تیرآهن چیست
فروش تیرآهن
بررسی تاریخچه ابداع و تولید تیر آهن هاش در صنعت فولاد
تیرآهن بال پهن IPB یا H شکل یا هاش برای اولین بار در شرکت (Bethlehem) تولید گردید و از مهمترین دستاوردهای این واحد تولیدی به شمار می رفت، چرا که با تولید آن تحول عظیمی در صنعت فولاد ایجاد گردید و به سرعت توانست از بخش های دیگر این صنعت فاصله بگیرد، 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.
قیمت تیرآهن
تیر I شکل قبل از تیر بال پهن ابداع و تولید شده بود، اما تیر هاش بال پهن به عنوان یک اختراع بسیار مهم محسوب می گردید که حتی در لوگوی این کمپانی نیز مورد استفاده قرار گرفت، در ابتدا تیرهای معمولی به طور عمده در قالب شاخه های بلند تولید می شدند و به دلیلی خاصیت ضد حریق بودنشان نسبت به چوب محبوبیت بالایی داشتند، اما به دلیل آنکه ابعاد آن ها بسیار طویل بود بارها با شکست روبرو شدند.
خرید تیرآهن
در نهایت در سال ۱۸۵۶ در زمانی که اولین تیر مرغوب در ترنتو برای ساختمان فدرال تولید گردید دیگر از شکست های قبلی خبری نبود و این نقطه عطفی در تولید و نورد تیرآهن به شمار می آمد، تیرآهن IPE یا همان تیر I شکل مدت ها به عنوان مصالح پایه در صنعت ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گرفت.
اما بعد از آن هاش بال پهن در صنایع بثهلم با ورود موفقیت آمیز خود به بازار در اوایل قرن بیستم توانست جایگاه بسیار مهمی را در میان سایر موارد مشابه پیدا کند و برای ساخت پل ها و آسمان خراش ها به میزان بسیار زیادی مورد استفاده قرار گرفت، خط تولید هاش در این کمپانی بسیار بزرگ بود به طوری که قادر بود تا تیرآهن های بال پهن تا عمق ۳۶ اینچ یا ۴۴/۹۱ سانتی متر تولید نماید، به دلیل تقاضای بالا و محبوبیت هاش در سراسر ایالت متحده ی آمریکا قیمت تیر آهن هاش بال پهن تولید شده این کمپانی بالا رفت، همچنین تیر بال پهن هاش در طول جنگ جهانی اول به عنوان مواد مورد نیاز در جنگ کاربرد بسیار فراوانی داشت.
تعریف تیر
تیرها قطعات سازه ای هستند که در سازه عموما به صورت اعضای افقی یا شیب دار قرار گرفته و بارهای قائم بر محور خود را به تکیه گاه ها که معمولا ستون هستند ، منتقل می کنند .
در اثر این بارها در لایه های مختلف تیر ، تنش کششی و فشاری ایجاد می شود .
انواع تیرها در سازه های فولادی
تیر در سازه ساختمان برحسب وظیفه ای که بر عهده دارد به صورت زیر نامگذاری می شود:
1- شاه تیر یا تیر اصلی: عضو باربر اصلی در سقف می باشد که بارهای وارد از تیرچه ها را به ستون ها منتقل می کند.
2- تیرچه یا تیر فرعی
3- نعل درگاهی
4- تیرهای لبه ای یا کناری
5- لاپه
شاه تیر ها یا تیرهای اصلی
شاه تیرها اعضای فلزی افقی اصلی هستند که با اتصالات لازم به ستون ها متصل می شوند و به وسیله آنها بار طبقات به ستون ها انتقال می یابد، شاه تیرهای فلزی ممکن است به صورت های زیر به کار روند :
الف : تیر آهن معمولی به صورت تک یا جفت
ب : تیر آهن بال پهن
پ : تیر آهن معمولی با ورق تقویتی روی بال ها
تیری که از تقویت بال پروفیل نورد شده استاندارد با ورق به روش جوشی یا پیچشی ساخته می شود ، تیر آهن معمولی با ورق تقویتی روی بال نامیده می شود.
همچنین می توان با بریدن پروفیل های رایج (IPE) از وسط جان تیر و اتصال صفحه و ورق مناسب به دو قسمت بریده شده ، تیر را تقویت کرد.
