فرم کلی
محاسبه وزن لوله و پروفيل
  1. اندازه اسمي قطر لوله (D)
  2. ضخامت (T)
  3. وزن محاسبه شده:
 
پرینت

تیرآهن و فرآیند تولید آن

. ارسال شده در مقالات شرکت. بازدید: 35

معرفی تیرآهن
تیرآهن ها و قیمت آن ها همیشه و همواره دست خوش تغییرات فراوان و زیادی بوده است و در طول زمان ساخت و سازها شکل جدیدی به خود گرفته‌اند. در دسترس بودن یک منبع معتبر و به روز در زمینه آهن آلات از نیازهای اساسی دنیای صنعت امروز به شمار می‌آید.


تیرآهن چیست؟
تیرآهن محصولی فولادی است که از طریق فرآیند نورد گرم حاصل می‌شود که مقطع عرضی معینی را دارد (قسمت میانی تیرآهن را جان و دو لبه‌ موازی را بال می‌نامند) و مهم‌ترین پروفیل ساختمانی است که در سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. قیمت پروفیل های ساختمانی تنوع زیادی دارد و نسبت به هم متفاوتند که بسته به کاربرد، نوع پروفیل انتخاب می گردد. در این بین، تیرآهن از المان‌های ضروری در ساختمان‌سازی می‌باشد (علاوه بر این در پروژه‌های دیگری نیز کاربرد دارد). همان‌طور که می‌دانید وظیفه‌ اصلی تیرآهن تحمل فشارهای تنشی و خمشی است.


جان تیرآهن : همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، به قسمت اصلی و بخش میانی تیرآهن، جان تیرآهن می گویند.
بال تیرآهن : به کناره ها و لبه های یک تیرآهن ، بال تیرآهن می گویند.

 

girder

اجزای تیرآهن
در این مقاله به توضیح و بررسی این موارد می‌پردازیم: فرآیند تولید تیرآهن، روش‌های برش، استانداردها، دسته بندی تیرآهن براساس عملکرد و شیوه ساخت بعلاوه مزایا و معایب تیرآهن لانه زنبوری خواهیم پرداخت.

فرآیند تولید تیرآهن
در مرحله‌ اول و ابتدایی کوره‌ هایی برای عملیات تیرآهن سازی در نظر گرفته می‌شود. دمای این کوره‌‌ ها را برای آمادع سازی مرحله اول روی ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد تنظیم می‌کنند. سپس تمام شمش‌ها به کمک یک جک هیدرولیکی قولی در ردیف‌های تعیین شده و مرتب به داخل کوره ‌ها هدایت می‌گردند. دوباره شمش‌ها به منظور عملیات نورد توسط جریان گرد آبی جهت نورد آماده می‌شوند.

اکنون با رسیدن دمای شمش‌ها به میزان مورد نظر و مناسب به سمت خط تولید ارسال می‌شوند. به منظور ارسال شمش‌های پخته شده به سمت مرحله‌ رافینگ از رول‌هایی استفاده می‌کنند. پس از آن مرحله‌ رافینگ به منظور کاهش قطر شمش‌ها و افزایش طول آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نهایت از قیچی متراژ به منظور برش محصولات تولید شده استفاده می‌کنند. محصولات تولیدی طبق استانداردهای موجود برش داده می‌شوند، سپس در بندیل ‌هایی با وزن‌ های معینی بسته‌بندی می‌شوند.

لازم به ذکر است که  نبشی، ناودانی و میلگرد نیز با روش نورد گرم تولید می‌شوند.


 
فرایند تولید تیرآهن
روش‌های برش تیرآهن
همان‌طور که در قسمت بالا اشاره نمودیم از قیچی‌های متراژ برای برش محصولات استفاده می‌کنند، در این قسمت دو روش برش را برای شما توضیح خواهیم داد:
روش اول:  برش به روش کوپال است، در این روش از  دستگاه های قطع کن سنگین استفاده میشود که مجهز به برش گیوتین هستند که می توانند محصول را در امتداد خط منکسر قطع نمایند.


 
برش تیرآهن
روش دوم: برش به روش برنول، برش به وسیله‌ لوله‌ برنول صورت می‌گیرد. که شعله‌ بنفش رنگی که از گاز استیلن و اکسیژن تولید شده را منتشر می‌نماید.


