تیرآهن چیست و چند نوع دارد؟

تیرآهن به عنوان یکی از مهمترین مقاطع فولادی است که در پروژه‌های صنعتی و ساختمان‌سازی، کاربردهای فراوانی دارد. وظیفه‌ی اصلی آن، تحمل تنش‌های حاصل از نیروهای وارد شده بر آن است. این مقطع فولادی، انواع مختلفی دارد و کارخانه‌های متعددی در ایران وجود دارند که تولید‌کننده‌ی این محصول هستند. در این مقاله قرار است به صورت کامل در مورد این موضوع که تیرآهن چیست، چه انواعی دارد و هرکدام برای چه کاربردی استفاده می‌شوند صحبت کنیم.

فایل صوتی مطلب

فایل صوتی زیر برای آن دسته از مخاطبین مجموعه اصفهان آهن تهیه شده است که فرصت کافی برای مطالعه این مطلب نداشته و یا تمایل دارند در هنگام مطالعه به فایل صوتی مطلب نیز گوش دهند.

تیرآهن چیست؟

همان طور که گفته شد، تیرآهن یک پروفیل شناخته شده به دو شکل مقطع I و H است که کاربرد گسترده‌ای در صنعت و ساختمان‌سازی دارد. از انواع تیرآهن I، می‌توان به IPN و IPE و از انواع H، می‌توان به  HEA و HEB و HEM اشاره کرد. این نامگذاری بر اساس استاندارد اروپاست و در کشورهای مختلف اسامی متفاوتی دارد.

قیمت تیرآهن یکی از عوامل تعیین کننده در قیمت تمام شده ساختمان است؛ بنابراین بررسی روند روزانه آن برای افراد اهمیت زیادی دارد.

تیرآهن در بین مقاطع فولادی اهمیت زیادی دارند؛ به طوری که بدون این پروفیل، ساختمان‌های اسکلت فلزی، وجود خارجی نخواهند داشت. وظیفه‌ی اصلی این محصول، تحمل بار واردشده بر ساختمان است.

تیرآهن از دو بخش جان و بال تشکیل شده است. «جان تیرآهن» به عنوان بخش اصلی و میانی تیرآهن است، در حالی که «بال تیرآهن» به لبه‌ها و کناره‌های این محصول گفته می‌شود.

انواع سایزهای تیرآهن چیست؟

تیرآهن بااینکه انواع مختلفی دارد، از سایزهای متفاوتی برخوردار است که هرکدام کاربردهای متفاوتی دارند. برخی از سایزهای سنگین تیرآهن برای کاربردهای خاص استفاده می‌شوند.

• سایز 12
•  سایز 14
•  سایز 16
•  سایز 18
•  سایز 20
•  سایز 22
• سایز 24
•  سایز 27
•  سایز 30

 تاریخچه تیرآهن

تیرآهن به عنوان قطعه‌ی اولیه و مهم هر پروژه‌ی ساختمانی است که از ترکیب‌شدن تیر فلزی با عناصر چوبی به وجود می‌آید. در سال 1812 یعنی حدود 200 سال قبل، تیرآهن و فولاد معنی خاصی نداشت. در سال 1730 تا 1830 اختراعات زیادی در زمینه‌ی آهن‌آلات صورت گرفت. بعد از آن، شکل‌های مختلفی از فلزها شامل آهن، فولاد و چدن ساخته شدند که کاربردهای گوناگونی داشتند. در همان زمان اولیه‌ی اختراع این محصول فولادی، از آن به عنوان درب منازل مسکونی، نرده و مواردی از این قبیل استفاده می‌شد.

 معرفی انواع تیرآهن ساختمانی

تیرآهن، انواع مختلفی دارد و با توجه به خواص مکانیکی و شکل ظاهری آن، هر نوع این محصول دارای کاربردهای متفاوت در صنایع مختلف است. در ادامه، پیرامون مشخصات هر کدام از انواع تیرآهن به صورت جداگانه توضیح خواهیم داد.

تیرآهن IPE

این محصول به عنوان تیرآهن معمولی شناخته می‌شود و شکل ظاهری آن شبیه حرف انگلیسی I است. این تیرآهن، ضخامت ثابتی دارد و بال‌های ابتدایی و انتهایی آن یکسان‌اند. IPE مطابق با استانداردهای اروپایی تولید می‌شود و مخفف IPET در اصل، کلمه‌ی profile Eroeenne I است.

