آشنایی با انواع استاندارد تیرآهن
انواع استاندارد تیرآهن
در صنعت ساختمان‌سازی، تیرآهن به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین مصالح فلزی شناخته می‌شود که برای ایجاد سازه‌های مقاوم و پایدار مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به تنوع پروژه‌های ساختمانی و نیازهای متفاوت هر پروژه، تیرآهن‌ها بر اساس استانداردهای مختلفی تولید می‌شوند. این استانداردها تعیین‌کننده ابعاد، شکل و ویژگی‌های مکانیکی تیرآهن هستند و به مهندسان و معماران امکان می‌دهند تا بهترین نوع تیرآهن را برای سازه‌های خود انتخاب کنند. از جمله مهم‌ترین استانداردهای تیرآهن می‌توان به استاندارد IPE، INP و H اشاره کرد که هر یک کاربردها و ویژگی‌های منحصر به‌فرد خود را دارند. در ادامه به بررسی انواع استانداردهای تیرآهن و کاربرد آن‌ها در پروژه‌های ساختمانی خواهیم پرداخت.
آشنایی با انواع استاندارد تیرآهن
تیرآهن‌ها بر اساس استانداردهای مختلفی تولید می‌شوند که هر یک به ویژگی‌های خاصی از جمله ابعاد، شکل و کاربرد آن‌ها در سازه‌های مختلف اشاره دارد. از پرکاربردترین انواع تیرآهن می‌توان به تیرآهن IPE (استاندارد اروپا) با بال‌های موازی، تیرآهن INP (استاندارد چین و روسیه) با بال‌های شیب‌دار، و تیرآهن H یا بال پهن HEB و HEA که قدرت تحمل بار بیشتری دارد، اشاره کرد. انتخاب تیرآهن مناسب بسته به نوع سازه و بارگذاری آن، از اهمیت زیادی برخوردار است و به پایداری و ایمنی سازه کمک می‌کند.
ظاهر تیرآهن
مقطع عرضی تیرآهن‌ها به گونه‌ای طراحی شده که شبیه به شکل خاصی است.
بال (Flange): به دو لبه کناری تیرآهن “بال” یا “Flange” می‌گویند. بال‌ها وظیفه دارند که مقاومت تیرآهن در برابر نیروهای خمشی را افزایش دهند و به دلیل فشارهای وارد بر آن‌ها، نقش مهمی در استحکام تیرآهن ایفا می‌کنند.
جان (Web): بخشی از تیرآهن که میان دو بال قرار دارد و ضخامتی نسبتاً کم دارد، “جان” یا “Web” نامیده می‌شود. جان برای کاهش تنش‌های برشی طراحی شده و به استحکام کلی تیرآهن کمک می‌کند.
طراحی تیرآهن
در فرآیند طراحی و استفاده از تیرآهن‌ها، اصول مهمی وجود دارد که باید رعایت شود:
- مقاومت در برابر فشار: تیرآهن‌ها باید در برابر نیروهای وارده مقاومت کافی داشته باشند و دچار شکست نشوند. شکست تیرآهن عمدتاً به دلیل میزان سختی و سفتی آن رخ می‌دهد. در طراحی تیرآهن‌ها، مهندسان ضریبی برای تعیین میزان مقاومت در نظر می‌گیرند.
- تغییرات بار وارده: میزان باری که به تیرآهن در سازه وارد می‌شود متغیر است. انتخاب تیرآهن نامناسب یا ضعیف می‌تواند منجر به لرزش و ناپایداری سازه شود.
- مقاومت خمشی و کاهش هزینه: تیرآهن‌ها باید از نظر خمشی توان تحمل بارهای زیاد در طول کمتر را داشته باشند. هرچه تیرآهن در سطح مقطع مقاومت بیشتری در برابر خمیدگی نشان دهد، هزینه‌های ساخت نیز کاهش می‌یابد. همچنین، توجه به نمودار قیمت آهن می‌تواند در مدیریت بهتر هزینه‌ها مؤثر باشد.
استانداردهای تیرآهن
آشنایی با استانداردهای مختلف تیرآهن این امکان را به شما می‌دهد که به راحتی کیفیت و ویژگی‌های محصولات فولادی ارائه‌شده توسط شرکت‌های مختلف را ارزیابی کنید. این استانداردها کمک می‌کنند تا محصولات مرغوب‌تری خریداری کرده و از بهترین تولیدات کارخانه‌های معتبر بهره‌مند شوید. کارخانه‌هایی که از استانداردهای جهانی برای تولید تیرآهن پیروی می‌کنند، محصولاتی باکیفیت بالا و مقاوم ارائه می‌دهند.
