مشخصات فنی تیراهن

مشخصات فنی تیراهن

تیرآهن، به عنوان قطعه‌ای فلزی در سازه‌های مختلف، نقشی اساسی در تحمل بارهای جانبی و ثقلی ایفا می‌کند.
این عنصر نه تنها در اسکلت‌بندی ساختمان‌های بتنی و فلزی کاربرد دارد، بلکه در ساخت کشتی، اسکله و سازه‌های مشابه نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مقاومت تیراهن در برابر تنش‌های ناشی از نیروی برشی و لنگر خمشی، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای افزایش استحکام سازه تبدیل کرده است.

تیرها در اشکال و ابعاد متنوعی تولید می‌شوند و بر اساس کاربرد و شکل ظاهری به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند.
به طور کلی، هر تیرآهن از دو بخش جان و بال تشکیل شده که ضخامت، ارتفاع و نسبت این بخش‌ها، نوع و کاربرد تیرآهن را مشخص می‌کنند.
در ادامه به بررسی جزئیات و مشخصات فنی تیراهن خواهیم پرداخت.

مشخصات فنی تیراهن

تیرآهن‌ها که از مهم‌ترین مقاطع فولادی در صنعت ساختمان به شمار می‌روند، در انواع مختلفی با توجه به ابعاد و ضخامت بال و جان تولید می‌شوند.
جان به بخش اصلی و وسط تیرآهن و بال به لبه‌های متصل به جان اشاره دارد.

بر اساس استانداردهای مختلف، تیرآهن‌ها به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:

2- IPE: این نوع تیرآهن مطابق با استانداردهای ایران و اروپا بوده و بال‌های آن در تمام طول یکسان ضخامت دارند.
2- INP: تیرآهن‌های INP براساس استانداردهای روسیه و چین تولید شده و ضخامت بال‌ها در طول تیرآهن یکسان نیست.
3- IPB: این نوع تیرآهن که به تیرآهن H نیز معروف است، دارای بال‌های پهن‌تر بوده و برای دهانه‌های بلندتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تیرآهن IPE

تیرآهن IPE، معروف به تیرآهن معمولی، با ظاهری شبیه به حرف I انگلیسی، پرکاربردترین نوع تیرآهن در ایران و اروپا است.
این تیرآهن با نام I-beam یا W shapes نیز شناخته می‌شود و به دلیل ضخامت ثابت بال‌ها در طول تیر، از استحکام و مقاومت بالایی برخوردار است.

ابعاد تیرآهن IPE با عناوین ارتفاع بال (h)، عرض بال (b)، ضخامت بال (t) و ضخامت جان (s) مشخص می‌شود.
همچنین، سطح مقطع این تیرآهن با توجه به ضخامت لبه، ضخامت ستون، ارتفاع، عرض و وزن آن محاسبه می‌شود.

تیرآهن INP

تیرآهن INP نوعی تیرآهن با شکل ظاهری مشابه حرف I انگلیسی است که مطابق با استانداردهای چینی و روسی تولید می‌شود.
این نوع تیرآهن در مقایسه با تیرآهن IPE، ضخامت بال‌های یکسانی در تمام طول خود ندارد، به طوری که قسمت‌های نزدیک به جان تیرآهن ضخیم‌تر هستند و می‌توان گفت که بال‌های آن در نزدیکی جان شیب‌دار هستند.
مشخصات فنی تیراهن INP با حروف اختصاری h (ارتفاع بال)، ts (جان تیرآهن)، b (عرض بال)، tg (ضخامت بال)، A (سطح مقطع بال) و g (وزن تیرآهن) شناخته می‌شوند.

تیرآهن IPB

تیرآهن IPB، معروف به تیرآهن بال پهن، با شکل H و بال‌های ضخیم و پهن، از مقاوم‌ترین تیرآهن‌ها در صنعت ساختمان است.
این نوع تیرآهن به دلیل تحمل و استحکام بالا، در ساخت انواع سازه‌های صنعتی، مسکونی و تجاری کاربرد فراوانی دارد.

تیرآهن بال پهن در انواع مختلفی مانند HEA (سبک)، HEB (سنگین) و HEM (خیلی سنگین) تولید می‌شود و علاوه بر مقاومت و دوام، سرعت نصب بالایی دارد و به کاهش مصرف آهن در پروژه‌ها کمک می‌کند.

نوع دیگری از تیرآهن با نام لانه زنبوری نیز وجود دارد که با ایجاد حفره در تیرآهن IPE معمولی تولید می‌شود.
این حفره‌ها وزن تیرآهن را بدون افت استحکام، کاهش می‌دهند و از آن در مواردی که بهینه سازی وزن سازه مد نظر باشد، استفاده می‌شود.

بررسی ترکیب شیمیایی تیراهن

عناصر مختلفی در ترکیب شیمیایی تیرآهن به کار برده می‌شوند که هر کدام نقش خاص خود را در تعیین خواص آن ایفا می‌کنند.
مهم‌ترین این عناصر عبارتند از:

کربن: عنصری کلیدی در افزایش استحکام و سختی تیرآهن است.
منگنز: به افزایش مقاومت و چقرمگی تیرآهن کمک می‌کند.
سیلیکیم: مقاومت حرارتی و پایداری ابعادی تیرآهن را افزایش می‌دهد.
فسفر و گوگرد: به مقدار کم در فولاد وجود دارند و در مقادیر زیاد، کیفیت آن را پایین می‌آورند.
کروم: مقاومت تیرآهن را در برابر زنگ زدگی افزایش می‌دهد.
مس: مقاومت تیرآهن را در برابر خوردگی در محیط‌های اسیدی و آبی بالا می‌برد.
تیتانیم: از خوردگی تیرآهن در هنگام جوشکاری جلوگیری می‌کند.