پرمصرفترین سایزهای تیرآهن در ساختمانسازی
سایزهای تیرآهن براساس نوع استاندارد آن مشخص میشود. تیرآهنها نیز مانند دیگر مقاطع فولادی باید مطابق با استانداردهای بین المللی ساخته شوند. در استانداردها مشخص می شود که هر تیرآهنی با چه مشخصات ظاهری و در چه ابعادی تولید شود. تا بتواند وظیفهی اصلی خود را که همان انتقال بار و مقاومت در برابر فشارهای درونی و بیرونی است، به درستی انجام دهد.
امروزه با پیشرفتهای فنی در صنعت فولاد، تولید تیرآهنها به روشهای مدرنتری انجام میشود که بهبود خواص مکانیکی و مقاومتهای ویژه آنها را تضمین میکند. این پیشرفتها شامل تغییرات در ترکیب شیمیایی فولاد و همچنین استفاده از تکنولوژی نورد پیشرفته است.
براساس استانداردها، تیرآهن در کشور ما؛ ایران در سه نوع اصلی IPE، INP، IPB ساخته میشود. هر کدام از این تیرآهنها علاوه بر تفاوت در شکل ظاهری، در سایزهای متفاوتی نیز تولید میشوند.
در برخی کشورها استانداردهای دیگری نظیر ASTM و JIS نیز برای تولید تیرآهن به کار میرود که برخی از این محصولات به دلیل واردات، در بازار ایران نیز عرضه میشوند.
پرمصرف ترین تیرآهن در ساختمان سازی
براساس تجربه و آمار تیرآهنهای ساخته شده تحت استاندارد IPE در ایران بیشترین استفاده را در پروژههای ساختمانی دارند. و به دلیل رایج بودن استفاده از آنها به تیرآهن معمولی معروف شدهاند. در میان سایزهای این نوع تیرآهن، سایز 14، 16، 18، 20 بیشترین استفاده را دارند.
مصرف بالای این سایزها به دلیل تناسب بین وزن، مقاومت و قیمت آنها است. همچنین تیرآهنهای استاندارد IPE به راحتی در تمام نقاط کشور قابل تهیه هستند و گزینهای مناسب برای اکثر پروژههای عمرانی محسوب میشوند.
از آن جایی که در کشور ما بیشتر ساختمانها با ارتفاع معمول ساخته میشوند. و وزن و بار طبقات ساختمان در حد متعارف است، استفاده از تیرآهن 14 جوابگوی نیاز اکثر پروژههای ساختمانی است و میتوان گفت که در ایران پرمصرف ترین تیرآهن در ساختمان سازی تیرآهن 14 استاندارد IPE است.
در برخی مناطق که نیاز به سازههای مقاومتر است، از سایزهای بزرگتر نظیر 18 و 20 نیز استفاده میشود. این انتخاب وابسته به شرایط اقلیمی و نوع پروژههای ساخت و ساز است.
شایان ذکر است که تیرآهنها مقاطع فولادیای هستند که نه تنها در ساختمان سازی که در صنایع مختلف دیگر نیز کاربرد دارند.
تیرآهن سایز 14
تیرآهن سایز 14 که تحت هر کدام از استانداردهای تیرآهن تولید می شوند، به عنوان مقطع فولادی نسبتاً سبک شناخته میشود. وزن هر متر از این تیرآهن پرکاربرد میتواند بین 12.9 تا 33.7 کیلوگرم متغیر باشد. بسته به کارخانه سازنده و نوع استاندارد آن مشخص می شود.
تیرآهن سایز 14 به دلیل تقاضای بالا توسط بیشتر کارخانجات داخل کشور تولید میشود و در ساخت ستون، خرپا، نعل، پوشش سقف و … از آن استفاده میکنند.
در سالهای اخیر، برخی کارخانجات داخلی شروع به تولید تیرآهن سایز 14 با کیفیت صادراتی کردهاند که علاوه بر بازار داخلی، به کشورهای همسایه نیز صادر میشود.
تیرآهن سایز 16
سایز 16 تیرآهن در میان سایر سایزهای تیرآهن در ساختمان سازی مصرف بیشتری دارد. از تیرآهن 16 در ساخت ستونها، خرپاها، نعل، تیر در پوششهای سقفی و هم چنین پلهای لانه زنبوری استفاده میشود.
