تیرآهن نوعی پروفیل فولادی است که به شکل طولی و با مقطع عرضی I یا H ساخته میشود. تیرآهنها از جمله مصالح اصلی در ساخت و ساز به شمار میروند و در اسکلتبندی ساختمانها، پلها، سولهها و سایر سازههای فلزی کاربرد دارند. تیرآهنها در انواع مختلفی از جمله تیرآهن IPE، تیرآهن INP، تیرآهن H، تیرآهن لانه زنبوری و تیرآهن تیرچه تولید میشوند. هر کدام از این نوع تیرآهنها کاربردها و مزایای خاص خود را دارند.
تیرآهن به عنوان یکی از مصالح اصلی در ساخت و ساز، نقشی اساسی در برپایی سازه های مختلف ایفا می کند.انتخاب و استفاده از تیرآهن ، ضامن استحکام، پایداری و ایمنی بنا خواهد بود. با وجود تنوع در ابعاد، جنس و کاربرد تیرآهن ها، انتخاب نوع و سایز مناسب برای هر پروژه می تواند چالش برانگیز باشد.
در این مقاله، 10 نکته کلیدی را که برای انتخاب و استفاده از تیرآهن باید در نظر داشت، ارائه می دهیم. این نکات، راهنمایی جامع برای مهندسان، پیمانکاران، دانشجویان و هر فردی که با تیرآهن سروکار دارد، خواهد بود. با مطالعه این مقاله، ضمن آشنایی با انواع تیرآهن و کاربردهای آنها، می توانید انتخابی آگاهانه و اصولی برای پروژه خود داشته باشید و از بروز مشکلات و صرف هزینه های اضافی در آینده جلوگیری کنید.
1.نوع تیرآهن( انتخابی دقیق برای سازه ای استوار)
تیرآهن ها به مثابه استخوان بندی بنا، نقشی اساسی در پایداری و استحکام سازه ایفا می کنند. انتخاب نوع تیرآهن مناسب با توجه به کاربری و شرایط پروژه، اولین قدم در جهت ساختمانی ایمن و مطمئن خواهد بود. تنوع در شکل و ابعاد تیرآهن ها، گاه انتخاب را به چالشی برای مهندسان و سازندگان تبدیل می کند. در این میان، شناخت انواع تیرآهن و کاربرد هر یک، مسیر انتخاب را هموارتر می سازد. به طور کلی، تیرآهن ها در دسته های زیر جای می گیرند:
- تیرآهن I شکل: این نوع تیرآهن با مقطع I، رایج ترین نوع تیرآهن بوده و برای ستون ها و تیرهای اصلی در ساختمان ها، پل ها و سازه های مختلف کاربرد دارد.
- تیرآهن L شکل: تیرآهن های L شکل با حرف L در مقطع خود شناخته می شوند و بیشتر برای تیرهای فرعی، خرپاها و بادبندها به کار می روند.
- تیرآهن T شکل: این نوع تیرآهن با مقطع T، شبیه به تیرآهن I اما با ضخامت بال بیشتر، در مواردی که نیاز به استحکام خمشی بالایی است، مانند ریل ها و تیرهای جرثقیل، استفاده می شود.
- تیرآهن U شکل: تیرآهن های U شکل با مقطع U، معمولا برای ساخت کانال ها، ناودانی ها و مجرای عبور لوله ها و تاسیسات به کار می روند.
- تیرآهن Z شکل: تیرآهن Z شکل با مقطع Z، شبیه به تیرآهن I اما با ضخامت جان بیشتر، در مواردی که نیاز به استحکام برشی بالایی است، مانند تیرهای خرپایی، کاربرد دارد.
انتخاب نوع مناسب تیرآهن با در نظر گرفتن عواملی مانند بار وارده بر سازه، دهانه ها، فاصله ستون ها و شرایط آب و هوایی انجام می شود. مهندسان و سازندگان با تسلط بر دانش فنی و تجربه خود، می توانند بهترین نوع تیرآهن را برای هر بخش از پروژه انتخاب کنند و بدین ترتیب، بنیانی محکم و استوار برای ساختمانی ایمن و پایدار بنا نهند.
