تیرآهن هاش چیست؟

تیرآهن هاش که با نام IPB نیز شناخته می شود یک جزء مهم در پروژه های ساختمانی تجاری بوده است. می خواهیم در این مقاله بیشتر با این نوع تیرآهن آشنا شویم و تفاوت های آن را با بقیه ی انواع تیرآهن بشناسیم.

تیرهای مقطع H یا همان تیرآهن هاش به دلیل نسبت مقاومت به وزن و خواص مکانیکی برتر به طور گسترده برای ساختمان های تجاری و مسکونی استفاده می شود.

در ابتدا نگاهی مختصر به تاریخچه ی استفاده از فولاد می اندازیم.

تیر فولاد از زمان ساخت اولین ساختمان با اسکلت فلزی، که با نام ساختمان رند مکنالی شناخته شده است که در سال 1890 ساخته شد، به طور گسترده و فراوانی در ساخت انواع ساختمان ها مانند تجاری، مسکونی استفاده شده است.

از آن زمان، فولاد برای پروژه های ساختمانی بزرگ و کوچک مورد استفاده قرار گرفته است. در دسترس بودن فولاد و آهن آلات استفاده از آن را بسیار آسان تر می کند.

آهن آلات یکی از گزینه های مصالح ترجیحی در ساخت و ساز است، به این دلیل که دارای ویژگی ها و خصوصیات زیادی است که در پروژه های ساختمانی آن را حتی بهتر از بتن می کند. اول اینکه به خوبی به بتن می چسبد و ساخت آن زمان کمتری می برد و به ساخت کامل کمک می کند. با کمک فولاد می توان ترکیبی از سبکی، استحکام بالا و سهولت ساخت.

در ادامه در مورد جان و بال تیرآهن بسیار صحبت می کنیم پس می خواهیم با این دو مفهوم بیشتر آشنا شویم.

وقتی از سطح مقطع تیرآهن به آن نگاه کنیم دو ورق به صورت افقی و یک ورق ضخیم وجود دارد که عمود بر آن هاست. به دو ورقی که به صورت افقی قرار دارند و با یکدیگر موازی هستند بال می گویند و ورق ضخیم که تیر نام دارد و عمود بر بال می باشد را جان تیراهن می گوییم. در ساختار تیرآهن های I و H تفاوت هایی وجود دارد که در نوع کاربرد آن تاثیرگذار است. هر نوع ازاین تیرآهن ها بر اساس شکل ظاهری سطح مقطعشان نام گذاری شده اند.

درک این موضوع در عکس ساده تر است.

تیرآهن هاش چیست؟

تیر آهن IPB یا همان H یک یک قطعه فولادی مقرون به صرفه است که از فولاد نورد شده ساخته شده است. این محصول از نورد گرم شمش آهن ساخته می شود و فوق العاده قوی است. این تیرآهن اولین بار توسط شرکت بثهلم (Bethlehem) تولید شد.

تیر هاش در انواع سازه‌های فولادی امروزی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. تفاوت‌های زیادی نسبت به تیرهای I شکل یا همان IPE دارد. مهم ترین تفاوت آن در شکل ظاهری بال می باشد به این معنی که عدم انحراف داخل این تیر به سمت بال آن است و این به این معناست که سطوح بالا و پایین این فولاد با یکدیگر موازی است.

در تیر H عرض بال نسبت به جان بیشتر, کشیده تر و سنگین تر از تیرآهن I-beam است، بخش جان این نوع تیر ضخیم تر بوده و سطح مقطع آن بیشتر است.‌‌ هیچ شیبی بین دو تیر بیرونی تیر H وجود ندارد، یعنی مستقیم هستند که به دلیل ویژگی های مقطع و خواص مکانیکی بهتری که در واحد وزن دارد، می تواند در مصالح و زمان ساخت بسیار صرفه جویی کند و همچنین فرآیند جوشکاری را آسان می کند.

سطح مقطع تیرآهن هاش به طور قابل توجهی بهتر از تیرآهن های معمولی می باشد.

فولاد تیرچه H که از الفبای “H” نامگذاری شده است زیرا شکل مقطع آن شبیه به این حرف است، یک فولاد مقطع اقتصادی با توزیع سطح مقطع بهینه تر و نسبت مقاومت به وزن معقول تر است. این نام به این دلیل است که مانند H سطح مقطع آن بزرگتر به نظر می رسد.

این محصول در حالت کلی در سه استاندارد  ST37،  ST44 و ST52 انجام می‌شود که استاندارد ST44 از انواع دیگر آن رایج ‌تر است.

انواع تیرآهن بال پهن یا همان هاش:

تیرآهن بال پهن IPB که به هاش معروف است از لحاظ ضخامت و وزن به دو نوع تقسیم می شود که در ادامه به آن می پردازیم.

