بررسی میزان مقاومت تیرآهن و تحمل بار تیرآهن

روش های بالا بردن مقاومت تیرآهن

بررسی میزان مقاومت تیرآهن  یکی از دغدغه های فعالان  ساختمانی می باشد. همانطور که می دانید انواع تیرآهن از جمله تیرآهن ساده یکی از اجزای اصلی هر سازه فلزی است. البته در سازه های بتنی آهنی نیز کاربرد فراوانی دارد. وظیفه اصلی تیرآهن در هر سازه ای تحمل بارهای مختلف بر روی سازه است که می تواند ایستا یا ثابت یا دینامیک باشد، یعنی متغیر و لحظه ای، بنابراین میزان  مقاومتتیرآهن در برابر بارها است که در بارهای وارد شده به سازه بسیار مهم است

در واقع، تیرآهن های مختلف مورد استفاده در یک سازه باید بتوانند بارها را تحمل کرده و آن ها را به ستون ها و دیوارها منتقل کنند و در آنجا به فونداسیون و در نهایت به زمین منتقل شوند. اگر مقاومت تیرآهن استاندارد باشد و از امتیاز تیرآهن صحیح برای پروژه استفاده شود، سازه ای مقاوم در برابر حوادثی مانند طوفان و زلزله خواهیم داشت. در غیر این صورت احتمال ریزش سازه در اثر افزایش بار وجود دارد.

 میزان مقاومت تیرآهن و تحمل بار تیرآهن

تمام تیرآهن هایی که در حال حاضر در کشورمان، ایران یا سایر کشورهای پیشرو در فولاد و آهن مانند روسیه، چین و اروپا تولید می شوند از مجموعه ای از استانداردهای بین المللی تایید شده پیروی می کنند. البته تیرآهن های بی کیفیت و تقلبی نیز در بازار وجود دارد، بنابراین کارفرمایان و مدیران باید در هنگام خرید تیرآهن بسیار مراقب باشند.

به عنوان مقاومت های تیرآهن، آنچه شما برای حمل بارهای روی سازه نیاز دارید، تنها با تیرآهن هایی که مطابق با استانداردهای لازم ساخته شده اند، قابل ارائه است. در واقع میزان مقاومت تیرآهن به کار رفته در سازه ها باید به گونه ای باشد که بتواند فشارهای کششی و تنشی محاسبه شده را به خوبی تحمل کند. بر این اساس مهمترین استانداردهای پروفایل و تیرآهن عبارتند از ipe، inp و ipb که در ادامه به توضیح آنها می پردازیم.

مقاومت تیرآهن بر چه اساسی سنجیده می‌ شود؟

در ادامه بررسی میزان مقاومت تیرآهن همانند ظرفیت تحمل بار تیرآهن، مقاومت تیرآهن به عوامل مختلفی مانند اندازه، ابعاد، سطح مقطع، استاندارد ساخته شده و مواد آلیاژی مورد استفاده بستگی دارد. بر این اساس، قدرت تیرآهن های ساخته شده در کارخانه ها یا در کشورهای مختلف می تواند کاملاً متفاوت باشد. به طور کلی هر تیرآهن از دو بخش بال و جان تشکیل شده است. هر چه میزان ضخامت و طول جان و بال تیرآهن بیشتر باشد، میزان مقاومت تیرآهن در برابر انواع نیروهای وارد شده به سازه بیشتر می شود.

عکس این قضیه هم درست است. از طرف دیگر، هر چه مقدار کربن استفاده شده در فولاد مورد استفاده به عنوان ماده اولیه تیرآهن بیشتر باشد، استحکام بیشتر و بالاتر است. توجه داشته باشید که اگر قرار است از تیرآهن برای کنترل بار متمرکز در سازه استفاده شود، باید در انتخاب نوع تیرآهن دقت بیشتری داشته باشید و از انواعی که مقاومت بالاتر دارند استفاده کنید.

هر چه استحکام تیرآهن بیشتر باشد قیمت آن بیشتر است اما برای بارهای زیاد می توان از تیرهای با مقاومت کمتر نیز به تعداد زیاد استفاده کرد تا پایداری لازم برای سازه ایجاد شود. از آنجایی که تیرآهن از فلز آهنی ساخته شده است، علاوه بر استحکام بالای فولاد، پروفیل های فولادی به دلیل عدم مقاومت کافی در برابر برخی عوامل خارجی دارای نقاط ضعفی نیز خواهند بود.