در ادامه این سلسله مطالب، به بررسی سایر نکات کلیدی انتخاب و استفاده از تیرآهن خواهیم پرداخت.
2.جنس تیرآهن در انتخاب و استفاده از تیرآهن
تیرآهن ها به مثابه استخوان بندی بنا، نقشی اساسی در پایداری و استحکام سازه ایفا می کنند. انتخاب جنس مناسب تیرآهن با توجه به مقاومت مورد نیاز، شرایط آب و هوایی و بودجه پروژه، دومین گام در جهت ساختمانی ایمن و مطمئن خواهد بود. فولاد، ماده اولیه ساخت تیرآهن ها، در گریدهای مختلف با خواص مکانیکی متفاوت تولید می شود. شناخت این گریدها و کاربرد آنها، انتخابی آگاهانه را برای مهندسان و سازندگان به ارمغان می آورد. در این میان، گریدهای ST37 و ST41 از رایج ترین گریدهای فولاد برای تیرآهن ها در ساخت و سازهای معمولی هستند.
- گریدST37: این گرید با قیمت مناسب و مقاومت کششی 370 مگاپاسکال، برای ساخت و سازهای عمومی و اسکلت فلزی ساختمان ها به کار می رود.
- گرید ST41: این گرید با مقاومت کششی 410 مگاپاسکال، در مقایسه با ST37، از استحکام بالاتری برخوردار بوده و برای سازه هایی که نیاز به تحمل بار بیشتری دارند، مانند پل ها و سوله ها، مناسب است.
علاوه بر ST37 و ST41، گریدهای دیگری از فولاد مانند ST50، ST60 و ST70 نیز برای ساخت تیرآهن ها با کاربردهای خاص، مانند سازه های دریایی و تجهیزات صنعتی، تولید می شوند. انتخاب گرید مناسب فولاد برای تیرآهن ها، با در نظر گرفتن عواملی مانند بار وارده بر سازه، شرایط آب و هوایی، الزامات آیین نامه های فنی و بودجه پروژه انجام می شود. مهندسان و سازندگان با تسلط بر دانش فنی و تجربه خود، می توانند گرید مناسب را برای هر بخش از پروژه انتخاب کنند و بدین ترتیب، قلبی از فولاد مقاوم و استوار برای ساختمانی ایمن و پایدار بنا نهند.
3. ابعاد تیرآهن
تیرآهن ها به مثابه استخوان بندی بنا، نقشی اساسی در پایداری و استحکام سازه ایفا می کنند. انتخاب ابعاد مناسب تیرآهن با توجه به بار وارده بر سازه، دهانه ها و فاصله ستون ها، نقشی کلیدی در تحمل بار و پایداری سازه ایفا می کند. ابعاد تیرآهن ها با استفاده از علامت اختصاری مشخص می شوند که شامل ارتفاع، عرض و ضخامت تیرآهن می باشد. این علامت اختصاری، زبانی مشترک بین مهندسان، طراحان و سازندگان برای انتخاب تیرآهن مناسب با توجه به نیاز پروژه ایجاد می کند. برای مثال، تیرآهنی با علامت اختصاری IPE 200، دارای ابعاد به شرح زیر است:
- ارتفاع: 200 میلی متر
- عرض: 90 میلی متر
- ضخامت: 6.5 میلی متر
انتخاب تیرآهن با ابعاد مناسب، به پایداری سازه در برابر بارهای وارده مانند وزن خود سازه، بار برف، بار باد و بار زنده (بارهای ناشی از حضور افراد و تجهیزات) کمک می کند. علاوه بر علامت اختصاری، جدول های استاندارد نیز برای انتخاب ابعاد تیرآهن بر اساس دهانه، بار وارده و نوع کاربری ارائه می شوند. مهندسان و سازندگان با استفاده از این جداول و همچنین محاسبات دقیق مهندسی، می توانند ابعاد مناسب تیرآهن را برای هر بخش از پروژه تعیین کنند. انتخاب ابعاد دقیق تیرآهن، ضمن افزایش استحکام و پایداری سازه، مصرف فولاد را بهینه کرده و هزینه های ساخت و ساز را کاهش می دهد.
