPB) – EUROPEAN WIDE FLANGE BEAMS
سوالات متداول
تیرآهن hea چیست؟
تیرآهن hea یا هاش از انواع تیرآهن به حساب میآید که بالهایی طویل دارد.
انواع تیرآهن بال پهن کدام است؟
انواع تیرآهن بال پهن به سه نوع سبک، سنگین و فوق سنگین تقسیم میشود.
قیمت تیرآهن هاش به چه عواملی بستگی دارد؟
ضخامت و نوع محصول، برند کارخانه تولید کننده، میزان عرضه و تقاضا و غیره بر قیمت تمام شده این مقطع فولادی اثرگذار خواهند بود.