تیر آهن چیست ؟ انواع و کاربردهای آن

تیرآهن چیست؟

تیرآهن نوعی پروفیل فولادی است که برای ساخت اسکلت سازه‌ها، ستون، خرپا و تیر مورد استفاده قرار می‌گیرد و قدرت لازم برای تحمل بارهای خمشی و لنگر برشی را دارد. این محصول یا به شکل حرف انگلیسی H تولید می‌شود یا I که هرکدام از این شکل‌ها نیز انواع مختلفی دارند. پروفیل‌هایی که به شکل H هستند با نام تیرآهن هاش شناخته می‌شوند.

این پروفیل‌ها معمولا از جنس فولاد ساخته می‌شوند؛ اما کارخانه‌های مختلف از آلیاژهای فولاد گوناگون استفاده می‌کنند که باعث می‌شود محصولاتشان در بعضی از ویژگی‌ها باهم تفاوت‌های جزئی داشته باشد. تیرآهن‌ها به صورت شاخه‌ای تولید می‌شوند و طول شاخه‌ها نیز معمولا ۶ یا ۱۲ متر است. سطح مقطع آن‌ها از دو بخش بال و جان تشکیل شده است که شکل آن‌ها با توجه به نوع تیرآهن تعیین می‌شود. جان تیرآهن قسمت افقی بدنه است و بال‌ها دو قسمت عمودی هستند که با زاویه ۹۰ درجه نسبت به جان قرار می‌گیرند.

معرفی انواع تیرآهن

در صنعت فولاد مدل‌های مختلفی از تیرآهن وجود دارد که از نظر شکل و کاربرد با یکدیگر متفاوت هستند. اما به طور کلی یک دسته از تیرآهن‌ها داری سطح مقطع «I» شکل هستند که به آن‌ها تیرآهن معمولی می‌گویند. دسته دیگر، سطح مقطع «H» شکل دارند که به آن‌ها تیرآهن‌های هاش یا بال‌پهن گفته می‌شود و در مصارف مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دو دسته بر اساس سایز و نوع بال‌ها به تیرآهن‌های زیر تفکیک می‌شوند:

تیرآهن بال نیم‌پهن  ( IPE)

این محصول پرکاربردترین نوع تیرآهن در بازار ایران است و به شکل I تولید می‌شود. کارخانه‌های ایرانی این محصول را مطابق با استانداردهای اروپا تولید می‌کنند؛ نقشه‌های ساختمان‌های ایرانی نیز بر اساس همین استانداردها کشیده می‌شود و به همین خاطر است که تیرهای IPE یا معمولی تا این اندازه کاربردی هستند. مهم‌ترین مشخصه این تیرها، اندازه برابر بال‌ها در تمام طول شاخه است.

تیرآهن هاش (IPB)

تیرآهن‌ هاش یا بال‌پهن از دیگر پروفیل‌های پرکاربرد در بازار ایران است که در پروژه‌های عمرانی بزرگ مانند ساخت مجتمع‌های تجاری، سوله کارخانه‌ها و… به کار می‌رود. اندازه بال و جان در این پروفیل‌های فولادی باهم برابر است و به همین خاطر ظاهری شبیه به H دارد. این محصول در دو نوع سبک و سنگین تولید می‌شود؛ نوع سبک آن با نماد HEA و نوع سنگین آن با نماد HEB شناخته می‌شود. محصولات سبک و سنگین سایزهای یکسانی دارند، اما ضخامتشان باهم متفاوت است و همین مسئله باعث تفاوت در وزنشان می‌شود.

تیرآهن (INP)

این تیرآهن‌ها هم به شکل I هستند، اما فرم بال‌هایشان با نوع IPE متفاوت است. در تیرآهن‌های INP ضخامت بال‌ها با نزدیک شدن به جان افزایش پیدا می‌کند، به همین دلیل وقتی از روبه‌رو به این محصول نگاه می‌کنید، بال‌های آن شیب‌دار است. تیرهای INP مطابق با استاندارد چین و روسیه تولید می‌شوند. بعضی از پروژه‌های عمرانی ایران از این تیرآهن‌های INP استفاده می‌کنند و به همین خاطر این محصولات از کشورهایی چون چین، روسیه و کره به ایران وارد می‌شوند.