4.کاربرد انواع تیرآهن در ساختمان سازی
تیرآهن به عنوان یکی از مهمترین مصالح در صنعت ساختمان، در بخشهای مختلف سازه مورد استفاده قرار میگیرد. تنوع در ابعاد، شکل و استحکام تیرآهنها، آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب کرده است. در ادامه به بررسی کاربرد انواع تیرآهن در ساختمان سازی میپردازیم:
اسکلتبندی ساختمان:
اسکلت اصلی ساختمان که شامل ستونها، تیرها و خرپاها میشود، از تیرآهن ساخته میشود. نوع تیرآهن مورد استفاده در اسکلتبندی به عوامل مختلفی مانند ابعاد و طبقات ساختمان، نوع سقف و بار وارده بر آن بستگی دارد.
- ستونها:از تیرآهنهای IPE، H و INP با سایزهای بزرگتر برای ساخت ستونهای اصلی و فرعی ساختمان استفاده میشود.
- تیرها:از تیرآهنهای IPE، INP و H با سایزهای مختلف برای ساخت تیرهای اصلی و فرعی سقف و همچنین تیرهای باربری دیوارها استفاده میشود.
- خرپاها:از تیرآهنهای IPE و INP برای ساخت خرپاهای سقفی، خرپاهای جانبی و همچنین برای ایجاد دهانههای بزرگ استفاده میشود.
سقف:
از تیرآهن در ساخت انواع مختلف سقفها، از جمله موارد زیر، استفاده میشود:
- سقف تیرچه بلوک:در این نوع سقف از تیرچههای فلزی (معمولاً تیرآهن IPE یا تیرچه) و بلوکهای سیمانی برای ساخت سقف استفاده میشود.
- سقف تیرآهن و خرپایی:در این نوع سقف از تیرآهنهای IPE، INP و H برای ساخت تیرها و خرپاها و از ورقهای گالوانیزه یا آجدار برای ساخت پوشش سقف استفاده میشود.
- سقف عرشه فولادی:در این نوع سقف از تیرآهنهای IPE یا H برای ساخت تیرهای اصلی و فرعی و از ورقهای کامپوزیت (ورق گالوانیزه و بتن) برای ساخت پوشش سقف استفاده میشود.
پله:
از تیرآهن در ساخت انواع پلهها، از جمله پلههای فلزی و بتنی، استفاده میشود.
- پلههای فلزی:در ساخت پلههای فلزی از تیرآهنهای IPE، INP و نبشی برای ساخت اسکلت پله و از ورقهای معدنی، سرامیک یا چوب برای ساخت کفپوش پله استفاده میشود.
- پلههای بتنی: در ساخت پلههای بتنی از تیرآهنهای IPE یا INP برای ساخت قالب پله و از بتن آرمه برای ساخت بدنه پله استفاده میشود.
نمای ساختمان:
از تیرآهن در ساخت اسکلت فلزی نما و همچنین برای ایجاد برخی از المانهای نما مانند سایبان و بالکن استفاده میشود.
- اسکلت فلزی نما:در نماهای مدرن و کلاسیک از اسکلت فلزی برای ایجاد زیرساخت نما و همچنین برای نصب المانهای نما مانند سنگ، آجر و شیشه استفاده میشود.
- سایبان و بالکن: از تیرآهن برای ساخت اسکلت فلزی سایبان و بالکن و همچنین برای نصب کفپوش و نردهها استفاده میشود.
انتخاب نوع تیرآهن مناسب برای هر کاربرد به عوامل مختلفی مانند بار وارده، دهانه مورد نظر، شرایط آب و هوایی و محدودیتهای اقتصادی بستگی دارد. در هنگام انتخاب تیرآهن باید به استانداردهای تولید، کیفیت ظاهری و مشخصات فنی تیرآهن توجه کرد.