شایان ذکر است که قیمت تیرآهن 16 با توجه به وزن آن تعیین میشود.
با توجه به پروژههای صنعتی و زیرساختی جدید در کشور، تقاضا برای تیرآهن سایز 16 رو به افزایش است. برخی از این تیرآهنها در پروژههای راهسازی و زیرساختهای بزرگ نیز کاربرد دارند.
تیرآهن سایز 18
یکی دیگر از پر کاربردترین سایزهای تیرآهن ، سایز 18 است. تیرآهن 18 نسبت به تیرآهن 16 و 14 سنگین تر و بالطبع از مقاومت بالاتری نیز برخوردار است.
وزن هر شاخه از تیرآهن سایز 18 به 230 کیلوگرم میرسد. وزن زیاد تیرآهن سایز 18 دلیل استفاده از این سایز تیرآهن، در سازههای عظیم و ساختمانهای بزرگ می باشد و کاربردهای صنعتی بیشتری دارد.
در نظر داشته باشید به دلیل وزن بالا قیمت تیرآهن 18 نسبت به سایر سایزهای تیرآهن بیشتر است.
در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی نیز به دلیل استحکام و توان تحمل بار بالا، از تیرآهن سایز 18 به طور گسترده استفاده میشود.
محاسبه وزن تیرآهن
وزن تیرآهن بعد از سایز، یکی از مهمترین ویژگیهای تیرآهن به شمار میرود که هم در تعیین قیمت و هم در تعیین کاربری آن، حائز اهمیت است.
وزن تیرآهنها براساس استاندارد و کارخانجات سازنده متغیر است. برای محاسبهی وزن تیرآهن نوع آن یکی از متغیر هایی است که باید در بگیرید و با توجه به این پارامتر از یکی از فرمولهای زیر استفاده کنید:
فرمول محاسبه وزن تیرآهن IPE
طول تیرآهن به متر × وزن یک متر در جدول اشتال= وزن تیرآهن نوع IPE
برای مثال اگر قرار است وزن تیرآهن سایز 18 ، استاندارد IPE در طول 12 متر را بدست آورید، باید ابتدا به جدول اشتال وزنی تیرآهن در سایت آراد آهن مراجعه نمایید. و وزن یک متر از سایزهای تیرآهن مورد نظر را پیدا کنید و سپس مطابق فرمول، وزن تیرآهن با سایز مورد نظر را بدست آورید :
225.6 = 12 × 18.8
با پیشرفت تکنولوژی، نرمافزارهای تخصصی محاسبهی وزن و ابعاد تیرآهن نیز در دسترس مهندسان قرار گرفته است که به سادهتر شدن این فرآیند کمک میکند.
محاسبه فرمول وزن تیرآهن لانه زنبوری
تیرآهن لانه زنبوری نوعی تیرآهن با ارتفاع و پهنای بسیار زیاد است. که برای کاهش وزن آن، حفرههای به شکل شش ضلعی بر روی جان آن ایجاد میکنند. دلیل نامگذاری این تیرآهن شباهت بین حفرههای شش ضلعی آن با کندوی زنبور عسل است.
استفاده از این تیرآهن به دلیل مقاومت بسیار بالا در ساختمانهای بسیار بزرگ مثل سالنها، انبارها و… و در سازههای عظیم چون پلها کاربرد دارد.
برای محاسبهی وزن تیرآهن لانه زنبوری که با علامت اختصاری CNP شناخته میشود، از فرمول زیر استفاده میکنند:
طول تیر لانه زنبوری در واحد متر × وزن یک متر براساس جدول اشتال = وزن تیر آهن لانه زنبوری
استفاده از تیرآهن لانه زنبوری در انبارهای بزرگ صنعتی و سالنهای تولید بسیار رایج شده است، زیرا این نوع تیرآهن توانایی تحمل بارهای سنگین را در عین کاهش وزن کلی سازه داراست
محاسبه فرمول وزن تیرآهن دوبل
گاهی در ساخت ستونها به دلیل وزن زیاد طبقات استفاده از تنها یک تیرآهن کافی نیست. در این مواقع دو تیرآهن IPE را به صورت موازی با یکدیگر جوش میدهند و در ساخت ستون از آن با عنوان تیر دوبل استفاده میکنند. این روش در ساختمانهای بلند مرتبه و برجهای مسکونی یا تجاری که نیاز به استحکام بسیار بالایی دارند، مورد استفاده قرار میگیرد.