عواملی که بر مقاومت انواع تیرآهن تأثیر مثبت یا منفی دارند

وزن تیرآهن

وزن تیرآهن یکی از پارامترهای مهم و موثر در میزان مقاومت تیرآهن است. البته وزن باید طبق استاندارد عمل شود، زیرا خارج از استانداردهای تعیین شده، اختلال ‌های زیادی بوجود می آورد. تولید کنندگان تیرآهن بر اساس استاندارد محصول تولید می کنند و این استانداردی است که در بازار آهن آلات و در سازه ها استفاده می شود. درست است که وزن بر استحکام مصالح فولادی تأثیر می گذارد، اما صرفاً افزایش وزن آن باعث افزایش دوام و استحکام آن نمی شود. برای هر سایز تیرآهن یک وزن مشخص مشخص شده است.

اندازه و ابعاد تیرآهن

هر چه ابعاد تیرآهن بزرگتر باشد، وزن مقطع به دلیل ابعاد و ماهیت آن بیشتر است. بنابراین میزان مقاومت تیرآهن در اندازه ها و ابعاد مختلف متفاوت است. این مقطع فولادی در انواع مختلفی ساخته می شود که هر کدام ابعادی دارند. تیرآهن در سایز های ۱۶، ۱۸ و ۲۰ رایج ترین و پرمصرف ترین انواع تیرآهن هستند که هر کدام دارای استحکام قابل قبولی هستند.

بررسی میزان مقاومت تیرآهن و آلیاژهای مورد استفاده در ترکیب تیرآهن

اجزای اصلی تیرآهن فولاد کربن و فلز آهنی است. به منظور افزایش استحکام تیرآهن از عناصر و آلیاژهای مختلفی در ساختار آن برای بهبود عملکرد تیرآهن استفاده شده است. اساساً افزودن آلیاژها برای افزایش عملکرد مثبت محصول است. کربن در مواد فولادی برای افزایش استحکام کششی و استحکام تیرآهن عنصر استفاده می شود. با این حال، از آنجایی که مقدار بالای کربن منبع تیرآهن را پیچیده می کند، دوز مصرف کربن باید بر اساس اصول و استانداردها باشد.

مواد اولیه مورد استفاده در ساخت تیرآهن

در فرآیند تولید تیرآهن از شمش های فولادی یا ورق سیاه استفاده می شود. استفاده از مواد اولیه مرغوب در تولید مواد نیز بر اعتبار آن خواهد افزود. شمش های فولادی از کیفیت بالایی برخوردار خواهند بود زیرا از طریق استخراج و تصفیه مستقیم سنگ آهن به دست می آیند. شمش های فولادی در انواع بیلت، تختال و بلوم در صنعت آهن آلات تولید می شوند. شمش بلوم که حاصل از ضایعات ذوب و آهن قراضه است برای تولید تیرآهن استفاده می شود.

کیفیت شمش بلوم کاملاً به کیفیت ضایعات مصرفی بستگی دارد و قیمت محصول نهایی نیز بر همین اساس افزایش می یابد. میزان مقاومت تیرآهن ممکن است علیرغم برخی عوامل محیطی کاهش یابد که تیرآهن را تا حد زیادی ضعیف می کند. تماس با پوسیدگی، زنگ، رطوبت، اسیدها و سولفات ها در صورت یافتن در عنصر آهن می تواند به مرور زمان منجر به کاهش عملکرد و حتی تلفات جانی و مالی شود. بنابراین، ما باید سعی کنیم به طور کامل از تماس تیرآهن با این عوامل جلوگیری کنیم.

مقاومت تیرآهن ۱۲

در بررسی میزان مقاومت تیرآهن مقاومت تیرآهن به عوامل مختلفی از جمله ظاهر و ساختار محصول ، استانداردهای ساخت تیرآهن و کیفیت ساخت بستگی دارد، بنابراین بررسی مقاومت تیرآهن برای ابعاد مختلف ضروری است. اگرچه میزان مقاومت تیرآهن بصورت دقیق را می توان بر اساس تست های آزمایشگاهی تحمل بار و مقاومت در برابر تنش، فشار و کشش محاسبه کرد، اما این مقدار اغلب در ابعاد مختلف قابل بررسی است. سایز ۱۲ تیرآهن را می توان یکی از پرکاربرد ترین پروفیل ها دانست که در صنعت و ساختمان به وفور یافت می شود.