5.بهترین کارخانه های تولید تیرآهن
تعیین بهترین کارخانه تولید تیرآهن به عوامل مختلفی مانند نوع تیرآهن مورد نظر، کیفیت محصول، قیمت، خدمات پس از فروش و محدودیتهای منطقهای بستگی دارد. با این حال، به طور کلی میتوان گفت که برخی از کارخانههای تولید تیرآهن در ایران از جمله:
- کارخانه ذوب آهن اصفهان:این کارخانه بزرگترین تولیدکننده تیرآهن در ایران است و انواع تیرآهن IPE، INP، H و لانه زنبوری را با کیفیت بالا تولید میکند.
- کارخانه فولاد خوزستان:این کارخانه دومین تولیدکننده بزرگ تیرآهن در ایران است و انواع تیرآهن IPE، INP و H را با کیفیت مناسب و قیمت رقابتی تولید میکند.
- کارخانه فولاد کاوه:این کارخانه انواع تیرآهن IPE، INP و تیرچه را با کیفیت بالا و خدمات پس از فروش مناسب تولید میکند.
- کارخانه فولاد ساوه:این کارخانه انواع تیرآهن IPE و INP را با کیفیت مناسب و قیمت مناسب تولید میکند.
علاوه بر کارخانههای ذکر شده، کارخانههای دیگری نیز در ایران وجود دارند که تیرآهن با کیفیت تولید میکنند. کارخانهای را انتخاب کنید که حمل و نقل تیرآهن از آن به محل پروژه مقرون به صرفه باشد.
6.بهترین نوع تیرآهن در بازار ایران
تعیین بهترین نوع تیرآهن در بازار ایران به نیازها و شرایط خاص هر پروژه بستگی دارد.
با این حال، به طور کلی میتوان گفت که برخی از تیرآهنهای موجود در بازار ایران از جمله:
- تیرآهن IPE ذوب آهن اصفهان:این تیرآهن از نظر کیفیت، مطابقت با استانداردها و تنوع سایز، جزو بهترین تیرآهنهای موجود در بازار ایران است. از این تیرآهن در اسکلتبندی ساختمانها، پلها، سولهها و سایر سازههای فلزی استفاده میشود.
- تیرآهن هاش:تیرآهنهای هاش به دلیل شکل H شکل خود، از مقاومت و استحکام بالایی برخوردار هستند و برای ساخت سازههای سنگین مانند پلها و سولهها مناسب هستند.
- تیرآهن لانه زنبوری:این تیرآهن به دلیل وجود حفرههایی در بدنه خود، وزن سبکتر و قیمت مناسبتری نسبت به تیرآهنهای IPE و هاش دارد. از تیرآهن لانه زنبوری در ساخت اسکلتهای فلزی با دهانههای بلند و همچنین برای عبور لولهها و تاسیسات استفاده میشود.
در نهایت، توصیه میشود برای انتخاب بهترین نوع تیرآهن برای پروژه خود، با یک مهندس سازه مشورت کنید.
7.تست و آزمایش تیرآهن برای انتخاب و استفاده از تیرآهن
تیرآهنها قبل از عرضه به بازار، باید مطابق با استانداردهای مربوطه تست و آزمایش شوند تا از کیفیت و مطابقت آنها با استانداردها اطمینان حاصل شود. این آزمایشها شامل موارد زیر است:
- آزمایش کشش: در این آزمایش، مقاومت کششی تیرآهن در برابر نیروی کشش اندازهگیری میشود.
- آزمایش خمشی: در این آزمایش، مقاومت خمشی تیرآهن در برابر نیروی خمشی اندازهگیری میشود.
- آزمایش ضربه: در این آزمایش، مقاومت ضربه تیرآهن در برابر ضربه ناگهانی اندازهگیری میشود.
- آزمایش سختی: در این آزمایش، سختی تیرآهن اندازهگیری میشود.