تیر بال پهن سبک‌ ( هاش سبک (HEA~IPBL)):

تیرآهن هاش سبک که به IPBL (علامت L در پایان IPB نشان دهنده ی سبک وزن بودن تیرآهن است) نیز شناخته می شود به دلیل اینکه ضخامت کمتری دارد در نتیجه وزن کمتری نیز دارد.

ضخامت بال های این نوع تیر نسبت به جان آن کمتر است.

تیربال پهن سنگین( هاش سنگین (HEB~IPB) ) :

ضخامت بال های این نوع تیر نسبت به نوع دیگر بیشتر است. استانداردهای که این نوع تیر طبق آن تولید می شود شامل DIN 1025 – Euronorm 53-62 – EN 10034 – EN 10163-3, C – STN 42 5550ČSN 42 5550 – TDP: STN 42 0135 می باشد.

ارتفاع مقطع: از ۱۰۰ میلی متر الی ۱۰۰۰ میلی متر

طول بال: از ۱۰۰ الی ۳۰۰ میلی متر

تیرآهن بال پهن فوق سنگین (هاش فوق سنگین HEM~IPBV):

تیرآهن هاش وزن بیشتری نسبت به تیرآهن معمولی دارد و این به این معنی است که فشار بیشتری را تحمل می کند.

ابعاد و وزن تیرآهن هاش

برای بیان ابعاد هر نوع تیراهن معمولا طول و ابعاد سطح مقطع آن مهم است و مورد توجه قرار می گیرد. عمدتا تیرآهن در سایزهای ۶ تا ۱۴ متر تولید می شوند(در کشورهای مختلف با استانداردهای متفاوتی تولید می شوند) که استاندارد اروپا از جمله معروفترین آن ها بوده و در ایران نیز از استاندارد اروپا برای تولید انواع پروفیل های ساختمانی از جمله هاش مورد استفاده قرار می گیرد.

ابعاد تیرآهن H سبک

از طرفی تیراهن هر چه قطر بیشتری داشته باشد به طبع میتواند مقاومت بالاتری را از خود در تحمل فشار و وزن از خود نشان دهد.

سایزهای تولیدی هاش متنوع بوده و با توجه به اینکه از نوع سبک یا سنگین می باشد از سایز ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلیمتر تولید می شود که البته در سایز های بالای ۷۰۰ میلیمتر فقط برای مصارف خاص بوده و نادر می باشند.

پر طرفدار ترین سایز تیرآهن طول ۱۲ متر می باشد.

وزن تیرآهن H سنگین

تولید کنندگان تیرآهن H

هنوز کارخانه های زیادی در ایران اقدام به تولید این نوع تیرآهن نکرده اند و بیشتر موجودی این محصول از واردات انجام می شود.

کشور های واردکننده ی این محصول شامل ترکیه ترکیه، کره جنوبی، اسپانیا، چین و اوکراین می باشد که البته در بعضی موارد تیراهن های چینی به دلیل کیفیت پایین مورد تایید پیمانکاران قرار نمیگیرد.

کارخانه ی ذوب آهن اصفهان نیز چند سالی است اقدام به تولید تیرآهن IPB کرده است که البته سایز های تولیدی این کارخانه محدود به سه سایز ۱۴ و ۱۶و ۱۸ سبک می باشد.

دیگر کارخانه های تولید کنندگان این نوع تیرآهن IPB :

• کارخانه فولاد البرز ایرانیان (فایکو)
• کارخانه فولاد غرب آسیا

کاربرد تیرآهن هاش

تیرآهن IPB  به دلیل جان و بال کلفت تر دارای مقاومت و استحکام بیشتر نسبت به بقیه ی انواع آه می باشد پس در نتیجه برای ساخت بناهایی که احتیاج به مقاومت بالایی دارند پیشنهاد می شود از این نوع استفاده شود.

از کاربردهای آن می توان به :

