تیرآهن چیست؟ + آشنایی با انواع تیرآهن ساختمانی

تیرآهن به عنوان یکی از اصلی‌ترین و کاربردی‌ترین مقاطع فولادی در ساخت سازه‌های مقاوم شناخته می‌شود و از ویژگی‌ها و کاربردهای منحصربه‌فردی برخوردار است. تیرآهن‌ها همانند انواع مقاطع فولادی دیگر می‌توانند از تنوع بالایی از نظر سایز، شکل ظاهری، استاندارد تولید و … برخوردار بوده و هر کدام در پروژه‌های مختلفی به کار بروند. در ادامه این مطلب بررسی خواهد شد که تیرآهن چیست و تیرآهن‌های ساختمانی شامل چند نوع می‌باشند.

 

تیرآهن چیست؟

تیرآهن (Structural Beam) در اصل پروفیلی است که وظیفه دارد تنش‌های حاصل از نیروی برشی و لنگر خمشی را تحمل کند. این مقاطع فولادی می‌توانند به دو شکل I و H وجود داشته باشند و به صورت کلی از دو جز اصلی جان تیرآهن (پشت تا پشت) و بال‌ها تشکیل می‌شوند. تیرآهن‌ها اولین بار از دهه‌های ابتدایی قرن 19 مورد استفاده قرار گرفتند و تا امروز همچنان از متریال های اصلی پروژه‌های مختلف ساختمانی و … به شمار می‌روند.

به صورت کلی این مقاطع به‌گونه‌ای طراحی و ساخته می‌شوند که قسمت جان آن‌ها در برابر نیروهای برشی و بال‌ها در برابر گشتاور خمشی مقاومت بسیار خوبی دارند. از مهم‌ترین مزیت‌های انواع تیرآهن‌ها می‌توان به مواردی همچون افزایش سرعت ساخت‌وساز، استفاده راحت‌تر در ارتفاعات بالاتر، اشغال فضاهای کمتر در مقایسه با تیرهای بتنی، تحمل بالا در برابر فشار و ضربه، مقاومت در برابر تنش‌های فولادی، امکان توسعه سازه بعد از اتمام، اتصال چندین قطعه به یکدیگر و … اشاره کرد.

 

 

انواع تیرآهن ساختمانی

تیرآهن همچون ناودانی و انواع مقاطع فولادی دیگر می‌تواند بر اساس فاکتورها و پارامترهای متعددی دسته‌بندی شده و از تنوع بالایی برخوردار باشد و هر کدام از آن‌ها دارای ویژگی‌ها، قابلیت‌ها و کاربردهای متعددی هستند.

 

انواع تیرآهن بر اساس ویژگی‌ها

همان‌طور که گفته شد تیرآهن‌ها به واسطه خصوصیات منحصربه‌فردی همچون قدرت بالا، انعطاف‌پذیری عالی و همچنین مقاومت در برابر فشار و کشش و … کاربردهای صنعتی و غیر صنعتی متعددی دارند. این مقاطع می‌توانند بر اساس ویژگی‌ها به چند دسته تقسیم شوند که به شرح زیر می‌باشند:

• تیرآهن بال پهن که بیشتر در پروژه‌های ساختمانی، پل سازی، تونل سازی و … به کار رفته و مقاومت بالایی در برابر خمش دارد. این تیرآهن به شکل حرف I طراحی شده و از بال‌های پهن‌تری نسبت به سایر تیرآهن‌ها برخوردار است.
• تیرآهن T شکل که معمولاً برای قاب‌بندی به کار رفته و قابلیت تحمل وزن‌های سنگین را داشته و می‌تواند در برابر فشار مقاومت خوبی داشته باشد. در قسمت جان این تیرآهن جدایی برجسته‌تری وجود دارد که می‌تواند برابر خم شدگی مقاومت خوبی داشته باشد.
• تیر آهن IPE که دارای بال‌های افقی و یک قسمت عمودی به نام تار بوده و می‌توانند برابر خمش و فشارهای سخت مقاومت خوبی داشته باشند.
• تیر آهن گالوانیزه که از مقاومت بالایی برخوردار بوده و می‌تواند در پروژه‌های ساخت و ساز کاربردهای متعددی داشته باشد. این تیرآهن در برابر خراشیدگی، خوردگی و … مقاومت خوبی دارد.
• تیر آهن مسطح که می‌تواند فشارها را به خوبی توزیع کرده و از تمرکز آن‌ها بر یک نقطه جلوگیری می‌کند و در پروژه‌های سنگین بسیار کاربردی است.
• تیر آهن ساختمانی که به صورت مستطیل و استوانه‌ای تولید شده و در سازه‌های بتنی به کار می‌رود.
• تیر آهن زاویه ایی که با نام نبشی نیز شناخته شده و معمولاً به عنوان ستون قاب به کار می‌رود.

 

 

انواع تیرآهن بر اساس استانداردهای تولید

پارامتر دیگری که می‌تواند در دسته‌بندی انواع تیرآهن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار باشد، نوع استانداردهای تولید آن‌ها است. در اصل این مقاطع با استانداردهای مختلفی تولید شده و هر کدام می‌توانند ویژگی‌ها و کاربردهای منحصربه‌فردی داشته باشند.