- آزمایش ابعادی: در این آزمایش، ابعاد تیرآهن مانند طول، عرض، ضخامت و ارتفاع مقطع آن اندازهگیری میشود.
- آزمایش جوشپذیری: در این آزمایش، قابلیت جوش خوردن تیرآهن به سایر قطعات فولادی بررسی میشود.
- آزمایش خوردگی: در این آزمایش، مقاومت تیرآهن در برابر خوردگی و زنگ زدگی بررسی میشود.
انجام این آزمایشها توسط آزمایشگاههای معتبر و ارائه گواهی نامههای مربوطه از طرف فروشنده، ضمانتی برای کیفیت و مطابقت تیرآهن با استانداردها است.
توجه: عدم انجام تست و آزمایشات لازم بر روی تیرآهن میتواند منجر به بروز مشکلاتی در سازه و به خطر افتادن جان افراد شود.
8.نصب تیرآهن
نصب تیرآهن یکی از مهمترین مراحل ساخت و ساز است که باید توسط افراد متخصص و با استفاده از ابزار و تجهیزات مناسب انجام شود. عدم دقت در نصب تیرآهن میتواند باعث ناپایداری و کاهش مقاومت سازه و در نهایت به خطر افتادن جان افراد شود. مراحل کلی نصب تیرآهن به شرح زیر است:
- آماده سازی محل نصب: قبل از نصب تیرآهن، باید محل نصب به دقت تراز و شاقول شود و از عدم وجود هرگونه مانع یا ناهمواری در محل نصب اطمینان حاصل شود.
- انتقال تیرآهن به محل نصب: تیرآهنها باید با استفاده از جرثقیل یا سایر تجهیزات مناسب به محل نصب منتقل شوند.
- قرار دادن تیرآهن در محل: تیرآهنها باید با دقت در محلهای تعیین شده قرار داده شوند و از تراز و شاقول بودن آنها اطمینان حاصل شود.
- اتصال تیرآهنها: تیرآهنها باید با استفاده از جوش، پرچ یا سایر روشهای اتصال مناسب به یکدیگر متصل شوند.
- بازرسی نهایی: پس از اتمام نصب، باید یک بازبینی نهایی از کلیه اتصالات و درزها انجام شود تا از استحکام و ایمنی آنها اطمینان حاصل شود.
توجه: عدم رعایت نکات ایمنی هنگام نصب تیرآهن میتواند منجر به بروز حوادث ناگوار و جبران ناپذیری شود.
9.تفاوت تیرآهن هاش سبک و تیرآهن هاش سنگین
تیرآهنهای هاش (H) به دو دسته کلی تیرآهن هاش سبک (HEA) و تیرآهن هاش سنگین (HEB) تقسیم میشوند. این دو نوع تیرآهن از نظر شکل ظاهری شبیه به یکدیگر هستند، اما در برخی از ابعاد و ویژگیها با هم تفاوت دارند.
تفاوتهای اصلی تیرآهن هاش سبک و تیرآهن هاش سنگین عبارتند از:
در ضخامت بال و جان:
- تیرآهن هاش سبک:ضخامت بال و جان تیرآهن هاش سبک کمتر از تیرآهن هاش سنگین است. به همین دلیل، تیرآهن هاش سبک برای دهانههای کوتاهتر و بارهای سبکتر مناسب است.
- تیرآهن هاش سنگین:ضخامت بال و جان تیرآهن هاش سنگین بیشتر از تیرآهن هاش سبک است. به همین دلیل، تیرآهن هاش سنگین برای دهانههای بلندتر و بارهای سنگینتر مناسب است.
در وزن:
- تیرآهن هاش سبک: به دلیل ضخامت کمتر بال و جان، تیرآهن هاش سبک وزن کمتری نسبت به تیرآهن هاش سنگین دارد.
- تیرآهن هاش سنگین: به دلیل ضخامت بیشتر بال و جان، تیرآهن هاش سنگین وزن بیشتری نسبت به تیرآهن هاش سبک دارد.