ت: تیر ورق
ورق های ضخیم را نمی توان با فرم دادن به شکل نیمرخ درآورد.
در چنین حالاتی ورق های بال و جان را در عرض های مورد نظر بریده و توسط جوش به یکدیگر متصل می کنند تا نیمرخ دلخواه حاصل گردد .
به چنین مقاطعی تیر ورق گفته می شود .
خرید تیر آهن
تیرآهن اساسی ترین پروفیل ساختمانی است که بعضا در پروژه های صنعتی نیز کاربرد دارد، به طور معمول کارخانه های سازنده تیرآهن از دو نوع استاندارد پیروی مینمایند :
1- استاندارد IPE :
محصولات کشورهای اروپایی و ایران بیشتر از این نوع میباشند، بارزترین مشخصه این نوع تیرآهن این است که اگر از دو سر تیرآهن به آن بنگرید، ضخامت بالهای آن در ابتدا و انتها کاملاً یکنواخت میباشد، به طور معمول نقشه ساختمان هایی که توسط مهندسین کشورمان تهیه میگردد بر اساس این استاندارد بوده و لذا این نوع تیرآهن از محبوبیت بیشتری در میان مشتریان برخوردار است.
2- استاندارد INP :
تیرآهن هایی که بر اساس این استاندارد تهیه تولید میشوند بیشتر محصولات کشور چین و روسیه میباشند، مشخصه بارز آن ؛ نازکی بالها در ابتدا و ضخیم شدن تدریجی آن در انتها میباشد، به طوری که اگر از سر تیرآهن به دقت به آن بنگرید شیب ملایمی را در ضخامت بالها مشاهده خواهید نمود.
انواع تیرآهنهای وارداتی موجود در بازار ایران در حال حاضر از هر دو نوع استاندارد در بازار ایران موجود میباشد، تیرآهنهای IPE وارداتی بیشتر مربوط به کشورهای لهستان، اسپانیا، آلمان و همچنین کشور کره میباشد، البته تیرآهن IPE کشور چین و روسیه نیز در بازار موجود است.
تیرآهن های لانه زنبوری
دلیل نامگذاری تیرهای لانه زنبوری ، شکل گیری این تیرها پس از عملیات (بریدن و دوباره جوش دادن ) و تکمیل پروفیل است، اینگونه تیرها در طول خود دارای حفره های توخالی (در جان ) هستند که به لانه زنبور شبیه است ، به همین سبب به این گونه تیرها لانه زنبوری می گویند .
هدف ساخت تیر های لانه زنبوری
هدف این است که تیر بتواند ممان خمشی بیشتری را با خیز (تغییر شکل ) نسبتاً کم و همچنین وزن کمتر در مقایسه با تیر نورد شده مشابه تحمل کند .
محاسن و معایب تیر لانه زنبوری
با تبدیل تیر آهن معمولی به لانه زنبوری
اولاً : مدول مقطع و ممان اینرسی مقطع تیر افزایش مییابد .
ثانیاً : مقاومت خمشی تیر نیز افزوده میگردد . در نتیجه تیری حاصل میشود با ارتفاع بیشتر ، قویتر و هموزن تیر اصلی .
ثالثاً : با کم شدن وزن مصالح و سبک بودن تیر از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر خواهد بود .
رابعاً : از فضا های ایجاد شده (حفرهها ) در جان تیر میتوان لوله های تاسیساتی و برق را عبور داد .
از جمله معایب تیر لانه زنبوری وجود حفره های آن است که میتواند تنشهای برشی را در محل تکیه گاه های پل به ستون یا اتصال تیر آهن به پل لانه زنبوری تحمیل کند .
بنابراین برای رفع این عیب اقدام به پر کردن بعضی از این حفرهها با ورق فلزی و جوش میکنند تا اتصال فرعی پل به ستون یا تیر فرعی به پل به درستی انجام شود .
تیر لانه زنبوری در ساختمان اسکلت فلزی میتواند به صورت پل فقط در یک دهانه یا به صورت پل ممتد به کار رود .
