تیرآهن چیست؟ با انواع تیرآهن، ابعاد و استاندارد آن ها آشنا شوید
تاریخچه تیرآهن
اولین نیمرخ های فولادی که از نوع نبشی بود در سال ۱۸۱۹ میلادی نورد شد و نیمرخ های I شکل در سال ۱۸۸۴ ساخته شد. اولین آسمانخراش که ابداع آن به ویلیام لو بارون جنی (wiliam Le Baron Jenny) نسبت داده می شود همزمان با اعتصاب بناها عملی شد. قبل از آن، ساختمان های بلند با دیوارهای ضخیم اجرا می شد. او برای ساختمان ۱۰ طبقه خود از ستون های چدنی مدفون در مصالح و برای کف ساختمان از آهن شکل پذیر استفاده کرد.
در سال ۱۸۷۱ در ایالات متحده، آتش سوزی بزرگ شیکاگو هزاران ساختمان چوبی را ویران کرد. پس از آتش سوزی، شیکاگو با ایجاد مقررات سخت گیرانه تر بر استفاده از مصالح ساختمانی غیر قابل احتراق مانند آجر، سنگ و سنگ آهک، تاکید کرد. راه حل های پیشنهادی استفاده از چدن و آهن فرفورژه همراه با آجرکاری بود؛ اما با رشد ساختمان سازی در شهر و نیاز به ساختمان های مرتفع، نیاز به سازه های فولادی، بیش از پیش احساس شد.
از سال ۱۸۷۵ تا ۱۹۲۰ پیشرفت در فناوری و تولید محصول فولادی افزایش یافت. در این دهه، راه آهن ها رشد کردند و مقاطع فولادی به مصالح ساختمانی تبدیل شد. تیرهای بال پهن یا تیرآهن IPB نیز برای اولین بار در این بازه زمانی و در سال ۱۹۰۷ در شرکت بیتلهم (Bethlehem) ساخته شد. در دهه ۱۹۴۰ نیز صدها هزار نفر در کارخانه های فولاد آمریکا مشغول بودند و از آن زمان، فولاد به طور منظم در ساخت و ساز ساختمان ها استفاده می شود
به قطعاتی که تحت اثر بارهای جانبی قرار می گیرند، تیر یا تیرآهن (beam) گفته می شود. تیرها معمولا به شکل افقی قرار داده می شوند و بارهای ثقلی را تحمل می کنند؛ ولی حالات استثنایی فراوانی نیز وجود دارد.
تیرها انواع مختلفی دارند که از آن جمله، تیرهای فرعی (joist)، نعلی درگاه ها (intel)، تیرهای اصلی (spandrel)، تیرهای طولی (stringer)، تیرهای کف (floor beams) و شاه تیر (girder) را می توان نام برد.
- تیرهای فرعی به تیرهایی گفته می شود که با فاصله کم از یکدیگر، بار کف ها و سقف های ساختمان ها را تحمل می کنند.
- تیرهای نعل درگاه در قسمت بازشو دیوارها قرار گرفته و بار روی در و یا پنجره را تحمل می کنند.
- تیرهای اصلی، بار دیوارهای خارجی، بخشی از بار کف یا ورودی ساختمان را تحمل می کنند.
- تیرهای طولی در پل ها به موازات طول پل قرار داشته و بار عبورگاه پل را تحمل می کنند.
- تیرهای کف عمود بر تیرهای طولی قرار دارند که بار عبورگاه را از تیرهای طولی به شاه تیرهای پل یا خرپاها منتقل می کنند.
- شاه تیر نیز به تیری گفته می شود که تیرهای دیگر به آن بار منتقل می کنند. شاه تیرها معمولا دارای مقطع I شکل و ارتفاع بالا هستند.
علاوه بر دسته بندی انواع تیر، با توجه به کاربردی که در بالا معرفی کردیم، انواع تیرآهن از نظر استاندارد تولید نیز قابل دسته بندی هستند که در ادامه به آن ها می پردازیم؛ اما قبل از آن باید با دو اصطلاح اصلی، یعنی بال و جان تیرآهن آشنا شوید.
جان تیر آهن : همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، به قسمت اصلی و بخش میانی تیر آهن، جان تیر آهن می گویند.
بال تیر آهن : به کناره ها و لبه های یک تیر آهن، بال تیر آهن می گویند.
انواع استاندارد تیرآهن
تیرآهن های موجود در بازار به دو شکل مقطع I و H هستند و در چهار استاندارد زیر تولید و عرضه می شوند. بین این استانداردها نیز دو نوع تیرآهن IPB یا تیرآهن هاش و تیرآهن IPE رایج ترین و پرطرفدارترین تیرآهن در ایران محسوب می شوند. در ادامه به معرفی هر کدام از این تیرآهن ها به طور مختصر می پردازیم.
- تیرآهن IPE
- تیرآهن I7 (تیرآهن سبک)
- تیرآهن INP
- تیرآهن IPB یا هاش
- تیرآهن لانه زنبوری
این نوع تیرآهن، مانند تیرآهن IPE، شبیه به حرف انگلیسی I است، با این تفاوت که ضخامت بال در آن یکسان نیست و شیب حدودی ۱۷ درجه دارد. به این معنی که ضخامت بال های آن در ابتدا نازک بوده و به تدریج در انتها و در نزدیکی جان، ضخیم می گردد. تیرآهن INP طبق استاندارد آمریکا تولید شده و با نام S shapes نیز شناخته می شود. بیشترین استفاده و تولید تیرآهن INP نیز در کشورهای چین و روسیه انجام می گیرد. ارتفاع این تیرآهن (مانند تیرآهن IPE) تقریبا ۸۰ تا ۶۰۰ میلی متر است. کاربرد این نوع از تیرآهن در صنایع کشتی سازی، ساختمان سازی، سد سازی، برج سازی، اسکله سازی و پل سازی می باشد. تیرآهن های INP تحمل بار کمتری نسبت به تیرآهن های IPE دارد؛ به همین دلیل، قیمت آن نیز کمتر است.
