انواع تیرآهن، علائم اختصاری و استاندارد‌های ارائه شده در صنعت
یکی از این محصولات که با استاندارد‌های مختلف و توسط چند تولیدکننده در کشور ما تولید می‌شود، تیرآهن است. تیرآهن از جمله مهم‌ترین مصالحی است که در ساخت پروژه‌های عمرانی به‌کار می‌رود و موجب افزایش مقاومت و استحکام سازه می‌شود. در ادامه این نوشته قصد داریم تا به بررسی انواع مختلف تیرآهن، ویژگی‌های هر یک و استاندارد‌های موجود بپردازیم.
تیرآهن چیست؟
تیرآهن یک مقطع فولادی است که در فرایندی به نام نورد گرم تولید می‌شود و وظیفه اصلی آن، تحمل تنش‌های ناشی از نیروی برشی و لنگر خمشی است. معمولا بیشترین استفاده از تیرآهن در پروژه‌های ساختمانی اتفاق می‌افتد. همچنین این محصول یکی از بهترین گزینه‌ها در طراحی ستون، خرپا و تیر‌ها است.
تیرآهن از نظر ساختاری به دو دسته کلی تقسیم می‌شود. این دسته‌بندی از روی شکل ظاهری مقطع آن انجام می‌شود. یکی از این دو دسته در قسمت مقطع، ظاهری شبیه به حرف H دارد و مقطع دسته دیگر، مشابه I است.
از انواع تیرآهن I می‌توان به IPN و IPE اشاره کرد و از انواع تیرآهن H، می‌توان HEA و HEB و HEM را نام برد. این نام‌گذاری بر اساس استاندارد‌های اروپا بوده و ممکن است در کشور‌های مختلف با اسامی متفاوتی شناخته شوند.
نکته قابل توجه این است که تمام انواع تیرآهن صرف‌نظر از شکل ظاهری و اینکه در کدام دسته قرار می‌گیرند، دارای دو قسمت اصلی در ساختار خود هستند؛ یکی بال و دیگری جان. اصلی‌ترین بخش تیرآهن که قسمت میانی آن هم به حساب می‌آید، به نام جان شناخته می‌شود و به دو قسمتی که بالا و پایین جان قرار می‌گیرد، بال گفته می‌شود.
با توجه به مصرف بالای تیرآهن در پروژه‌های ساختمانی، نیاز است تا در مورد آن اطلاعات کافی داشته باشیم و با چشم باز دست به انتخاب بزنیم. یکی از این اطلاعات، آگاهی از جدیدترین قیمت تیرآهن است.
استفاده از تیرآهن چه مزیت‌هایی دارد؟
همان‌طور که گفته شد، یکی از بیشترین موارد مصرف تیرآهن در پروژه‌های ساختمانی است؛ این مسئله به‌دلیل مزیت‌هایی است که این محصول فولادی دارد. در ادامه به صورت موردی، به تعدادی از مزیت‌های این محصول اشاره خواهیم کرد:
o بعد از اتمام سازه امکان توسعه آن وجود دارد.
o اتصال چندین قطعه به یکدیگر را امکان‌پذیر می‌کند.
o تیرآهن‌ها قطعاتی هستند که به‌صورت پیش‌ساخته در کارخانه‌ها موجود هستند.
o اجرا و نصب آن سرعت بالایی دارد.
o در ارتفاع‌های زیاد کاربرد فراوانی دارند.
معایب استفاده از تیرآهن چیست؟
در کنار مزایای بسیار مهم و کاربردی، تیرآهن دارای معایبی است که در ادامه آن‌ها را بررسی می‌کنیم.
o تیرآهن به عنوان یک محصول فلزی می‌تواند دچار خوردگی شود. این پدیده به‌علت واکنش‌های تیرآهن به‌دلیل شرایط آب‌و‌هوایی رخ می‌دهد. همین نکته می‌تواند باعث افزایش هزینه پیمان‌کاران در فرایند نگهداری و مراقبت از سازه شود.
o یکی دیگر از نقاط ضعف این محصول پرکاربرد، تمایل قطعات فلزی به کمانش است. این اتفاق می‌تواند موجب آسیب به سازه شود.
o معمولا اتصال قطعات فلزی همچون تیرآهن با استفاده از پیچ و پرچ انجام می‌شود. نکته این است که در کشور ما این قاعده کمتر رعایت می‌شود و بیشتر اتصالات از طریق جوشکاری انجام می‌شود. عدم مهارت متصدیان و کارگرانی که وظیفه این کار را بر عهده دارند، می‌تواند منجر به ضعف در اتصالات شود.
بررسی انواع تیرآهن و موارد مصرف هر یک
تیرآهن به اشکال و سایز‌های مختلفی تولید می‌شود.
انواع سایز‌های تولیدی تیرآهن عبارت‌اند از:
• سایز ۱۲
• سایز ۱۴
• سایز ۱۶
• سایز ۱۸
• سایز ۲۰
• سایز ۲۲
• سایز ۲۴
• سایز ۲۷
• سایز ۳۰
به غیر از سایز‌های متنوع، شکل‌های مختلفی از تیرآهن هم تولید می‌شود که در ادامه به بررسی هر یک خواهیم پرداخت.
