بررسی کاربرد تیرآهن در سازه های فولادی

در مطلب قبلی درباره فرآیند تولید تیرآهن توضیح دادیم در این مطلب به بررسی کاربرد تیرآهن می‌پردازیم. مقاطع فولادی در ساخت اسکلت برای اکثر ساختمان‌های صنعتی، پل‌ها و سازه‌های پیشرفته، قابل استفاده است. شما به عنوان یک مصرف کننده مقاطع فولادی، باید دانش کامل از این مقاطع داشته باشید. همان‌طور که می‌دانید، قبل از ساخت و نصب یک سازه فولادی، باید عملیات مختلفی از قبیل فرآیند برش، جوش و اتصال و نصب تنظیم شود. در این مطلب می‌خواهیم در مورد بررسی کاربرد تیرآهن در سازه‌های  فولادی صحبت کنیم. تا انتهای این مقاله، همراه ما باشید.

فایل صوتی این مطلب

کاربرد تیرآهن در سازه های فولادی

سه مورد از شایع‌ترین نوع تیرآهن ها عبارت‌اند از:

• W-شکل (باله پهن)
• S -شکل (تیرآهن به شکل I طبق استاندارد امریکا و شکل C (طبق استاندارد آمریکایی).
• شکل C

شکل W دارای سطوح باله داخلی و خارجی موازی باضخامت ثابت است، در حالی که S شکل شیب حدودی 17 درجه در سطوح باله داخلی دارد.

شکل C شبیه شکل S است که در آن سطح باله داخلی نیز تقریباً 17 درجه شیب دار است.

شکل S- طبق استاندارد آمریکایی “I-beam“ نامیده می‌شود. شکل S کمتر از شکل W استفاده می‌شود؛ چرا که مقاومت کمتری دارند و کمتر بافرم W- سازگاری دارند.

شکل 1 – اشکال سازه‌ای و طراحی آن‌ها.

شکل 2- اشکال سازه‌ای از نوع تیر آهن

کفی ستون

کاربرد تیرآهن در صفحات کفی ستونی نیز حائز اهمیت است .صفحات کفی ستونی ، صفحات فولادی باضخامت‌های مختلف هستند که در آن سوراخ‌ها دریل کاری تعبیه شده است. سوراخ‌ها باید کمی بزرگ‌تر از پیچ‌ها باشد تا تنظیمات جانبی ستون و کفی، بهب هترین شکل انجام شود.

اتصالات نبشی در شکل 4 نشان داده شده است.

پس از قرار دادن ورق کفی در موقعیت مشخص شده، بست های تراز، زیر چهار پیچ هر یک از صفحات کفی قرار داده شده است.

همان‌طور در شکل 5 -نشان داده شده است هر یک بر روی پیچ‌های لنگر نصب شده‌اند. بستهای تراز شامل مربع‌های فلزی با ضخامت 1/1/6 تا 3/4 اینچ هستند که برای تحمل وزن بار استفاده می‌شوند.

شکل 3- کفی ستون

شکل 4- انواع اتصال ستون به کفی

شکل-5 نصب کفی بر روی لنگرها و مجهز بست های تراز در زیر کفی

کاربرد تیرآهن در ستون‌ها

از تیرآهن‌های بال پهن، می‌توان برای ستون‌ها استفاده کرد. ستون‌ها همچنین ممکن است با جوشکاری یا پیچ کردن تعدادی دیگر سایر اشکال نورد شده، که معمولاً نبشی و صفحات هستند، به یکدیگر متصل شوند.

اگر سازه بیش از یک طبقه باشد، ممکن است لازم باشد ستون‌ها را به یکدیگر متصل کنیم. در صورت نیاز، طول ستون باید به‌قدری باشد که از سقف طبقه بالا بیرون زده شود.

این امر به ما اطمینان خواهد داد که اتصالات در بالای تیرک اتصال دهنده‌های پرانتزی یا تیرآهن قرار بگیرد تا با دیگر کار های طبقه دوم تداخلی نداشته باشند.

شکل-6 اتصال شاه تیرآهن بر روی ستون‌های لوله‌ای

شکل 7.- بخش ستون ساخته شده.

همان‌طور که در شکل 8 نشان داده شده است؛ هنگامی که اندازه ستون در محل اتصال کاهش می‌یابد، یک صفحه بین دو انتها برای تحمل وزن بار سازه استفاده می‌شود و صفحات پرکننده بین صفحات بارکش اتصال و باله‌های ستون کوچک‌تر قرار می‌گیرد؛ (مطالب شکل 9)

شکل 8.- اتصال ستون بدون تغییر اندازه.

شکل 9 اتصال ستون با تغییر در اندازه ستون.