سایز ها و برند های تیرآهن
تیرآهن ها در سایز ها و برند های مختلفی تولید می شوند که ما برخی از آن ها را در زیر لیست خواهیم کرد:

سایز تیرآهن
1)    سایز 10
2)    سایز 12
3)    سایز 14
4)    سایز 16
5)    سایز 18
6)    سایز 20
7)    سایز 22
8)    سایز 24
9)    سایز 26
10)     سایز 27
11)     سایز 30

برند های تیرآهن
1)    ذوب آهن
2)    فایکو
3)    آرین
4)    یزد
5)    بناب

استاندارد انواع تیرآهن
•    استاندارد اروپا و ایران :  IPEاین نوع تیرآهن ها به شکل I ، در ایران موجود است. شیوه و روش‌ تولید این تیرآهن مطابق با استانداردهای اروپا است. همچنین بال این نوع ضخامت ثابتی دارد. به عبارتی ضخامت بال‌های ابتدایی و انتهایی این نوع تیر یکسان است. سازه‌هایی که در ایران ساخته می‌شوند و به وسیله‌ مهندسین ایرانی طراحی شده‌اند معمولا براساس این استاندارد هستند، همین امر سبب گردیده تا این استاندارد بین مشتریان محبوبیت خاص خود را داشته باشد. یکی از مهم ترین پروفیل ها استفاده در ساختمان است و کاربردهای متنوعی در صنعت، ساختمان و پروژه های عمرانی بصورت ستون، خرپا، نعل درگاه، تیر در پوشش سقف‌ها و پل‌های لانه زنبوری نیز دارد.


ابعاد و اندازه ی IPE ها به نوع آنها بستگی دارد این ابعاد عبارتند از:
•    ارتفاع بال با حرف h مشخص می شود.
•    ضخامت جان با حرف ts مشخص می شود.
•    عرض بال با حرف b مشخص می شود.
•    ضخامت بال با حرف tg مشخص می شود.
•    سطح مقطع با حرف A مشخص می شود.
•    وزن هر متر با حرف G مشخص می شود.
 

girder4

استاندارد تیرآهن
     استاندارد چین و روسیه: INP نیز مانند  IPE به شکل I است و طبق استانداردهای روسیه و چین تولید می‌گردد. تفاوت این نوع با IPE تنها در ضخامت بال می‌باشد. در این مورد ضخامت بال با فاصله گرفتن از جان کاهش می‌یابد.
•    بال پهن IPB: تیرآهن عریض یا تیرآهن H نامیده می‌شود. در این نوع، طول بال‌ها در مقایسه با تیر  IPE  بیشتر است و پهن تر می باشد.


توجه: علامت اختصاری V در این حوزه به معنی تیر سنگین و علامت L نشان‌دهنده‌ تیر سبک است. بنابراین بدین صورت خواهیم داشت IPBV: تیرآهن عریض سنگین و IPBL  تیرآهن عریض سبک.


استانداردهای تیرآهن به دو دسته تقسیم می شوند:

استاندارد IPE: بارزترین ویژگی این نوع تیرآهن این است که اگر از هر دو طرف انتهایی تیرآهن به آن نگاه کنید، ضخامت بال‌ های ابتدایی و انتهایی آن کاملاً یکنواخت و یکسان می‌باشد. معمولا نقشه ی ساختمان هایی که به وسیله ی مهندسان کشورمان تهیه می‌ شود بر اساس این نوع استاندارد بوده و این نوع تیرآهن در میان مشتریان از محبوبیت بیشتری برخوردار است.
استاندارد INP: از ویژگی های بارز آن؛ نازکی بال‌ها در ابتدای تیرآهن و ضخیم شدن به مرور آن در انتها می‌باشد، به طوری که اگر از سر تیرآهن با دقت به آن نگاه کنید، شیب ملایمی را در ضخامت بال‌ها مشاهده خواهید کرد.

 girder3
نمایی از استانداردهای مختلف تیرآهن

تقسیم ‌بندی تیرآهن براساس عملکرد:
تیر اصلی: این نوع تیرها به ستون‌ها متصل می‌شوند. وظیفه‌ اصلی این نوع تیر انتقال بار از تیرهای فرعی به سمت ستون‌ها است.
تیر فرعی: تیر افقی می‌باشد که به تیرهای اصلی متصل گردیده است. عملکرد این تیرها به صورتی می‌باشد که بار را به تیر اصلی انتقال می‌دهد (توجه داشته باشید که این نوع تیرها به صورت مستقیم به ستون‌ها متصل نگردیده‌ باشند).
تیر کلاف: این نوع تیر به دو تیر عرضی که در سقف و خرپای ستون‌ها قرار گرفته‌اند متصل می‌باشد. وظیفه تیر کلاف انتقال بار تیر عرضی به ستون‌ها است (توجه داشته باشید که این نوع تیر در خرپای سقف به طور عمومی به کار برده نمی‌شود).