برای ساختن تیر لانه زنبوری دو شیوه موجود است :
الف – شیوه برش پانیر
ب – شیوه برش لتیسکا
روشهای برش تیر آهن
۱- برش به روش کوپال
با استفاده از دستگاه قطع کن سنگین که به برش مخصوص مجهز است تیر آهن به شکل سرد در امتداد خط قطع میشود .
۲- برش به روش برنول
برش در این حالت به روش گرم انجام میشود . به این صورت که کارگر ماهر برش را با شعله بنفش رنگ قوی حاصل از گاز استیلن و اکسیژن به وسیله لوله برنول انجام میدهد .
بریدن تیرهای سبک به وسیله ماشینهای برش اکسیژن شابلون دار نسبتاً ساده است. در ایران تیرهای دانه زنبوری را بیشتر با دست تهیه میکنند .
روش ساختن تیرهای لانه زنبوری و تقویت آن
روش تهیه تیرهای لانه زنبوری به این صورت است که ابتدا در روی جان تیر آهن نورد شده با استفاده از الگو که به صورت ۵ شش ضلعی از ورق آهن سفید یک میلیمتری (شابلون) با توجه به استاندارد ساخته شده خط میگردد.
سپس تیر آهن را روی یک شاسی افقی با زدن تک خال جوش در نقاط مختلف برای جلوگیری از تاب برداشتن قرار میدهند .
آنگاه با استفاده از دستگاه برش (برنول) در امتداد خط اقدام به برش میکنند تا پروفیل به دو قسمت بالا و پایین تقسیم شود .
حال اگر قسمت بالا را به اندازه یک دندانه جابجا کنیم و دندانه های قسمت بالا و پایین را به دقت مقابل هم قرار دهیم و از دو طرف کارگر ماهر آن را جوشکاری کنند با استفاده از جوش قوسی نیمه اتوماتیک برای اتصال دو نیمه بریده شده- یک جوش خوب بی عیب سریع و مقرون به صرفه خواهد بود .
تیر ساخته شده در محل تکیه گاهها با توجه به حفره های خالی آن در مقابل تنشهای برشی ضعیف میشود .
برای جبران این نقص با توجه به منحنی نیروی برشی نیز به پر کردن حفرهها با ورقهای تقویتی اقدام میکنیم .
لازم به ذکر است که حداقل باید یک حفره با ورق در تکیه گاه به وسیله جوش کامل پر شود .
یک نوع دیگر از پروفیل های لانه زنبوری را برای بریدن قطعات بالا و پایین ورق واسطه اضافه میکنند که این ورق واسطه بین دندانهها جوش میشود .
در نتیجه تیر حاصل به مراتب قویتر از تیری است که بدون ورق واسطه ساخته میشود.
تقویت تیر های لانه زنبوری به کمک رفتار مرکب بتن و فولاد
در تیر های لانه زنبوری علاوه بر تنشهای خمشی اصلی در محل حلقهها تنشهای خمشی ثانویه حاصل از برش در مقطع ایجاد میگردد که گاهی این تنش از تنشهای اصلی در تیر بزرگترند .
این تنشها از کارایی تیر میکاهند و برای مقابله با آنها باید حلقه های کناری را با ورق پر کرد.
خصوصاً هنگامی که از این نوع تیرها به صورت یکسره استفاده میشود در محل تکیه گاهها که هم نیروی برشی و هم لنگر خمشی زیاد باشد تنشهای خمشی به شدت افزایش میگردد .
نیاز به تقویت تیر در این محلها میباشد که از لحاظ اقتصادی قابل توجیه نمیباشد .
برای مقابله با ضعف در تیر های لانه زنبوری رفتار مرکب بتن و فولاد توصیه شده است .
به این ترتیب که داخل تیر فلزی در نقاطی که تنشهای ثانویه قابل ملاحظه میباشند از بتن پر میشود و کشش حلقه های خالی را به عمل تغییر میدهد و این امر سختی و مقاومت تیر را افزایش میدهد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه میباشد .
همچنین اضافه نمودن ورق هایی به ضخامت ۱-۲ میلیمتر به بال تیر های لانه زنبوری اثر چشمگیری بر مقاومت خمشی تیر خواهند گذاشت .
