تیرآهن چیست؟ معرفی انواع تیرآهن

تیرآهن‌ها یکی از مهم‌ترین مقاطع فولادی برای ساخت سازه‌هایی با اسکلت فلزی هستند و پس از میلگرد، پرفروش‌ترین محصول فولادی ساختمانی محسوب می‌شوند. تیرآهن‌ها براساس شکل سطح مقطع به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که هر یک برای کاربرد خاصی مناسب هستند. برای اینکه بتوانید با توجه به نیازهای پروژه خود و نقشه‌های طراحی سازه، بهترین انتخاب را بین انواع مختلف تیرآهن داشته باشید، باید بدانید که کاربرد هر نوع تیرآهن چیست و این محصولات چه مشخصات ساختاری و ابعادی دارند. ضمن اینکه، توجه به وزن و کیفیت تیرآهن یک فاکتور کلیدی در هنگام خرید این محصول است. در نتیجه، باید برترین کارخانه‌های تولیدکننده تیرآهن را نیز بشناسید تا در خرید کالای اصل و باکیفیت دچار اشتباه نشوید.

تیرآهن چیست؟

تیرآهن یک محصول فولادی است که به‌منظور تحمل بارهای سنگین جانبی، عمودی، پیچشی یا خمشی در بخش‌های مختلف سازه مانند ستون، تیرهای اصلی و فرعی، تیرهای پشتیبان و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول که معمولاً از جنس فولاد ساده کربنی (St52) است، قابلیت جوش‌پذیری عالی و استحکام بسیار بالایی داشته و به همین دلیل از آن برای ساخت سازه‌های فلزی استفاده می‌شود. ضمن اینکه، سازه‌های دارای اسکلت فلزی نسبت به سازه‌های بتنی از وزن کمتری برخوردار بوده اما معمولاً گران‌تر هستند. این امر به دلیل قیمت گران‌تر هر شاخه تیرآهن در مقایسه با میلگرد است.

معرفی اجزای مختلف تیرآهن

تیرآهن‌ها از دو قسمت اصلی شامل یک جان و دو بال متصل به جان ساخته شده‌اند. جان تیرآهن همان قسمت میانی و اصلی این محصول است و بال نیز به لبه‌های آن گفته می‌شود. اجزای مختلف تیرآهن می‌توانند از نظر ارتفاع، ضخامت و میزان انحنا متفاوت با یکدیگر باشند که بر همین دلیل نیز انواع مختلف تیرآهن‌ها تولید و عرضه می‌شوند.

تاریخچه تولید تیرآهن

تولید تیرآهن‌های I شکل به سال 1884 میلادی بازمی‌گردد. وقوع آتش‌سوزی در شیکاگو آمریکا در قرن نوزدهم میلادی، موجب تخریب کامل بسیاری از ساختمان‌های چوبی شد. پس‌ از آن بود که قانون منع استفاده از مصالح ساختمانی قابل اشتعال به اجرا درآمد و به دنبال آن آجر، سنگ و آهن برای ساخت‌وسازه‌های مختلف مورد استفاده قرار گرفتند. در این‌ بین، چدن و آهن بیشتر از سایر مصالح توجه‌ها را به خود جلب کردند؛ اما با رشد شهرسازی و لزوم ساخت سازه‌های مرتفع، استفاده از فولاد برای ساخت اجزای سازه‌ای افزایش چشمگیری یافت. در بازه زمانی سال 1875 تا 1920، تیرآهن‌ها به‌عنوان یک مقطع فولادی مهم ساختمانی مورد استفاده قرار گرفتند و پس از سال 1907، تیرآهن‌های هاش یا IPB برای اولین بار توسط شرکت Bethlehem ساخته شدند. در ادامه این مطلب با انواع مختلف تیرآهن آشنا خواهید شد.

آشنایی با انواع مختلف تیرآهن

تیرآهن‌ها بر اساس نوع و شکل سطح مقطعی که دارند و همچنین تحمل بار، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد.