این محصول بر اساس استاندارد IPE تولید شده و دارای مقاومت مناسب برای استفاده در سقف و ستون ساختمان ها می باشد. اگرچه استحکام این تیرآهن کمتر از ابعاد بالاتر است، اما برای کاربردهایی مانند ستون ها یا پوشش سقف مناسب است. اما این تیرآهن را نمی توان به طور مستقیم در سازه های سنگین استفاده کرد، اما استفاده از آن در سازه های سبک تر بلامانع است. قیمت تیرآهن ۱۲ با سایز های دیگر متفاوت است و به دلیل وزن کمتر ممکن است کمتر باشد.

مقاومت تیرآهن ۱۴

سایز متداول بعد از نمره ۱۲ در تیرآهن ها نمره ۱۴ است که با سایز بزرگتر این محصول وزن بیشتری دارد و در نتیجه قیمت بالاتری در بازار دارد. از جمله عوامل موثر بر میزان مقاومت تیرآهن ۱۴ نوع و سازنده ماده اولیه مورد استفاده می باشد. به دلیل استحکام بالاتر تیرآهن ۱۴ نسبت به سایز ۱۲، این محصول در جاهایی استفاده می شود که نیاز به استحکام و دوام بالاتری است. از کاربردهای پروفیل تیرآهن سایز ۱۴ می توان به استفاده در ستون ها و پوشش های سقفی اشاره کرد. این محصول در سازه های سبک تر مانند تیرآهن سایز ۱۲ استفاده می شود. استفاده از تیرآهن ۱۴ در سازه های سنگین چندان رایج نیست.

مقاومت تیرآهن ۱۶

میزان مقاومت تیرآهن۱۶ نیز به استاندارد تولید، مواد اولیه و کیفیت ساخت کارخانه تولیدی بستگی دارد، بنابراین قبل از خرید لازم است اطلاعات لازم در مورد مقاومت محصول مورد نظر به دست آید. همانطور که می دانید این محصول که به دلیل بزرگتر بودن تیرآهن ۱۶ نسبت به درجه ۱۲ و ۱۴ از استحکام بیشتری برخوردار است در ساخت خرپا و پل های بزرگ و همچنین پوشش سقف و ستون نیز کاربرد دارد. به دلیل استحکام بالای این تیرآهن می توان از آن در ساخت سازه های سنگین با وجود ابعاد ۱۲ و ۱۴ استفاده کرد.

مقاومت تیرآهن ۱۸

تیرآهن ۱۸ استحکام بسیار بالایی دارد و به راحتی در سازه های سنگین قابل استفاده است. البته دوام این محصول نیز بسته به مواد مصرفی و کیفیت امکانات تولید ممکن است متفاوت باشد. تیرآهن سایز ۱۸ به دلیل استحکام بسیار بالا اغلب به عنوان ستون اصلی سازه استفاده می شود. به طور کلی استحکام فولادهای تیرآهن با استفاده از تست های آزمایشگاهی ارزیابی می شود، اما می توان مقاومت آنها را بر اساس جداول موجود در منابع نیز بررسی کرد.

بررسی میزان مقاومت تیرآهن و تاثیر نوع تیرآهن بر مقاومت آن

این مقاطع به اشکال مختلفی تولید می شوند که هر کدام وظایف خاصی در سازه دارند. بنابراین، میزان مقاومت تیرآهن با توجه به نقشی که در سازه ایفا می کند، متفاوت خواهد بود. از این نظر، انواع تیرآهن ها به شکل زیر تقسیم می شوند:

شاه تیر

شاه‌ تیر همان تیرآهن است که باید بیشترین مقاومت را در سازه داشته باشد زیرا به عنوان مهمترین عنصر سازه باید بتواند بارهای اصلی را تحمل کرده و بدون آسیب رساندن به تیرآهن یا سازه به تیرهای جانبی منتقل کند. این نوع تیرها به ستون ها یا سقف ها متصل می شوند تا بتوانند بارهای سازه ای را از طریق تیرها به ستون منتقل کنند.