شناخت این استانداردها به مهندسان این امکان را می‌دهد که سازه‌هایی با مقاومت بالا ایجاد کنند. تیرآهن‌ها معمولاً بر اساس ۴ نوع استاندارد تولید می‌شوند که هرکدام در پروژه‌های مختلف ساختمانی کاربرد دارند. در ادامه با معرفی این استانداردها، به بررسی کاربردهای مختلف آن‌ها خواهیم پرداخت.
تیرآهن‌های فولادی ضدزنگ که در ساختمان‌سازی و پل‌سازی استفاده می‌شوند، می‌توانند تأثیر زیادی در هزینه‌های نهایی داشته باشند. به همین دلیل مهندسان همیشه قیمت تیرآهن را به دقت دنبال می‌کنند. این تیرآهن‌ها که با نام I-beam نیز شناخته می‌شوند، در سه نوع استاندارد اصلی در بازار موجود هستند:
- تیرآهن IPE
- تیرآهن INP یا IPN
- تیرآهن IPB
تفاوت استانداردهای IPE، INP و IPB
تیرآهن IPE
یکی از معروف‌ترین استانداردها در تولید تیرآهن، IPE است که در کشورهای اروپایی و ایران به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. مشخصه بارز این تیرآهن، ضخامت یکسان بال‌ها در ابتدا و انتهای آن است که باعث محبوبیت آن شده است. این نوع تیرآهن بیشتر در ستون‌های خرپا، سقف‌ها و پل‌های لانه زنبوری به کار می‌رود. تیرآهن IPE بیشتر از کشورهای آلمان، کره، اسپانیا و لهستان وارد می‌شود و در بازار به‌عنوان تیرآهن چینی یا روسی نیز شناخته می‌شود. مقطع این تیرآهن به شکل I انگلیسی است و به دلیل ابعاد خاص خود، در اتصالات بسیار راحت نصب می‌شود.
تیرآهن INP یا IPN
این نوع تیرآهن از نظر ظاهری با IPE متفاوت است. بال‌های آن به صورت شیب‌دار طراحی شده‌اند، به این معنی که در ابتدا نازک هستند و به تدریج ضخیم‌تر می‌شوند. این تیرآهن‌ها بیشتر در ستون‌های اسکلت فلزی استفاده می‌شوند و به دلیل ساختار منحصر‌به‌فرد خود، مقاومت خاصی دارند. تیرآهن INP در سایزهای مختلف و با لبه‌های گرد تولید می‌شود.
تیرآهن IPB هاش
) تیرآهن هاش که به شکل حرف H انگلیسی است، بال‌هایی پهن‌تر از سایر انواع تیرآهن دارد. این تیرآهن به دلیل مقاومت بالا و سطح مقطع مربعی بیشتر در ساخت پل‌ها و سازه‌های سنگین کاربرد دارد. از دیگر مزایای آن می‌توان به سرعت بالای نصب و صرفه‌جویی در تعداد تیرآهن موردنیاز اشاره کرد. تیرآهن هاش در دو نوع سبک (IPBL) و سنگین (IPBV) تولید می‌شود.
تیرآهن لانه زنبوری (CPE)
تیرآهن لانه زنبوری به دلیل شکل ظاهری خاص خود قابل تشخیص است. این تیرآهن توانایی تحمل لنگر خمشی بیشتری نسبت به تیرآهن‌های معمولی دارد و در سازه‌هایی که نیاز به تحمل بارهای خمشی بالا دارند، استفاده می‌شود. از جمله مزایای این نوع تیرآهن، می‌توان به وزن کم، ممان اینرسی بالا و کاهش هزینه‌ها اشاره کرد.
تفاوت‌های تیرآهن‌های IPB، IPE و INP
تیرآهن‌های IPB، IPE و INP هر کدام ویژگی‌ها و استانداردهای منحصربه‌فردی دارند که باعث تمایز آن‌ها از یکدیگر می‌شود. در ادامه، مهم‌ترین تفاوت‌های این سه نوع تیرآهن بررسی شده است:
۱. استانداردهای تولید
تیرآهن‌های IPE معمولاً تحت استاندارد DIN آلمان، مانند DIN1025 تولید می‌شوند. در مقابل، تیرآهن‌های IPB که به عنوان تیرآهن H یا بال پهن شناخته می‌شوند، به سه دسته سبک، سنگین و فوق‌سنگین تقسیم می‌شوند و در سه گرید ST52، ST37 و ST44 ساخته می‌شوند. در ایران، گرید ST44 به دلیل مقاومت بالا، محبوبیت بیشتری دارد.