تیرآهن IPE
IPE مخفف IPET بوده و در واقع نشان‌دهنده کلمه profile Eroeenne I است. این محصول یکی از انواع مختلف تیرآهن است که کاربرد بسیار زیادی در پروژه‌های ساختمانی دارد. استاندارد تولید آن مورد تایید ایران و اروپا است. این نوع تیرآهن که به نام تیرآهن چینی یا روسی نیز در بازار فولاد شناخته می‌شود، در کشور‌هایی همچون چین، روسیه، آلمان، کره‌جنوبی، اسپانیا و لهستان تولید شده و به کشور ما وارد می‌شود.
همان‌طور که گفته شد، تیرآهن از دو قسمت بال و جان تشکیل شده‌است. ویژگی تیرآهن‌هایی که به عنوان IPE شناخته می‌شوند این است که ضخامت بال‌های این محصول در ابتدا و انتها یکسان است و شبیه به I دیده می‌شود؛ به‌همین‌دلیل بسیار پرکاربرد بوده و مشتریان زیادی دارد.
تیرآهن INP
تیرآهن‌های INP بیشتر در کشور‌های چین و روسیه تولید می‌شود و از نظر ظاهری، تفاوت‌هایی را در قسمت بال با نوع IPE دارند. بال ابتدایی تیرآهن INP در ابتدا نازک است و به‌تدریج ضخیم می‌شود.
این ویژگی ظاهری با دقت در بال‌ها و به‌صورت شیب ملایم در ضخامت بال‌ها قابل مشاهده است. از دیگر ویژگی‌های ظاهری این نوع تیرآهن، گرد بودن لبه‌های آن است.
این محصول در سایز‌های ۶۰ تا ۸۰۰ میلی‌متری تولید می‌شود و ظاهری شبیه به I دارد.
تیرآهن IPB (تیرآهن هاش یا بال پهن)
این محصول برخلاف دو نوع قبلی ظاهری شبیه به حرف H دارد؛ علت این ویژگی ظاهری این است که طول بال‌ها نسبت به جان تیرآهن بزرگ‌تر است. این خصوصیت ظاهری باعث شده تا تیرآهن هاش یا IPB استحکام و دوام بیشتری نسبت به تیرآهن معمولی داشته باشد.
به غیر از این، تیرآهن IPB از نظر وزنی هم به دو دسته تقسیم می‌شود؛ یکی دسته سبک که با علامت L نشان داده می‌شود و دیگری دسته سنگین که با علامت V مشخص می‌شود. برای مثال IPBV به معنای تیرآهن هاش سنگین و IPBL به معنای تیرآهن هاش سبک می‌باشد. این که تیرآهن از نظر وزنی در کدام دسته قرار بگیرد، به ضخامت آن بستگی دارد. تیرآهن هاش چند ویژگی مهم دارد؛ از جمله:
• تحمل وزن بالا
• دارای بال‌های پهن
مهم‌ترین کاربرد این تیرآهن استفاده از آن برای ساختن انواع ستون در ساختمان است. ابعاد این تیرآهن از دسته‌های قبلی که معرفی شدند، بیشتر است و با برخورداری از اندازه‌ای ۱۰ تا ۱۰۰ سانتی‌متری، در فضای ساختمانی مورد نظر استفاده می‌شود.
تیرآهن لانه‌زنبوری (CPE)
تیرآهن لانه زنبوری از نظر ظاهری بسیار خاص بوده و به‌راحتی از سایر انواع تیرآهن قابل افتراق است. علت نام‌گذاری این دسته به نام لانه زنبوری، شکل ظاهری این دسته بعد از بریدن و جوش دادن است که همراه با حفره‌های تو خالی فراوان است. تیرآهن لانه زنبوری از جوش دادن دو تیرآهن IPE ساخته می‌شود و به این علت که ابتدا برش داده می‌شوند و بعد جوش داده می‌شود، تحمل بیشتری در برابر لنگر خمشی دارد. از ویژگی‌های مثبت این نوع می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• وزن کم
• توان خمشی کمتر نسبت به سایر تیرآهن‌ها
• ممان اینرسی بالاتر
علاوه‌بر موارد ذکر شده، می‌توان چند ایراد به این نوع تیرآهن گرفت؛ از جمله:
• به دلیل وجود حفره‌های متعدد در قسمت جان، مقاومت برشی تیرآهن لانه زنبوری در محل اتصال پل به ستون‌ها کاهش می‌یابد؛ برای پر کردن این حفره‌ها از ورق‌های فلزی استفاده می‌شود.
• برای یکپارچه‌سازی از جوشکاری سرتاسری استفاده می‌شود.
امیدواریم با توجه به مطالب بیان شده در این نوشته، بتوانید انتخاب مناسبی برای پروژه‌های خود داشته باشید.