تیرآهن IPE یا تیرآهن معمولی

تیرآهن IPE یا تیرآهن معمولی، متداول‌ترین نوع تیرآهن است که بر اساس استانداردهای اروپایی تولید می‌شود. به همین دلیل به این محصول تیرآهن اروپایی نیز گفته می‌شود. این نوع تیرآهن دارای بال‌های موازی و با ضخامت ثابت است که در سایزهای 80 الی 600 میلی‌متر تولید می‌شود. نام تیرآهن IPE مخفف عبارت I section-parallel flange-European است که به معنای تیر I شکل با فلنج یا بال‌های موازی و تولید شده بر اساس استاندارهای اروپایی است. نام دیگر تیرآهن اروپایی، تیرآهن W shape است که بر عبارت wide flange اشاره دارد.

تیرآهن INP

تیرآهن INP همانند تیرآهن اروپایی دارای مقطع I شکل بوده اما بال‌های آن به‌صورت شیب‌دار است. در این محصول با فاصله گرفتن از قسمت جان، ضخامت بال کاهش یافته و بال به‌صورت شیب‌دار درمی‌آید. حرف N در نام‌گذاری این تیرآهن بر عبارتnarrow flange دلالت دارد. تیرآهن INP در سایزهای 80 الی 600 میلی‌متر در بازار موجود است. این نوع تیرآهن از نظر تحمل بار ضعیف‌تر از تیرآهن IPE است و همین موضوع دلیلی برای قیمت ارزان‌تر این محصول است. به تیرآهن IPE، تیر S shape نیز گفته می‌شود. به طور معمول از تیرآهن INP در کشورهای روسیه و چین استفاده می‌شود.

تیرآهن IPB یا تیرآهن هاش

تیرآهن IPB دارای سطح مقطعی به شکل H است و به آن تیرآهن H shape یا تیر بال‌پهن موازی نیز گفته می‌شود. در این تیرآهن، ارتفاع بال برابر با ارتفاع جان است. لازم به ذکر است که تیرآهن هاش سنگین‌ترین نوع تیرآهن است که در سه نوع هاش سبک، هاش سنگین و هاش فوق سنگین تولید و به بازار عرضه می‌شود. این مقطع فولادی در سایزهای 100 الی 1000 میلی‌متر قابل‌ تولید است. برای ساخت تیرآهن هاش بر اساس وزن، از فولادهای St37 ،St44 و St52 استفاده می‌شود.

تیرآهن CNP یا تیرآهن لانه زنبوری

نوع خاصی از تیرآهن‌های فولادی وجود داردکه نسبت به انواع دیگر تیرآهن سبک‌تر و از قابلیت تحمل بار بالایی برخوردار هستند. این مقاطع که به آن‌ها تیرآهن لانه زنبوری گفته می‌شود دارای حفره‌های دایره‌ای یا شش‌ضلعی در قسمت جان بوده و این امر کاهش وزن آن‌ها را به دنبال دارد. لازم به ذکر است که در برخی کاربردها و برخی سازه‌ها، استفاده از تیرآهن لانه زنبوری به دلیل وزن پایین آن‌ها ممنوع است. این مقاطع فولادی در سایزهای 120 الی 300 در بازار موجود هستند.

انواع تیرآهن بر اساس نوع تحمل بار

در بالا به انواع تیرآهن فولادی بر اساس شکل ظاهری و خصوصاً نوع سطح مقطع آن‌ها اشاره شد. اما این مقاطع بر اساس نحوه تحمل بار نیز تقسیم‌بندی می‌شوند. انواع تیرآهن بر اساس نوع باربری عبارت‌اند از:

• تیرهای با تکیه‌گاه ساده: این تیرها نسبت به حرکت در راستای عمودی مقاوم هستند.
• تیرهای ثابت: این تیرها در هر دو انتها محدود و ثابت می‌شوند و قادر به چرخش نیستند.
• تیرهای آویزان: این نوع تیرها فراتر از تکیه‌گاه آن‌ها که در یک طرف قرار دارد، قابل گسترش هستند. تیر آویز به ارتفاعی از تیر که از زیر سقف طبقه بیرون زده اظاره دارد.
• تیرهای آویزان دوتایی: این تیرها از گشتاور چرخشی در هر دو انتهای تیر پشتیبانی می‌کنند و در هر دو قسمت دارای برآمدگی هستند.
• تیر پیوسته: این نوع تیرها شامل دو یا تعداد بیشتری تکیه‌گاه هستند که این تکیه‌گاه‌ها لزوما در انتهای تیر پیوسته قرار ندارند.
• تیر کانتیلیور: نوعی تیرآهن که در یک انتها ثابت است و قابلیت ارتعاش عمودی را دارد.
• تیر خرپایی: این تیر توسط میله یا کابل برای ساختن خرپا تقویت می‌شود.