به دلیل استفاده رایج از تیرآهن دوبل محاسبهی وزن آن نیز امری ضروری به نظر میرسد. برای این کار میتوانید از فرمول زیر استفاده کنید:
(طول تیرآهن× 2 ) × وزن یک متر براساس جدول اشتال = وزن تیرآهن دوبل
جدول اشتال تیرآهن
در فرمولهای بالا به جدول اشتال اشاره کردیم، منظور از جدول اشتال کتابچهی از جدولهای مهندسی مفیدی است که اطلاعات دقیق و کامل مهندسی مربوط به هر کدام از مقاطع فولادی از جمله انواع تیرآهن در آن ذکر شده است.
این جدول برای صرفهجویی در زمان و جلوگیری از خطاهای معمول در محاسبات مهندسی طراحی شده است و سازندگان میتوانند با مراجعه به آن محاسبات دقیقتری و مطمئنتری انجام دهند.
در قسمت مربوط به تیرآهن در جدول اشتال IPE مشخصاتی چون: ضخامت، ارتفاع و عرض جان و بال، چگالی و وزن سایزهای مختلف درج شده است.
جدول وزن تیرآهن یکی از مهمترین بخشهای جدول اشتال تیرآهن است که در آن وزن هر متر از تیرآهن محاسبه و نوشته شده است.
این وزن براساس ضرب مساحت سطح مقطع تیرآهن در چگالی آهن که معادل با 7/8 گرم بر سانتی متر مکعب است، به دست میآید.
همان طور که در فرمولهای بالا دیدید با داشتن وزن یک متر از تیرآهن و ضرب آن در طول تیرآهن به راحتی و باحذف مراحل محاسباتی زیاد میتواند وزن نهایی تیرآهن را به دست آورید.
نتیجه گیری
تیرآهنها به عنوان یکی از اصلیترین مقاطع فولادی در ساخت و ساز و صنایع مختلف، نقش کلیدی در تضمین استحکام و پایداری سازهها ایفا میکنند. انتخاب سایز مناسب تیرآهن بر اساس نوع پروژه و استانداردهای رایج، از جمله مهمترین عوامل در طراحی و اجرای سازهها محسوب میشود.
با توجه به کاربردهای متنوع تیرآهن در سازههای صنعتی و ساختمانی، شناخت ویژگیها و استانداردهای مختلف آن میتواند به انتخاب بهینهتر و کاهش هزینهها کمک کند. همچنین استفاده از ابزارهای مدرن محاسباتی و نرمافزارهای مهندسی، دقت در محاسبات را افزایش داده و اجرای پروژهها را تسهیل میکند.
سوالات متداول
1.تیرآهن IPE چیست و چه کاربردی دارد؟
تیرآهن IPE به دلیل یکنواخت بودن ضخامت بالها در سازههایی با باربری متعادل، مانند ساختمانهای مسکونی و تجاری، کاربرد گستردهای دارد.
2. تفاوت اصلی تیرآهن INP و IPE چیست؟
تفاوت اصلی در تغییر ضخامت بالها است؛ در تیرآهن INP ضخامت بالها از جان به انتها کاهش مییابد، در حالی که در IPE ضخامت یکنواخت است.
3. چرا تیرآهن IPB به عنوان تیرآهن بال پهن شناخته میشود؟
به دلیل داشتن بالهای بزرگتر و پهنتر نسبت به سایر انواع تیرآهن، که مقاومت و استحکام بیشتری را ارائه میدهد.
4. پرکاربردترین سایز تیرآهن در ایران کدام است؟
سایز 14 به عنوان پرکاربردترین سایز در ایران شناخته میشود، زیرا برای اکثر پروژههای ساختمانی معمولی مناسب است.
5. وزن تیرآهن چگونه محاسبه میشود؟
وزن تیرآهن با ضرب طول تیرآهن در وزن یک متر آن بر اساس جدول اشتال محاسبه میشود.