در طراحی چنانچه نتایج تجربی این کار را با سایر مقاطع مقایسه نماییم ملاحظه خواهیم کرد که به رغم اشکالاتی که امروزه بر تیر های لانه زنبوری وارد است این گونه طرحها توجیه اقتصادی مثبتی را در بر خواهد داشت .
نکته قابل توجه دیگری که نه تنها در طرح تیر های لانه زنبوری موثر است بلکه در همه جا در خور توجه است فواصل آکس های ستونها جهت تیر ریزی میباشد.
در آزمایشی که صورت گرفته است مشاهده گردید که طرح بهینه تیرها به میزان قابل ملاحظه ای وزن تیرها کاهش یافت و پس از اصلاحات مجدد روی نحوه و جهت تیر ریزی سقف از ضخامت پیلت ها کاسته شد .
در بعضی موارد به جای پیلت های جفت در بالا و پایین استفاده از یک لنگر ماکزیمم موجود در تیر را فیکس نموده و در پاره ای از تیرها اصلاً دیگر نیازی به ورق نیست .
شاید بدون محاسبه و تجربه و مقایسه دقیق نتوان این موضوع را پذیرفت که فواصل آکس ستونها چه پیامد های مثبتی بر روی ضخامت ورقهای تقویتی تیرها خواهد گذاشت.
اما در همین پروژه که مورد آزمایش قرار گرفت و قسمتی از نتایج آن در این مقاله ذکر گردیده است مشاهده گردید که تنها با جابجایی یک ردیف ستون و کم نمودن دهانی بار گیر از حدود ۲۴ تیر ورق خور تنها ۵-۱۰ عدد از آنها نیاز به تقویت داشتند و بقیه با مقاطع یک دست جایگذاری شدند .
البته ضرورتاً باید به این موضوع با اهمیت توجه داشت که در همه موارد امکان جابجایی ستونها و یا کاهش دهانه بار گیر عملی نیست .
به دلیل اینکه گاهی به لحاظ معماری محدودیت هایی وجود دارد که در نهایت این انتقال ممکن است منطقی نباشد .
در نهایت میتوان گفت در پروژههایی که اهمیت بالایی ندارند و یا اثرات نیروی زلزله در نتیجه ارتفاع آنها چشمگیر نیست و امکان پدیده های لهشدگی و یا اجرای نامناسب و سایر مشخصاتی که در این مقاله اشاره شد وجود ندارد تیر های لانه زنبوری مقاطع نسبتاً مناسبی هستند.
چنانچه در این پلیت های تقویتی به صورت بهینه استفاده شود طرح اقتصادیتر به نظر میرسد و نوید سازه های سبکتر را به ما خواهد داد .
بررسی تاریخچه ابداع و تولید تیر آهن هاش در صنعت فولاد
تیرآهن بال پهن IPB یا H شکل یا هاش برای اولین بار در شرکت بثهلم (Bethlehem) تولید گردید و از مهمترین دستاوردهای این واحد تولیدی به شمار می رفت.
چرا که با تولید آن تحول عظیمی در صنعت فولاد ایجاد گردید و به سرعت توانست از بخش های دیگر این صنعت فاصله بگیرد.
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.
تیر I شکل قبل از تیر بال پهن ابداع و تولید شده بود، اما تیر هاش بال پهن به عنوان یک اختراع بسیار مهم محسوب می گردید که حتی در لوگوی این کمپانی نیز مورد استفاده قرار گرفت.
تیرآهن دست دوم
در ابتدا تیرهای معمولی به طور عمده در قالب شاخه های بلند تولید می شدند و به دلیلی خاصیت ضد حریق بودنشان نسبت به چوب محبوبیت بالایی داشتند؛
اما به دلیل آنکه ابعاد آن ها بسیار طویل بود بارها با شکست روبرو شدند.
در نهایت در سال ۱۸۵۶ در زمانی که اولین تیر مرغوب در ترنتو برای ساختمان فدرال تولید گردید دیگر از شکست های قبلی خبری نبود و این نقطه عطفی در تولید و نورد تیرآهن به شمار می آمد.
تیرآهن IPE یا همان تیر I شکل مدت ها به عنوان مصالح پایه در صنعت ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گرفت.