• تیرآهن IPE که دارای بال‌هایی با ضخامت یکسان در قسمت بالا و پایین بوده و از تمامی استانداردهای اروپایی برخوردار است و در کشورهای اروپایی، کره، چین، روسیه و ایران بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• تیر آهن INP که بال‌های آن‌ها از ابتدا باریک و به تدریج ضخیم می‌شود و دارای یک شیب ملایم در ناحیه ضخیم بال‌ها خواهد بود. این تیرآهن‌ها در سایزهای 60 تا 800 میلی‌متر تولید می‌شوند.
• تیرآهن IPB که به شکل حرف انگلیسی H تولید شده و طول بال‌های آن از جان بیشتر می‌باشد. این تیرآهن‌ها می‌توانند به دو شکل V (تیرآهن سنگین) و L (تیرآهن سبک) تولید شده و ارتفاع آن‌ها از 100 تا 1000 میلی‌متر متفاوت است.
• تیرآهن CPE که با نام تیرآهن لانه زنبوری شناخته شده و از وزن کمی برخوردار است و قابلیت خم شدگی کمتری در مقایسه با سایر تیر آهن ها دارد.
• تیرآهن بلژیکی که در طول 6 تا 20 متر تولید شده و از ترکیب فولادهایی همچون ST52، ST44، ST33 و ST37 ساخته خواهد شد. این تیرآهن می‌تواند حدود 1100 درجه دما را تحمل کند.

 

انواع تیرآهن بر اساس سایز

از آنجایی که تیرآهن‌ها از پراستفاده‌ترین مقاطع فولادی در صنایع ساخت و ساز به شمار می‌روند، از تنوع بسیار زیادی از نظر سایز برخوردارند. در حقیقت هر کدام از انواع تیرآهن‌های IPE (استاندارد اروپا و ایران)، هم تیرآهن‌های INP (استاندارد چین و روسیه) و هم تیرآهن‌های IPB (بال‌پهن) از سایزهای متفاوتی برخوردار بوده و کاربردهای متعددی دارند. از رایج‌ترین سایزهای تیرآهن می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:

• تیرآهن سایز 12 که بین 10.4 تا 26.8 کیلوگرم وزن داشته و برای ساختن ستون، تیر و سقف به کار می‌رود و معمولاً تحت استاندارد IPE تولید می‌شود.
• تیرآهن سایز 14 که وزن آن بین 12.9 تا 33.7 کیلوگرم بوده و در دسته تیرآهن‌های سنگین قرار داشته و از پرمصرف‌ترین‌ها به شمار می‌رود و بیشتر برای ساخت ستون به کار می‌رود.
• تیرآهن 16 که از 15.8 تا 41.6 کیلوگرم وزن داشته و برای ساخت نعل و تیر به کار می‌رود. این تیرآهن می‌تواند از 6.9 تا 12 متر طول داشته باشد و مقاومت بالایی در برابر برش و خم شدگی دارد.
• تیرآهن 18 که می‌تواند از استانداردهای IPE، INP و IPB پیروی کند و جان آن حدوداً 18 سانتی‌متر و طول بال‌های آن حدود 9 سانتی‌متر است. این تیرآهن مقاومت بالایی در برابر تنش داشته و برای سازه‌های سنگین به کار می‌رود.
• تیرآهن سایز 20 که از تنوع بالایی برخوردار بوده و می‌تواند از 22.4 تا 60 کیلوگرم وزن داشته باشد و به دلیل مقاومت بالا و وزن زیادی که دارد در سازه‌های صنعتی و بزرگ استفاده می‌شود.

 

 

انواع تیرآهن بر اساس علامت اختصاری

تیرآهن‌ها را می‌توان در کنار سایز، استاندارد و ویژگی‌ها بر اساس علامت‌های اختصاری نیز دسته‌بندی کرد. بر همین اساس این سطح مقطع‌ها می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

• تیرآهن‌های اروپایی با علامت اختصاری INP که از پرکاربردترین تیرآهن‌ها بوده و طول آن‌ها در حدود 8 الی 16 متر و عرض آن هم 42،50،58 تا 215 میلی‌متر خواهد بود.
• تیرآهن‌های نیم پهن با علامت اختصاری IPE که دارای طول 8 تا 16 متر و عرض 46 میلی‌متر تا 220 میلی‌متر هستند.
• تیر آهن بال پهن با علامت اختصاری IPB که دارای طول 12 متر و سایزهای 100 تا 1000 میلی‌متر هستند و در دسته‌های سبک، سنگین و فوق سنگین تولید می‌شوند.
• تیرآهن لانه زنبوری با علامت اختصاری CPE که دارای طول 12 تا 18 متر و ارتفاع 27 سانتی‌متر بوده و از حفره‌های توخالی متعدد برخوردارند و کاربردهای منحصربه‌فردی دارند.

 

بیشتر بخوانید: مقایسه ناودانی سنگین با تیر آهن

 

جمع‌بندی

تیرآهن‌ها از جمله کاربردی‌ترین سطح مقطع‌های فولادی هستند که امروزه در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این محصولات می‌توانند بر اساس فاکتورهای متعددی همچون استانداردهای تولید، ویژگی‌ها، سایز، علامت اختصاری و … دسته‌بندی شوند و از تنوع بسیار زیادی برخوردارند.