تیرآهن لانه زنبوری چیست؟
برای اینکه این محصول فولادی بتواند لنگر خمشی را به میزان بیشتری تحمل نماید جان آن را به شکل ذوزنقه برش می‌دهند و آن‌ها را هم جوش می‌دهند. این نوع از تیر دارای حفره‌‌های تو خالی در طول جان می‌باشد که این امر باعث گردیده مشابه لانه‌ زنبور جلوه دهد.
علت نامگذاری این نوع تیر به نام تیر لانه زنبوری‌، شکل این تیر پس از بریدن و جوش دادن دوباره است‌.

به همین علت به آنها تیر لانه زنبوری می‌گویند. هدف از انجام این کار این است که تیر بتواند لنگر خمشی بزرگتری را در مقایسه با تیر نورد شده اولیه تحمل کند‌. با انجام این کار ارتفاع تیر افزایش پیدا کرده و در نتیجه ممان اینرسی مقطع افزایش پیدا می‌کند‌. برای مثال‌، با این کار ارتفاع پروفیل IPE-18 که ۱۸ سانتیمتر است به ۲۷ سانتیمتر افزایش پیدا می‌کند‌. در ساخت تیر لانه زنبوری ارتقاع تیر ساخته شده ۱/۵ برابر تیر اولیه خواهد بود.
 
تیرآهن لانه زنبوری
فرایند تولید تیرآهن لانه زنبوری
روش تهیه تیرهای لانه زنبوری از این قرار است که ابتدا جان تیرآهن نورد شده با استفاده از شابلن خط می‌شود. سپس برای جلوگیری از تاب برداشتن تیرآهن‌، آن را با زدن تک خال جوش در نقاط مختلف‌، روی یک شاسی افقی مستقر می‌کنند‌. آنگاه با استفاده از دستگاه برش برنول (شعله گاز استیلن) در امتداد خط منکسر اقدام به برش می‌کنند تا پروفیل به دو قسمت بالا و پایین تقسیم شود. حال قسمت بالا را به اندازه یک دندانه جابجا می‌کنند و دندانه‌های دو قسمت بالا و پایین را به دقت مقابل هم قرار می‌دهند و از دو طرف با جوش پر می‌کنند‌. استفاده از جوش قوسی نیمه اتوماتیک برای اتصال دو قسمت بریده شده‌، می‌تواند یک جوش خوب‌، بی‌ عیب‌، سریع و مقرون به صرفه ایجاد نماید‌.

سپس جهت رفع نقیصه کاهش مقاومت برشی با توجه به منحنی نیروی برشی تیر‌، بعضی از حفره‌ها با ورق‌های تقویتی پر می‌شوند‌. لازم به ذکر است که حداقل باید یک حفره در مجاورت تکیه‌گاه با ورق و به وسیله جوش کامل پر شود. برای بریدن تیر می‌توان از روش کوپال نیز استفاده کرد‌. در این روش‌، با استفاده از دستگاه قطع کن سنگین که مجهز به گیوتین مخصوص است‌، تیرآهن به شکل سرد در امتداد خط شکسته قطع می‌شود‌.

مزایای تیرآهن لانه زنبوری


•    وزن سبک‌تری دارد پس از نظر اقتصادی به صرفه‌تر است.
•    مدول مقطع و ممان اینرسی تیر افزایش می‌یابد و بدین ترتیب به مقاومت خمشی تیر نیز افزوده می‌شود. در نتیجه تیری حاصل می‌شود با ارتفاع بیشتر‌، مقاومتر و هم وزن تیر اصلی‌.
•    همان‌گونه که در قسمت بالا اشاره کردیم تیر لانه زنبوری دارای حفره‌هایی خالی در جان تیر می‌باشد این امر خود نوعی مزیت به شمار می‌آید زیرا این حفره‌ها فضای مناسبی برای عبور لوله‌های برق و تاسیسات به شمار می‌آید.
•    تیر لانه زنبوری در ساخت اسکلت فلزی می‌تواند به صورت پل‌، فقط در یک دهانه یا به صورت پل ممتد به کار رود‌.
•    استفاده از تیر لانه زنبوری به عنوان تیر همبند در دهانه هایی که بادبندهای واگرا دارند مجاز نیست.
 