در ایران، سازه‌های طراحی‌شده در ساختمان‌سازی، معمولاً بر اساس این استاندارد هستند و به همین دلیل هم این محصول هم محبوبیت بالاتری بین مشتریان دارد و هم مصرف بالاتری نسبت به سایر تیرآهن‌های شناخته‌شده دارد.

تیرآهن‌ INP

این نوع تیرآهن نیز مانند IPE، از لحاظ ظاهری شبیه به I است و طبق استانداردهای روسیه و چین تولید می‌شود. تفاوت عمده‌ی این تیرآهن با نوع IPE این است که در INP، با فاصله‌گرفتن از جان، ضخامت بال کاهش می‌یابد.

 INP از نظر شکل ظاهری شباهت زیادی به IPE دارد و به همین دلیل، شناخت این دو نوع در نگاه اول ممکن است کار ساده و راحتی نباشد. بنابراین، بهتر است حتما در تشخیص تیرآهن دقت کافی داشته باشید.

تیرآهن هاش (بال‌پهن)

برای بسیاری از افراد سوال است که تیرآهن هاش چیست؟ تیرآهن بال‌پهن که به عنوان هاش شناخته می‌شود، یکی از انواع تیرآهن مورد استفاده در ساختمان‌سازی است. این محصول، در مجتمعات بزرگ تجاری، سوله‌ها و غیره استفاده می‌شود و بر حسب ضخامت به دو دسته تقسیم شده و طبق استانداردهای مختلف نامگذاری می‌شود.

طول بال تیرآهن هاش نسبت به IPE بیشتر است. دسته‌بندی و نامگذاری این نوع  به دو نوع سبُک HE-A و نوع سنگین HE-B است. بال‌پهن سنگین، نسبت به بال‌پهن سبک از ضخامت بیشتری برخوردار است؛ بنا بر این می‌توان نتیجه گرفت که وزن تیرآهن بال‌پهن سبک و سنگین در سایزهای مختلف، متفاوت است.

تیرآهن لانه زنبوری

تیرآهن لانه‌زنبوری یا شبکه، از لحاظ استاندارد و شکل ظاهری به صورت متنوع تولید می‌شود و در اختیار مشتری قرار می‌گیرد. این نوع تیرآهن در سال 1910 میلادی توسط فردی به نام هورتن اختراع شد و نامگذاری آن هم به دلیل شکل ظاهری این محصول است.

در اصل، وقتی که شما از روبه‌رو به این محصول نگاه می‌کنید، در پهنای جان آن، خانه‌های توخالی به شکل پنج‌ضلعی است که تداعی کننده‌ی شکل لانه‌ی زنبور است. هدف اصلی تیرآهن لانه‌زنبوری این است که تیر بتواند لنگر خمشی بزرگتری را در مقایسه با تیر نورد شده‌ی اولیه تحمل کند‌.

مزایا و معایب استفاده از تیرآهن چیست؟

تیرآهن، یکی از مهمترین مقاطع فولادی است و استفاده از آن در سازه‌های فولادی، مزایای زیادی دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد:

• برای اتصال قطعات مختلف به یکدیگر در سازه‌های فولادی مناسب هستند.
• اجرا و نصب آن سرعت بالایی دارد.
• تیرآهن‎ها در ارتفاع‌های زیاد، کاربردهای فراوانی دارند.
• قطعاتی هستند که به صورت پیش‌ساخته در کارخانه وجود دارند.

لازم به ذکر است که این مقطع فولادی در کنار تمام مزایایی که دارد، از معایبی هم برخوردار است که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم:

• ضعف در دمای زیاد: مقاومت ساختمان با افزایش دما کاهش پیدا می‌کند، یعنی اگر دمای اسکلت فلزی به 600 درجه‌ی سانتی‌گراد برسد، تعادل ساختمان به خطر می‌افتد.
• از بین‌ رفتن و خوردگی فلزات در مقابل عوامل خارجی: قطعات فلزی که در ساختمان‌سازی استفاده می‌شود، در اثر برخورد با عوامل خارجی دچار خوردگی می‌شوند و همین موضوع باعث کاهش ابعاد قطعات فلزی خواهد شد. بنابراین، در نهایت با افزایش هزینه‌های حفاظت و نگهداری ساختمان روبه‌رو خواهید شد.
• اتصال نامناسب قطعات به یکدیگر: در ساختمان‌های فلزی، اتصالات قطعات به یکدیگر با جوش، پرچ و پیچ صورت می‌گیرد، اما در بعضی مواقع ممکن است به دلیل عدم مهارت جوشکاران، این کار به درستی پیش نرود و پس از گذشت زمان، مشکلاتی برای پروژه‌های ساختمانی ایجاد شود.