تیرهای اصلی – شاه تیر

شاه تیرها، اعضای اصلی یک سازه فولادی هستندکه به صورت افقی استفاده می‌شوند. شاه تیرها از ستون به ستون دیگر و معمولاً در بالای ستون‌ها با پلت های اتصال، به یکدیگر متصل می‌شوند؛ همان‌طور که در شکل 10 نشان داده شده است.

شاه تیر با ساتفاده از نبشی، به ستون متصل می‌شود که یک طرف آن در طول باله تیرآهن و دیگری به ستون متصل می‌شود. عملکرد شاه تیر به‌منظور نگهداری تیرک‌های میانه هر طبقه است.

شکل 10 – نشستن شاه تیر بر روی ستونی با باله پهن

شکل 11-اتصالات نشیمنگاه

تیرک‌های میانی

کاربرد تیرآهن در تیرک ها بسیار مهم است. تیرک‌ها به‌طور کلی کوچک‌تر از شاه تیرها و ستون‌ها هستند و معمولاً به ستون‌ها به‌عنوان اعضای میانجی متصل می‌شوند. اتصالات تیرآهن در یک ستون مشابه اتصالات شاه تیرها به ستون هستند. تیرآهن‌ها به‌طور کلی برای حمل بارهای طبقه استفاده می‌شود.

از آنجایی که تیرک‌ها معمولاً به‌اندازه شاه تیرها مهم نیستند، روش‌های جایگزین دیگری برای طراحی آن‌ها وجود دارد. ساده‌ترین روش این است که تیرک را بین باله‌های بالا و پایین بر روی محور شاه تیر ببندیم؛ همان‌طور که در شکل 12 نشان داده شده است

شکل 12-اتصال ستون بدون تغییر سایز

شکل 13-انتهای نوع مقابل از بالا و یا مسدود شده از پایین

تیرهای باریک کرومیت

تیرک‌ها از یک سیستم سبک وزن و طویل استفاده می‌کنند که به‌عنوان پشتیبانی کف و سقف ساخته شده‌اند؛ همان‌طور که در شکل 14 نشان داده شده است.

تیرهای خرپایی معمولاً به‌عنوان یک تیرآهن به همان جهت عمل می‌کنند و گاه ممکن است نیاز به تیرآهن‌ها را مرتفع کنند. شما در شکل 15 متوجه خواهید شد که تیرک‌های کرومیت باید دارای یک سطح نشیمنگاه باشند. طول آن از یک تیر اصلی تا تیر اصلی دیگر است. (به شکل 16 نگاه کنید)

تیرهای خرپایی پیش ساخته طراحی شده برای مطابقت با نیازهای خاص باربری، قابل تهیه از شرکت‌های تولیدی است.

 خرپا

خرپاها بسیار سنگین‌ هستند و به صورت T  انگلیسی ساخته شده اند. بر خلاف تیرک‌های کرومیت، خرپاها می‌توانند به شکل تقریباً هر سیستم سقف سازگار باشند، و از این رو می‌توانند از کرومیت‌ها بسیار متنوع‌تر باشند.

سطح نشیمنگاه یک خرپا، معمولاً ستون است. خرپا ممکن است در سراسر کل ساختمان از ستون خارجی به ستون بیرونی فاصله داشته باشد. پس از احداث پایه، آن‌ها باید بین ستون‌ها بااتصال مورب قرار گیرند. این مورد نیز جزو کاربرد تیرآهن در سازه های عریض به حساب می آید.

شکل 14- خرپای پهن تیر به تیر آماده اتصال ورق‌های سقفی

نحوه اتصال نبشی‌ها

باله‌های نبش‌هایی که به‌عنوان اتصالات مورد استفاده قرار می‌گیرند با توجه به سطحی که به آن‌ها وصل می‌شوند، مشخص می‌شود.

باله نبشی‌هایی که به تیرآهن‌های فولادی یا متقاطع متصل هستند پاهای بیرون زده نامیده می‌شوند. خطوطی که در آن سوراخ‌ها در پا های زاویه قرار می‌گیرند خطوط اندازه گیری نامیده می‌شوند.

یک نمونه از اتصال کامل شده در شکل 19 نشان داده شده است. اصطلاحات مختلف و ابعاد ثابت برای یک زاویه اتصال استاندارد در شکل 20 نشان داده شده است.

شکل 19-خطوط اندازه گیری

شکل 20-طراحی استاندارد برای اتصال نبشی در کاربرد نبشی 4*4

در این مطلب تلاش شد تا کاربرد تیرآهن و استفاده آن در سازه های فولادی مطرح شود، امیدواریم این مطلب رضایت شما کاربران دانشنامه اصفهان آهن را به همراه داشته باشد.