اما بعد از آن هاش بال پهن در صنایع بثهلم با ورود موفقیت آمیز خود به بازار در اوایل قرن بیستم توانست جایگاه بسیار مهمی را در میان سایر موارد مشابه پیدا کند و برای ساخت پل ها و آسمان خراش ها به میزان بسیار زیادی مورد استفاده قرار گرفت.
خط تولید هاش در این کمپانی بسیار بزرگ بود به طوری که قادر بود تا تیرآهن های بال پهن تا عمق ۳۶ اینچ یا ۴۴/۹۱ سانتی متر تولید نماید.
به دلیل تقاضای بالا و محبوبیت هاش در سراسر ایالت متحده ی آمریکا قیمت تیر آهن هاش بال پهن تولید شده این کمپانی بالا رفت.
همچنین تیر بال پهن هاش در طول جنگ جهانی اول به عنوان مواد مورد نیاز در جنگ کاربرد بسیار فراوانی داشت.
تیر آهن بال پهن چیست؟
تیرآهن IPB: تیرآهن IPB= HEB, HEA یا معروف به تیر بال پهن که در بازار به نام هاش نیز شناخته می شود، در دو نوع بال پهن سبک و بال پهن سنگین می باشد.
بهترین پروفیل نورد شده برای ستون، تیرآهن بال پهن IPB یا قوطی مربع شکل است؛
زیرا از نظرمقاومت بهتر از مقاطع ديگر عمل مي كند، علاوه بر اين در اكثر شرايط اجرايي، اتصال تيرها به راحتي روي آنها انجام می شود.
هاش، تیر عریض یا دارنده ی بالهای پهن (مانند H) است که طول بال هایش به نسبت تیرآهن IPE بزرگ تر می باشد.
اندازه بال این پروفیل با ارتفاع آن برابر بوده و مقطع ساده ی آن برای تهیه ستون استفاده می گردد.
همچنین از آن برای تهیه تیر و خرپا نیز استفاده می گردد. طول این نوع پروفیل بین ۸ تا ۱۶ متر بوده و دارای ارتفاع ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلیمتر است.
هاش HEB سنگین است و این بدان معنی است که این نوع تیرآهن بال پهن داری بال ضخیم تری نسبت به تیرآهن HEA است.
این نوع تیراهن در استانداردهای DIN 1025 – Euronorm 53-62 – EN 10034 – EN 10163-3, C – STN 42 5550ČSN 42 5550 – TDP: STN 42 0135 تهیه و تولید می شود.
تیرآهن هاش در گریدهای ST37 و ST44 و ST52 بوده و در صنعت پل سازی، برج سازی، سد سازی و صنایع مشابهی که نیاز به مقاومت بالا داشته باشد، کاربرد دارد.
بررسی و ارزیابی مزایای تیرآهن هاش نسبت به تیر آهن I
همان گونه که گفته شد هاش HBE، هاش از نوع سنگین بوده و نسبت به هاش HEA بالها دارای ضخامت بیشتری می باشند.
در هنگام استفاده در طول های بلند، هاش نسبت به تیراهن I کاربرد بیشتری داشته زیرا می توان آنها را در اندازه های متنوعی ساخت.
تیرآهن هاش برای طول های ۱۰۰ متر نیز کاربرد دارد اما تیرآهن نوع I تا طول ۳۰ متر کاربرد دارد.
به دلیل مقاومت بالای جان هاش در برابر نیروهای برشی و استحکام بالها در برابر خمش های لحظه ای، کاربرد عمده ای را نسبت به تیراهن I دارند.
این نوع تیرها دربرابر نیروهای خمشی و برشی بسیار کارامدتر از انواع مشابه رفتار می نمایند.
این به دلیل آن است که در تیر I پهنای بال از عمق یا ارتفاع تیر کمتر است اما در هاش پهنای بال با ارتفاع تیر برابر است.
همچنین به دلیل بزرگ تر بودن سطح مقطع تیرآهن های بال پهن هاش از آنها می توان به عنوان ستون و یا تکیه گاه عمودی استفاده نمود.
هنگامی که تیر فولادی تحت فشار قرار می گیرد تنش آن نسبت به سطح مقطعش کاهش می یابد.
بنابراین با زیادتر بودن سطح مقطع هاش نسبت به تیرآهن I تنش کمتری را تحمل کرده و گزینه ایده آلی برای ستون ها محسوب می شود.