فرآیند تولید تیرآهن

یکی از روش‌های متداول برای شکل‌دهی فلزات، نورد گرم است. فرآیند تولید تیرآهن، شامل مراحل گوناگون نورد است. نورد در اصطلاح به فرآیندی گفته می‌شود که در آن فلز به دمای نرم‌شوندگی خود می‌رسد.

فرآیند تولید تیرآهن به صورت کلی شامل مراحل زیر است:

•  ابتدا شمش فولادی با مقطع و طول مشخص داخل کوره‌های حرارتی نورد ریخته می‌شوند و بعد از این که به درجه حرارت مورد نظر می‌رسند، از مجموعه‌ی غلتک‌ها (قفسه‌های نورد ابتدایی) عبور داده می‌شوند و در نتیجه با این کار، مقطع آن کاهش و طول آن افزایش پیدا می‌کند.
• در مرحله‌ی آخر، با عبور از قفسه‌های نورد میانی و پایانی، به شکل تیرآهن در‌می‌آیند و در اندازه‌های مختلف، بُرش داده می‌شوند.

کاربرد انواع تیرآهن چیست؟

پروژه‌ی ساختمانی شما برای استحکام و مقاومت بیشتر به تیرآهن نیاز دارد.  در ادامه در مورد انواع کاربرد تیرآهن صحبت خواهیم کرد.

• کاربرد عمده‌ی این محصول در ساختمان‌هایی با اسکلت فلزی است که به عنوان ستون قرار می‌گیرد. از تیرآهن در زمینه‌های مختلفی استفاده می‌شود.
• در کفی ستونی و صفحات فولادی با ضخامت‌های مختلف می‌توان از این مقطع فولادی استفاده کرد. این کفی‌ها به دلیل قابلیت برش، جوش و پیچ‌کاری، برای اتصال نبشی به ستون‌ها مفید هستند. علاوه بر این، اگر ساختمان بیش از یک طبقه داشته باشد، از تیرآهن می‌توان به عنوان ستون یکپارچه استفاده کرد.
• یکی دیگر از کاربردهای مهم آن، استفاده از آن‌ به عنوان تیرهای اصلی یا شاه‌تیرها است. تیرآهن به عنوان شاه‌تیر می‌تواند به ستون‌ها متصل شود و تیرک‌های میانه‌ی هر طبقه را نگه دارد.
• از تیرآهن در ساخت خرپا هم استفاده می‌شود و تیرهای تراس را در کنار هم قرار می‌دهند تا در ساخت سوله، سقف و انبارها بتوانند از آن استفاده کنند.

کارخانه‌های تولید کننده تیرآهن

تیرآهن ذوب آهن یکی از تیرآهن‌های معروف و شناخته شده در بازار فولاد است که اکثر نیاز بازار داخل و همچنین خارج از کشور را تأمین می‌کند.

تیرآهن به عنوان تیر اصلی، نقش مهمی در تحمل وزن سازه دارد؛ بنا بر این، همه‌ی تولید‌کنندگان این مقطع فولادی باید استانداردهای لازم را در زمینه‌ی تولید رعایت کنند.

• جهان فولاد غرب کرمانشاه
• فولاد احرامیان در استان یزد
• گروه ملی اهواز
• فایکو ساری
• ناب تبریز
• ظفر بناب
• آرین فولاد
• ماهکار مشهد

سخن پایانی

در این مطلب درباره این موضوع که تیرآهن چیست صحبت کردیم. در ایران، کارخانه‌های متعددی در زمینه‌ی تولید این محصول فعالیت دارند که نحوه‌ی خرید از بعضی از این کارخانه‌ها، بدون واسطه و به صورت مستقیم است. با توجه به کاربرد تیرآهن در صنعت و ساختمان‌سازی، معامله‌ی این محصول بین فروشندگان، بازاریابان، پیمانکاران ساختمانی و سایر مصرف‌کنندگان انجام می‌شود.

سوالات متداول