کاربرد انواع تیرآهن چیست؟

همان‌طور که پیش‌تر به آن اشاره شد، مهم‌ترین کاربرد تیرآهن فولادی، استفاده از آن برای ساخت اسکلت سازه‌های فولادی است. در این سازه‌ها، تیرآهن در نقش اجزایی مانند ستون‌های اصلی (شاه‌تیر) ستون‌های فرعی، تیرهای پشتیبان سقف، ساخت تیرهای باریک کرومیت، ساخت خرپا، ساخت کفی ستون و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. ضمن اینکه، استفاده از تیرآهن در پل‌سازی، ساخت بندرها و اسکله، کشتی‌سازی و ساخت ماشین‌آلات صنعتی نیز بسیار رایج است.

برترین کارخانه‌های تولیدکننده تیرآهن

یکی از مهم‌ترین فاکتورها در هنگام خرید تیرآهن، توجه به برند و کارخانه سازنده آن‌هاست. کارخانه‌های معتبر تولیدکننده تیرآهن، این محصول را در وزن استاندارد که مطابق و یا نزدیک به وزن درج‌شده در جدول اشتال است تولید می‌کنند. هم‌چنین، استانداردهای ابعادی، ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی این محصولات وقتی توسط تولیدکنندگان معتبر ساخته شوند مطابق با بهترین و به‌روزترین استانداردهای ملی و بین‌المللی بوده و به همراه برگه آنالیز و کنترل کیفی به خریداران ارائه می‌شوند. بنابراین، شناخت برترین کارخانه‌های تولیدکننده تیرآهن در تعیین اصلت و کیفیت کالا بسیار لازم و ضروری است.

بهترین تیرآهن موجود در بازار ایران محصول کارخانه ذوب آهن اصفهان است که در بازار از آن تحت عنوان تیرآهن اصفهان یاد می‌شود. تیرآهن اصفهان دارای بیشترین تطابق وزنی با وزن درج‌شده در جدول اشتال تیرآهن است و به همین دلیل علی رقم قیمت بالای آن، طرفداران بسیار زیادی دارد. از دیگر کارخانه‌های تولیدکننده تیرآهن در ایران که محصولات استاندارد و باکیفیتی تولید می‌کنند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مجتمع جهان فولاد غرب (تیرآهن کرمانشاه)
• گروه ملی صنعتی اهواز (تیرآهن اهواز)
• کارخانه ناب تبریز (تیرآهن ناب)
• کارخانه شاهین بناب (تیرآهن شاهین بناب)
• کارخانه فولاد البرز ایرانیان (تیرآهن فایکو)
• کارخانه فولاد یزد (تیرآهن یزد)

جمع‌بندی

تیرآهن مهم‌ترین مقطع فولادی ساختمانی برای ساخت سازه‌های اسکلت فلزی و پرفروش‌ترین مقطع فولادی ساختمانی پس از میلگرد است. این محصولات دارای دو قسمت بال و جان بوده که به‌صورت عمود برهم به هم متصل هستند و در چهار نوع تیرآهن معمولی بال موازی یا اروپایی IPE، تیرآهن بال شیب‌دار INP، تیرآهن هاش IPB و تیرآهن لانه زنبوری یا CNP در بازار موجودند. از مهم‌ترین کاربردهای تیرآهن می‌توان به ساخت ستون‌های اصلی (شاه‌تیر) ستون‌های فرعی، تیرهای پشتیبان سقف، ساخت تیرهای باریک کرومیت، ساخت خرپا، ساخت کفی ستون و غیره اشاره کرد. از برترین برندهای تیرآهن در ایران که محصولات خود را بر اساس معتبرترین استانداردها تولید می‌کنند می‌توان تیرآهن ذوب آهن اصفهان، تیرآهن کرمانشاه، تیرآهن اهواز، تیرآهن ناب تبریز، تیرآهن شاهین بناب، تیرآهن فایکو و تیرآهن یزد را نام برد.

سؤالات متداول

در ادامه به برخی سوالات کاربران درباره تیرآهن و انواع آن اشاره خواهیم کرد.