تیرچه

تیرچه زیر مجموعه ای از تیرآهن هستند که به تعداد زیاد در حد فاصل شاه‌ تیر و دیوار یا ستون قرار می گیرند تا بار سقف را از تیر و دیوار یا ستون منتقل کنند. این محصول کاربرد فراوانی در صنعت و ساختمان دارد و تفاوت هایی با تیرآهن دارد.

تیر نعل درگاهی

تیر نعل درگاهی را می توان یکی از پرمصرف ترین انواع تیرآهن با مقاومت خوب دانست. این نوع تیرآهن‌ ها در قسمت‌ های بازشوی ساختمان مانند پنجره ها و درها قرار می گیرند تا دیوارهای آجری متصل به خود را نگه دارند.

تیرهای لبه‌ ای یا کناری

از این مقاطع فقط در قسمت کلاف بندی مجاور ساختمان استفاده می شود تا مقاومت ساختمان در برابر نیروهای اضافی افزایش یابد. در واقع این تیرها هم تیرآهن های سقف و هم دیوارهای اطراف را از نظر مقاومت تقویت می کنند.

استانداردهای مربوط به میزان مقاومت تیرآهن

شما باید با هر یک از استانداردهای مقاومت تیرآهن آشنا باشید که برخی از آنها عبارتند از:

استاندارد ipe

تمامی تیرآهن های ساخت چین و روسیه از این استاندارد پیروی می کنند، یکی از مهمترین ویژگی های این تیرآهن ها ضخامت بال آنهاست، به طوری که هر چه به جان تیرها نزدیک تر میشویم، ضخامت بال آنها افزایش می یابد، تنها تیرهایی در کشورمان با این استاندارد تولید می شوند که در کارخانه ذوب آهن اصفهان وجود دارند بنابراین اکثر تیرآهن های با رعایت این استاندارد در کشور ما وارداتی هستند.

استاندارد inp

تیرآهن اغلب به مقاطعی در سازه ها گفته می شود که شیب دار یا به طور کلی افقی هستند و می توانند به پایه های عمودی سازه های ساختمانی نزدیک شوند، اگر تیرها تحت فشار و کشش باشند، میتوانند این تنش ها را کنترل کنند. این تیرآهن ها I شکل بوده و ضخامت بال ها ابتدا نازک بوده و به تدریج ضخیم تر می شود. این تیرآهن ها با استانداردهای روسیه و چین تولید و به فروش می رسند. و تفاوت آنها با نوع قبلی فقط در ضخامت بال ها است. کارخانه های اکسین اهواز و فولاد مبارکه این ورق ها را در کشورمان تولید می کنند و ورق های وارداتی با این استاندارد میزان مقاومت تیرآهن عموما از کشورهای چین، اوکراین و روسیه وارد می شود.

استاندارد ipb

این تیرآهن با استحکام بالا به عنوان تیرآهن بال پهن نیز شناخته می شود. ظرفیت تحمل بار در این نمونه تیرآهن بسیار بالاست. در واقع باید بدانید که طبق این استانداردهای تولید، تیرآهن ها از استحکام بالایی برخوردار هستند و همین ویژگی باعث می شود تا در سازه های ساختمانی بزرگ و تعداد طبقات بالا مورد استفاده قرار گیرند. اگر این نمونه از استانداردهای تیرآهن را خریداری کنید، مطمئن باشید که مقاومت بالایی از آنها دریافت می کنید. به یاد داشته باشید که قبل از خرید تیرآهن باید از استانداردهای تیرآهن آگاهی کافی داشته باشید و سپس استحکام و کیفیت آنها را بررسی کنید.

همانطور که  بررسی میزان مقاومت تیرآهن گفتیم، میزان مقاومت تیرآهن مهمترین ویژگی هر تیرآهن است. در واقع مهندسان طراح قبل از اجرای هر پروژه ای باید بتوانند میزان بارهای بالقوه وارده بر سازه را به دقت محاسبه کرده و از تیرآهن های مناسبی استفاده کنند که بتواند نیروهای مورد نیاز را تحمل کند. قبل از خرید انواع تیرآهن با استانداردهای مشخص شده، بهتر است ویژگی های آنها را از نظر عملکرد بررسی کنید.

اینستاگرام آهنات را دنبال کنید .