تیرآهن چیست؟ انواع تیرآهن، مشخصات و کاربرد هرکدام

فهرست مطالب

• تاریخچه تیرآهن
• انواع تیرآهن بر اساس فرایند تولید
• تیرآهن نوردی
• تیرآهن اکسترود
• تیرآهن جوش داده شده
• تیرآهن پرچ شده
• انواع استاندارد تیرآهن
• تیرآهن استاندارد IPB
• تیرآهن استاندارد INP
• تیرآهن استاندارد IPE
• تیرآهن استاندارد CNP
• کارخانه های تولید تیرآهن در ایران
• نتیجه گیری

از آنجایی که تیرآهن یکی از مهم ترین مقاطع فولادی در صنعت و ساخت ساز است در این دانشنامه قصد داریم به طور مختصر با تیرآهن، انواع آن آشنا شویم.

• تاریخچه تیرآهن

در سال‌های ۱۷۳۰ و ۱۸۳۰ اختراعات گسترده در زمینه راه آهن باعث شد تا انگلستان در صدر تجارت و صنعت قرار گیرد. سپس شکلی از فلزات شامل آهن، چدن و فولاد شناخته شد. از این محصولات فلزی در ساخت دروازه‌ها، نرده‌ها و درب منازل استفاده می‌شد. فولاد و تیرآهن های فولادی در سال 1837 به تدریج به یک ماده اصلی ساختاری تبدیل شد و آهن جایگزین مناسبی برای چوب و تولید وسایلی هم چون ماشین آلات نساجی، ریخته گری و کوره های پخت و پز شد. اما با گذشت کمی زمان آهن هم شکست خورد و فولاد با تولید تیرآهن سهم بازار را در دست گرفت و نقش خود را در صنعت پیدا کرد.. در سال ۱۸۵۵ دوران مدرن ساخت تیر آهن‌های فولادی توسط هنری بسمر مخترع انگلیسی که روش‌های تولید جدید را ایجاد کرد، آغاز شد. در این زمان بسمر شروع به کار کرده و مجوز ساخت تیرآهن‌های فولادی مقرون به صرفه را دریافت کرد. در سال ۱۸۷۱ یک آتش سوزی در انباری در جنوب غربی شهر شیکاگو، باعث از بین رفتن ساختمان‌های چوبی و ضعیف شدن بافت شهری شد. در آن زمان، آتش سوری بزرگی که رخ داده بود خسارات زیادی به بار آورد. به همین دلیل نیاز به یک بازسازی بزرگ بود که به دنبال آن مصالح ساختمانی غیر قابل احتراق می‌توانست به این نکته مهم کمک کند. با گسترش و رشد شهرنشینی و کم بود فضا، شیکاگو شروع به ساخت ساختمان های بلند کرد و این کار منجر به رشد سازه های ساختمانی شد و کم کم تیرآهن بازار خود را گسترش داد..

• تیرآهن

یک مقطع فولادی به شکل  I  و H  است.  به بخش اصلی و میانه تیرآهن جان و به  لبه ها و کناره ی آن بال می گویند. از تیرآهن برای ، اسکله سازی، پل سازی، کشتی سازی، ماشین سازی و ... استفاده می شود. تیرآهن استفاده ی گسترده ای در صنعت و ساختمان دارد در ادامه با فرایند تولید و انواع استاندارد تیرآهن آشنا می شویم.

• فرایند تولید تیرآهن

برا اساس فرایندتولید، تیرآهن به 4 دسته تقسیم می شود:

1. تیرآهن نوردی
2. تیرآهن اکسترود
3. تیرآهن جوش داده شده
4. تیرآهن پرچ شده

• تیرآهن نوردی

ابتدا شمش‌های فولادی در کوره‌های با دمای بین ۱۰۰۰ تا ۱۲۵۰ درجه پیش‌گرم می‌شوند و بعد از رسوب زدایی در مرحله نورد گرم، با عبور از چندین غلتک شکل دهی می شود و تحت فشار قوی آب قرار می‌گیرند.  در نهایت سطح مقطع فولادی صاف و صیقلی می شود و به طول استاندارد برش داده می شود.

• تیرآهن اکسترود

 به وسیله فولاد ذوب شده توسط دستگاه اکسترود، طی فرایند اکستروژن تولید می شود. فرایند اکستروژن بدین صورت است که در ابتدا بیلت های استوانه ای شکل گرم می شوند و بعد از رسیدن به گرمای مطلوب وارد مخزن دستگاه پرس شده  و با پیستون به داخل قالب فشرده می شوند، سپس تیرآهن اکسترود شده از قالب خارج می شود.

• تیرآهن جوش داده شده

ورق های فلزی در مشخصات معین بریده می شود و جوش داده می شو دو در نهایت تیرآهن جوش داده شده تولید می شود.

• تیرآهن پرچ شده

برای تولید تیرآهن پرچ، ورق های فلزی بریده می شوند، یک سری سوراخ روی قطعات فولادی تعبیه می شود سپس توسط پرچ ها در کنار هم نگه داشته می شوند.

• انواع استاندارد تیرآهن

تیرآهن بر اساس استاندارد  به چهار دسته زیر تقسیم می شود.