۲. تفاوت‌های ظاهری
تیرآهن IPE به دلیل بال‌های موازی و مقطع شبیه به حرف I، به‌راحتی قابل شناسایی است. این در حالی است که تیرآهن IPB با سطح مقطع H شکل، بال‌هایی با طول برابر با ارتفاع جان دارد. از طرف دیگر، تیرآهن INP نیز مشابه IPE، اما با بال‌های شیب‌دار است که ضخامت آن‌ها به تدریج از مرکز به سمت بیرون نازک‌تر می‌شود.
۳. کاربرد
تیرآهن IPB به دلیل سطح مقطع بزرگ‌تر، مقاومت بیشتری در برابر تنش‌های وارد شده دارد و گزینه مناسبی برای ستون‌ها و سازه‌های سنگین است. این تیرآهن در سازه‌هایی که طول آن‌ها بیشتر از ۳۰ متر است، به‌عنوان بهترین انتخاب برای ستون و تکیه‌گاه شناخته می‌شود. از سوی دیگر، تیرآهن‌های IPE و INP در ساخت پل‌ها و سازه‌های کوچک‌تر محبوبیت بیشتری دارند و به‌طور گسترده در اسکلت ساختمان‌های مختلف استفاده می‌شوند.
۴. تفاوت در قیمت
یکی از مهم‌ترین فاکتورهای تعیین قیمت تیرآهن، وزن آن است. در شرایط یکسان، تیرآهن IPB به دلیل وزن بیشتر، از نظر هزینه بالاتر از IPE و INP قرار دارد. اما به دلیل تنوع سایز و ضخامت، قیمت‌ها در هر دسته می‌تواند متفاوت باشد و بر اساس نیاز پروژه تعیین شود.
۵. مشخصات فنی
برای بررسی دقیق مشخصات فنی، از جدول اشتال استفاده می‌شود که در آن ویژگی‌های مختلفی مانند جرم، ممان اینرسی، مقاومت کششی و فشاری تیرآهن‌ها مشخص شده است. این اطلاعات به مهندسان کمک می‌کند تا با توجه به نیازهای سازه‌ای، نوع مناسب تیرآهن را انتخاب کرده و از ایمنی و استحکام سازه اطمینان حاصل کنند.
وزن و ابعاد استاندارد انواع تیرآهن
تیرآهن‌ها در سایزها و انواع مختلفی توسط کارخانه‌های مختلف تولید می‌شوند. هر کارخانه محصولات خود را مطابق با استانداردهای جهانی روانه بازار می‌کند. با این وجود، ممکن است تفاوت‌های جزئی در وزن تیرآهن‌های مشابه از نظر نوع و سایز وجود داشته باشد. به‌طور کلی، وزن تیرآهن‌ها بسته به سایز، کارخانه تولیدکننده و استاندارد تولید آن‌ها متفاوت است.
در حال حاضر، بسیاری از خریداران علاقه‌مند هستند تا پیش از خرید، از وزن دقیق تیرآهن‌ها بر اساس ویژگی‌هایی مانند کارخانه تولیدکننده، نوع تیرآهن و سایز مطلع شوند. معمولاً تیرآهن‌های موجود در بازار در ابعاد بین ۱۴ تا ۳۲ عرضه می‌شوند. اگر به دنبال اطلاعات دقیق‌تر در مورد مشخصات فنی و وزن هر یک از این تیرآهن‌ها هستید، پیشنهاد می‌شود به جدول اشتال مراجعه کنید که مشخصات دقیق و کامل هر سایز در آن آورده شده است.
روش‌های تشخیص استاندارد تیرآهن
هنگام خرید تیرآهن، معمولاً یک برگه شناسایی محصول همراه آن است که اطلاعاتی مانند استاندارد تیرآهن، سایز و مقاومت کششی محصول را شامل می‌شود. به‌عنوان مثال، INP_16_52 نشان می‌دهد که این تیرآهن با نمره ۱۶، دارای حداقل مقاومت کششی ۵۲ کیلوگرم بر سانتی‌متر است. همچنین در بسیاری از موارد می‌توان از روی ظاهر تیرآهن به‌راحتی نوع استاندارد آن را تشخیص داد. وزن هر شاخه، کیفیت ساخت و مقدار خرید نیز عواملی هستند که بر قیمت نهایی تیرآهن تأثیر می‌گذارند.
سخن پایانی
محصولات فولادی، به‌ویژه تیرآهن‌ها، با تنوع بالای خود به‌منظور تأمین نیازهای صنایع ساختمانی و عمرانی تولید می‌شوند. در این مطلب سه مورد از مهم‌ترین تیرآهن‌های رایج را معرفی کردیم. برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد انتخاب و قیمت تیرآهن، می‌توانید با کارشناسان دیجی آهن تماس بگیرید تا در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ سؤالات خود را دریافت کنید.