معایب تیرآهن لانه زنبوری
•    به دلیل وجود حفره‌ها در جان، مقاومت برشی در محل اتصال پل به ستون‌ها کاهش می‌یابد، به منظور پر کردن این حفره‌ها گاه از ورق‌های فلزی استفاده می‌کنند.
•    در ساختن این نوع تیر‌، باید اصول استاندارد کاملاً رعایت شود. در غیر اینصورت‌، احتمال تخریب تیر زیر بار وارد شده وجود خواهد داشت.
•    ایراد اساسی تیر لانه زنبوری‌، وجود حفره‌ها است که باعث کاهش مقاومت برشی تیر در محل اتصال پل به ستون یا اتصال تیرآهن تودلی (تیر فرعی) به پل لانه زنبوری می‌شود‌.

 

girder2

کاربرد تیرآهن
تیرآهن یکی از فرآورده های مهم حاصل از فلز آهن می باشد که کاربرد های بسیار زیادی دارد، اما کاربرد عمده ی آن در ساختمان سازی به شمار می آید. فلز آهن پر کاربرد ترین فلز موجود در پوسته ی کره ی زمین است، که می توان گفت در اکثر صنایع موجود در دنیا کاربرد دارد. ساخت محصولات مختلف از آهن استخراج شده از سنگ آهن یکی از علل کاربردی بودن این فلز می باشد، اما می توان گفت علت اصلی مصرف آهن در اغلب حوزه های صنعتی وجود انواع آلیاژ های متفاوت آن می باشد.

فلز آن دارای فرآورده های بسیار زیادی است که در کارخانجات تولید می شوند. یکی از این فرآورده ها که در الزامات ساختمان سازی به حساب می آید تیرآهن است. تیرآهن در واقع از المان های اساسی و بسیار مهم ساخت هر ساختمانی است. علاوه بر سازه های ساختمانی در برخی پروژه های متفاوت نیز کاربرد دارند، اما کاربرد عمده آن ها در صنایع ساختمان سازی می باشد. تیرآهن ها در واقع وظیفه حمل فشار های تنشی و خمشی وارد بر ساختمان را دارند.
 
کاربرد تیرآهن
مزایای استفاده از تیرآهن
•    در سازه هایی که مرتفع هستند، نسبت به بتن فضای بسیار کمتری را اشغال می کند. می توان چندین قطعه را به یکدیگر متصل کرد.
•    نصب و اجرای این محصولات بسیار سریع است.
•    بعد از اتمام سازه باز هم می توان آن را توسعه داد.
•    پیش ساخته بودن محصول
•    و…

معایب استفاده از تیرآهن


این محصول نیز مانند تمام محصولات دیگر ویژگی ها و معایب خاص خود را دارد به عنوان مثال:
•    در دمای بالا ضعیف عمل می کند: به صورتی که اگر دمای ساختمان به ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی گراد برسد مقاومت ساختمان کاهش یافته و ممکن است اسکلت آن دچار عدم توازن شود.
•    در برابر عوامل خارجی دچار خوردگی و فرسودگی خواهد شد: اگر این محصول در شرایط جوی نامناسب قرار گیرد ممکن است دچار آسیب، فرسودگی، خوردگی شود. به همین دلیل نگهداری از آن کمی دشوار است و در شرایط جوی نامساعد نباید استفاده شود.
•    مشکلات در اتصال و جوش: جوش، پرچ و پیچ از روش های اتصال قطعات فلزی است. اما روش پیچ و پرچ حرفه ای و اقتصادی تر است.

تیرآهن :
تیرآهن اساسی ترین پروفیل ساختمانی است که بعضا در پروژه های صنعتی نیز کاربرد دارد.
تمامی حقوق این سایت برای شرکت فولاد مهر سهند محفوظ می باشد © 1393