• ساخت پل‌ها: وقتی صحبت از کارهای جاده‌ای مانند پل‌ها آبی یا روگذرها می‌شود، کاملاً پذیرفته شده و مشخص است که تیرآهن هاش که به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این به این دلیل است که پل‌ها به سطح معینی از استحکام و مقاومت و دوام نیاز دارند که این ویژگی ها در این محصول مشهودتر است. همانطور که گفتیم این محصول وزن بالایی دارد امل این واقعیت نادیده گرفته می‌شود، زیرا پل‌ها معمولاً به پشتیبانی بیشتری دارند.
• ساخت کشتی و اسکله :اسکله های کنار اقیانوس به یک پایه نسبتاً قوی نیاز دارند تا به عنوان یک مرکز تدارکات عمل کنند. تیرهای H چارچوب کاملی برای این سازه ها هستند. کشتی های باربری بزرگ هم باید به اندازه کافی قوی باشند تا بتوانند وزن زیادی را در اقیانوس ها و دریاها حمل کنند! و به دلیل وزنی که تیرهای H می‌توانند حمل کنند، یکی از محبوب‌ترین گزینه ها و انتخاب‌ها هستند.
• برج‌سازی: تیرآهن هاش به دلیل اندازه‎ های طویل (100متری) می‌تواند در برج‌سازی مورد استفاده قرار بگیرد. البته باید در نظر داشت که وزن بالای این محصول ممکن است مشکل ساز شود در نتیجه پیمانکار باید تصمیم بگیرد که مقاومت سازه مهم تر است یا سبک بودن وزن آن.

البته استفاده از این محصول معایبی نیز دارد که مهم ترین آن عبارتند از:

• سنگین بودن این محصول
• پایین بودن مقاومت آن در برابر دماهای بالا
• مقاومت کم در برابر خوردگی و در نتیجه هزینه ی بالای برای حفاظت از آن
• هزینه ی بالا برای جوش

شاید برای شما این سوال پیش آمده باشد که تفاوت این محصول با تیرآهن های معمولی در چیست. در ادامه می خواهیم به تفاوت های  H BEAM و I BEAM بپردازیم.

تفاوت تیرآهن H و I از لحاظ پایه ای:

همانطور که از نام آن پیداست، یک محصول H شکل است که از فولاد نورد شده ساخته شده است و به عنوان تیر بال پهن شناخته می شود.این محصول فوق العاده قوی است و سطح مقطع بزرگتری نسبت به تیرآهن های معمولی دارد.

سطح مقطع تیرهای فولادی I BEAM میتواند فشار مستقیم را تحمل کند و مقاومت بالایی در برابر کشش دارد اما بال های آن بسیار نازک می باشد. در نتیجه هر کدام از این تیرهای فولادی مزایا و معایبی دارد.

از لحاظ قدرت:

تیرهای H از فولاد با مقاطع اقتصادی ساخته شده اند با سطح مقطع بهینه تر و نسبت مقاومت به وزن مناسب تر، به این معنی که می توانند استحکام بیشتری را در واحد وزن ایجاد کنند.

این امر باعث می شود که جوشکاری تیرهای H نسبتاً ساده تر از تیرهای I باشد. و به دلیل سطح مقطع بزرگتر دارای مقاومت بالایی می باشد. تیرهای معمولی سبک تر از تیرهای H هستند، به این معنی که آنها مقاومت کمتری نسبت به تیر H دارند.

از نظر کاربردی:

از آنجایی که تیرآهن های هاش دارای بال ‌ها و جان ‌های ضخیم‌تر هستند، برای ‌ساخت‌ سکوها، پل‌ها و سایر ساختمان‌های مسکونی و تجاری معمولی ایده‌آل می باشند.بال های پهن معمولا در پروژه های مسکونی استفاده می شود.

تیرآهن های معمولی بیشتر در ساخت سازه هایی که نیاز به مقاومت کمتری دارند مانند آسانسور های کاربرد دارند.

وزن کدام سنگین تر است؟

تیرآهن بال پهن عموما بسیار سنگین تر از تیرآهن های معمولی است که به این معنی است که وزن بیشتری را می تواند تحمل کند و مقاومت بیشتری دارد.

در برخی از موارد که وزن بالای روی دیوار می‌تواند یک مشکل سازه‌ای باشد، تیرآهن I ممکن است انتخاب بهتری باشد، زیرا به طور کلی سبک‌تر است.

مراحل تولید تیرآهن

• پخت و افزایش دمای شمش‌ها( از طریق نورد گرم)
• قالب‌دهی شمش‌ها
• عبور از ایستگاه‌های چند مرحله‌ای برای تحت فشار قرار دادن محصول
• کاهش لبه‌ها و ضخامت بال
• سایزینگ نهایی

نتیجه گیری

1. تیرهای بال پهن پایه فولادی کلفت تری دارد در نتیجه قوی تر است.تیرهای معمولی پایه ی نازک تری دارد که به این معنی است که مانند تیرآهن H BEAM تحمل فشار را ندارد.
2. تیرهای H BEAM در هر اندازه و ارتفاعی می تواند تولید شود ولی تیرهای I BEAM تا جایی که تجهیزات سازنده امکانش را دهد می تواند ساخته شود.
3. تیرآهن های هاش از تیرآهن های معمولی سنگین تر هستند که نشان دهنده ی این است که فشار بیشتری را می تواند تحمل کنند.