تیرآهن لانه زنبوری (  CPE)

در بدنه تیرآهن‌های لانه زنبوری حفره‌های هشت ضلعی که شبیه به کندوی زنبور هستند، وجود دارد و این مهم‌ترین وجه تمایز این پروفیل‌های فولادی با سایر انواع تیرآهن است. با وجود این حفره‌ها، امکان عبور اتصالات و سیم از اسکلت سازه وجود دارد، اما مقاومت خمشی این تیرها نسبت به سایر انواع تیرآهن‌ها کم‌تر است. به همین دلیل معمولا بعد از عبور اتصالات و سیم‌ها، حفره‌های تیر را با مصالح مناسب پر می‌کنند. قیمت هر شاخه تیرآهن CPE نسبت به سایر محصولات مناسب‌تر است، زیرا حفره‌های خالی موجود در بدنه این پروفیل‌ها باعث می‌شود وزن آن‌ها نسبت به تیرهای دیگر کم‌تر باشد.

از انواع تیرآهن‌ها در چه جاهایی استفاده می‌شود؟

پرمصرف ترین تیرآهن‌ها، همان‌هایی هستند که برای افزایش استحکام اسکلت‌های فلزی ساختمان‌ها بیشتر به کار گرفته می‌شوند. به طور کلی، اسکلت‌بندی ساختمان‌ها بدون حضور تیرآهن‌ها ناممکن است و باید برای انتقال بار سازه فولادی یا بتنی به زمین از آن‌ها استفاده کرد.

 البته همان‌طور که گفته بودیم، ساختار خرپا، تیر و سازه‌های فلزی یا یتنی هم بدون وجود تیرآهن‌ها عملاً ممکن نخواهد بود. علت کاربرد، مصرف و استفاده بیشتر از تیرآهن‌ها در مقام مقایسه با سایر مقاطع فولادی، دلایل زیر هستند:

• پروسه نصب و اتصال تیرآهن‌ها آسان است
• دارای سرعت اجرای بالاتری نسبت به دیگر مقاطع فولادی هستند
• قابلیت اتصال تیرآهن‌ها به یکدیگر وجود دارد
• اسکلت‌بندی ساختمان‌های مرتفع با استفاده از آن‌ها به راحتی ممکن خواهد بود.

مزایای استفاده از تیرآهن

از مزایای استفاده از تیرآهن می‌توان به مواردی از جمله:

• بعد از اتمام سازه امکان توسعه وجود دارد.
• اتصال چندین قطعه به یکدیگر را امکان‌پذیر می‌کند.
• قطعاتی می‌باشند که به صورت پیش‌ساخته در کارخانه‌ها هستند.
• اجرا و نصب آن سرعت بالایی دارد.
• در ارتفاع‌های زیاد کاربرد فراوانی دارند.

 معایب استفاده از تیرآهن

تیرآهن معایبی نیز دارد که عبارت‌اند از :

• خوردگی فلزات در برابر عوامل خارجی: قطعات فلزی استفاده شده در ساختمان‌ها در برابر شرایط جوی از خود واکنش نشان می‌دهند؛ همین امر سبب کاهش ابعاد قطعات فلزی می‌شود. بنابراین با افزایش مخارج محافظت و نگهداری ساختمان روبه رو خواهیم شد.
   
• تمایل قطعات فلزی به کمانش: تمایل قطعات فلزی به کمانش به عنوان یک نقطه‌ضعف برای این محصولات به شمار می‌آید.
   
• اتصال نامناسب قطعات: اتصال قطعات فلزی به یکدیگر به طور معمول با پرچ و پیچ صورت می‌گیرد. اما در کشور ما اغلب اتصالات با جوش است، از سویی به دلیل عدم مهارت جوشکاران و عدم کنترل توسط مهندسین ناظر، بعدها با مشکلاتی روبه‌رو خواهد شد.

بهترین کارخانه‌های تولید تیرآهن در ایران

در ایران کارخانه‌های بسیاری در زمینه تولید تیرآهن فعالیت می‌کنند. محصولات این کارخانه‌ها کیفیتی در سطح بین‌الملل دارد و حتی بعضی از آن‌ها در زمینه صادرات نیز فعال هستند. معتبرترین کارخانه‌های تولیدکننده تیرآهن در ایران عبارتند از:

• ذوب آهن اصفهان
• کارخانه آریان فولاد بویین زهرا
• کارخانه فایکو مازندران
• کارخانه شاهین بناب
• کارخانه جهان فولاد غرب کرمانشاه
• مجتمع فولاد کوثر اهواز
• کارخانه فولاد ظفر بناب
• مجتمع ذوب و نورد احرامیان یزد