1. تیرآهن IPB
2. تیرآهن INP
3. تیرآهن IPE
4. تیرآهن لانه زنبوری CNP

• تیرآهن IPE

یک تیرآهن I  شکل است که با استاندارد (I Profile Eroeenne) IPE ساخته  می شود. این مدل به تیر آهن اروپایی نیز معروف است و بیشتر در کشور های اروپا و ایران تولید می شود. در تیرآهن های IPE ضخامت بال ها کاملا یکنواخت و ثابت است. بیشترین استفاده از این نوع تیرآهن در پوشش سقف ها، ساخت تیرآهن لانه زنبوری، خرپا و ستون ها می باشد.

• تیرآهن INP

یک تیرآهن I شکل است که در ابتدا ضخامت بال آن ها نازک بوده و در انتها به تدریج ضخیم می شود. تفاوت INP با IPE تنها در ضخامت بال می‌باشد. این تیرآهن بیشتر مطابق با استانداردهای چین و روسیه تولید می شود. از کاربردهای تیرآهن INP می توان به استفاده از آن در سازه های مرتفع اشاره کرد.

• تیرآهن IPB یا H

یک تیرآهن به شکل H انگلیسی می باشد که  از دو بال پهن و یک جان تشکیل شده است و دارای مقاومت بسیار بالایی است. استانداردهای تولیدی تیرآهن هاش معمولا ST37،ST44  وST52  است. تیرآهن  هاش  به دو مدل تیرآهن هاش سبک (IPBL) و تیرآهن هاش سنگین (IPBV) تقسیم می شود. تیرهاش سبک نسب به تیرهاش سنگین، ضخامت بال کمتری دارد. در سازه هایی که نیاز به مقاومت بالا دارند از تیرهاش سنگین استفاده می شود زیرا دارای ضخامت بیشتری است. از تیرآهن IPB علاوه بر صنعت ساختمان سازی، در پل‌ سازی، اسکله ‌سازی، پالایشگاه، کشتی ‌سازی، سدسازی و ... استفاده می شود.

• تیرآهن CNP یا لانه زنبوری

یک تیرآهن به شکل  Iمی باشد که دارای برش های  ذوزنقه در طول جان است.  به همین منظور به آن تیرآهن لانه زنبوری می گویند. تیرآهن لانه زنبوری از تیرآهن IPE  به دست می آید که به دلیل حفره های شبکه ای که در جان خود دارد دارای وزن سبکی است. روند ساخت بدین صورت است که توسط شابلون روی جان تیرآهن خطوط شش ضلعی ترسیم شده و برش داده می شود، سپس دندانه های بالا و پایین را با دقت رو به روی هم قرار داده و از هر دو طرف آن را جوشکاری می کنند، برای اتصال دو نیمه بریده از جوش قوسی نیمه اتوماتیک استفاده می شود، این جوش باید به صورت بی نقص، خوب، سریع و مقرون به صرفه باشد.  

• روش های ساخت تیر لانه زنبوری

ساختن تیرهای لانه زنبوری به روش های برش برنول، برش کوپال، برش پانیر و برش لتیسکا انجام می شود:

• برش برنول: این روش در واقع به صورت گرم انجام می شود به صورتی که کارگر ماهر با شعله بنفش قوی گاز استیلن و اکسیژن به وسیله لوله برنول انجام می دهد.
• برش کوپال: به وسیله دستگاه های قطع کن سنگین که مجهز به گیوتین مخصوص هستند، تیرآهن را به شکل سرد در امتداد خط منکسر قطع می کند.
• روش پانیر: ابتدا باید تیر لانه زنبوری را ترسیم کرده و نمای طولی آن را کشیده به گونه ای که ارتفاع آن باید 1.5 برابر ارتفاع تیر آهن اولیه باشد، سپس خط آکس و دو خط کمکی افقی به تناوب خطوط عمودی مطابق استاندارد انجام شود.
• روش لیتسکا: در این روش نمای طولی آهن با ارتفاع محاسبه می شود.

از تیرآهن CNP در ساختمان سازی بلخص در بخش هایی از ساختمان که نیاز به عبور دادن تاسیسات، لوله ها و سیم برق است استفاده زیادی می شود. از دیگر کاربردهای تیرآهن لانه زنبوری می توان به ساخت سقف پارکینگ، راه‌پله، پل‌سازی، استفاده در دهانه‌های مهاربندی ‌نشده، طراحی قاب ‌های خمشی و ... اشاره کرد.

در اینجا در خصوص تیرآهن، استاندارد های تیرآهن و کاربرد های آن به صورت مختصر صحبت کردیم شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

سوالات کاربردی:

تیرآهن چیست؟

یک مقطع فولادی به شکل  I  و H  است.  به بخش اصلی و میانه تیرآهن جان و به  لبه ها و کناره ی آن بال می گویند.

انواع تیرآهن را نام ببرید:

• تیرآهن IPE
• تیرآهن INP
• تیرآهن IPB یا H
• تیرآهن CNP یا لانه زنبوری

تیرآهن لانه زنبوری چه نوع تیرآهنی است؟

یک تیرآهن به شکل I می باشد که دارای برش های  ذوزنقه در طول جان است.  به همین منظور به آن تیرآهن لانه زنبوری می گویند.

انواع  روش برش تیرآهن لانه زنبوری را نام ببرید.

برش برنول، برش کوپال، برش پانیر و برش لتیسکا