درکاربرد:
- تیرآهن هاش سبک: از تیرآهن هاش سبک در اسکلتبندی ساختمانهای مسکونی و تجاری با دهانههای کوتاه، خرپاها، پوشش سقفها و … استفاده میشود.
- تیرآهن هاش سنگین: از تیرآهن هاش سنگین در اسکلتبندی سولهها، پلها، ساختمانهای بلند مرتبه، و سایر سازههای سنگین استفاده میشود.
در قیمت:
- تیرآهن هاش سبک: به دلیل وزن کمتر، قیمت تیرآهن هاش سبک از تیرآهن هاش سنگین کمتر است.
- تیرآهن هاش سنگین: به دلیل وزن بیشتر، قیمت تیرآهن هاش سنگین از تیرآهن هاش سبک بیشتر است.
توصیه میشود برای انتخاب بهترین نوع تیرآهن برای پروژه خود، با یک مهندس سازه مشورت کنید.
10. راهنمای خرید برای انتخاب و استفاده از تیرآهن
خرید تیرآهن یکی از مهمترین مراحل ساخت و ساز است و باید با دقت و ظرافت زیادی انجام شود. انتخاب نوع تیرآهن مناسب، توجه به کیفیت محصول، قیمت و خدمات پس از فروش، از جمله فاکتورهای مهمی هستند که باید در هنگام خرید تیرآهن به آنها توجه کنید.
در ادامه، نکاتی که باید هنگام خرید تیر آهن به آن توجه کنید را با هم بررسی میکنیم:
تعیین نوع تیرآهن مورد نیاز:
- نوع سازه و کاربری آن را مشخص کنید.
- دهانهها و بارهای وارده بر تیرآهن را محاسبه کنید.
- با توجه به نوع سازه، دهانهها و بارهای وارده، نوع تیرآهن مناسب را انتخاب کنید.
انتخاب کارخانه تولید کننده:
- از برندهای معتبر و شناخته شده تیرآهن خرید کنید.
- از کیفیت محصولات کارخانههای مختلف اطمینان حاصل کنید.
- قیمت تیرآهن را در کارخانههای مختلف مقایسه کنید.
بررسی کیفیت تیرآهن:
- از گواهی نامههای مربوط به تست و آزمایشات انجام شده بر روی تیرآهن را از فروشنده بخواهید.
- علامت استاندارد ملی ایران را بر روی تیرآهنها بررسی کنید.
- به طور ظاهری تیرآهنها را از نظر صاف بودن، عیوب ظاهری و زنگ زدگی بررسی کنید.
محاسبه متراژ تیرآهن:
- با توجه به نقشههای فنی، متراژ تیرآهن مورد نیاز را محاسبه کنید.
- به مقدار ضایعات نیز توجه داشته باشید و کمی بیشتر از متراژ مورد نیاز تیرآهن خریداری کنید.
خرید تیرآهن:
- از فروشندگان معتبر و مجاز تیرآهن خرید کنید.
- فاکتور رسمی دریافت کنید.
- از نحوه حمل و نقل و بارگیری تیرآهن اطمینان حاصل کنید.
در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر یا مشاوره در زمینه خرید تیرآهن، میتوانید با کارشناسان ما تماس بگیرید.
سوالات متداول:
- بهترین کارخانه تولید تیرآهن در ایران کدام است؟
تعیین بهترین کارخانه به نیاز شما بستگی دارد. ذوب آهن اصفهان، فولاد خوزستان، فولاد کاوه و فولاد ساوه از جمله بهترین ها هستند. - بهترین نوع تیرآهن در بازار ایران کدام است؟
بهترین نوع تیرآهن به نیاز پروژه شما بستگی دارد. IPE ذوب آهن اصفهان، هاش و لانه زنبوری از جمله بهترین ها هستند. - به چه نکاتی برای خرید تیرآهن باید توجه کرد ؟
گواهی نامه، علامت استاندارد، برند معتبر، قیمت روز و … را بررسی کنید.