کاربرد تیرآهن؛ 9 کاربرد اصلی تیرآهن را بشناسید!
تیرآهن یکی از مهمترین و پرمصرفترین مقاطع فولادی در صنعت ساختوساز و پروژههای عمرانی بهشمار میرود. این محصول فولادی بهدلیل مقاومت بالا در برابر نیروهای فشاری، کششی و خمشی، نقش اساسی در استحکام و پایداری سازهها ایفا میکند؛ بهگونهای که بدون استفاده از تیرآهن، اجرای بسیاری از ساختمانهای امروزی، پلها و سازههای بزرگ عملاً امکانپذیر نیست. البته کاربرد تیرآهن تنها به سازههای ساختمانی محدود نمیشود. امروزه از تیرآهن در صنایع مختلفی مانند پلسازی، اسکلهسازی، کشتیسازی، سولهسازی، صنایع نفت و گاز و حتی ساخت ماشینآلات سنگین استفاده میشود.
اگر میخواهید با کاربرد تیرآهن، انواع آن، سایزهای پرکاربرد و مزایای استفاده از تیرآهن بهطور کامل آشنا شوید، جای درستی آمدهاید. در این مقاله از پاک فلز، تلاش کردهایم صفر تا صد این مقطع فولادی مهم را بهصورت دقیق و کاربردی بررسی کنیم.
تیرآهن چیست؟
تیرآهن یکی از مقاطع فولادی پرکاربرد است که از دو بخش اصلی جان و بال تشکیل میشود. جان تیرآهن وظیفه تحمل نیروهای برشی را بر عهده دارد و بالها نقش اصلی در مقابله با لنگر خمشی و افزایش مقاومت سازه ایفا میکنند. این ساختار باعث شده تیرآهن توانایی تحمل بارهای سنگین را داشته باشد.
تیرآهنها معمولاً از فولادهای ساختمانی مانند ST37، ST44 و ST52 تولید میشوند و در ابعاد و استانداردهای مختلفی به بازار عرضه میگردند. بسته به نوع طراحی سازه، محل استفاده و میزان بار وارده، انتخاب نوع و سایز مناسب تیرآهن اهمیت بسیار زیادی دارد.
انواع تیرآهن را بشناسید!
تیرآهنها بر اساس استاندارد تولید و وزن، به انواع مختلفی تقسیم میشوند. شناخت این دستهبندیها به انتخاب دقیقتر تیرآهن کمک میکند. در این بخش، با انواع تیرآهن مورد استفاده در ساختمان از نظر استاندارد و وزن آشنا میشوید.
انواع تیرآهن بر اساس استاندارد
| نوع تیرآهن | شکل ظاهری | استاندارد | کاربرد اصلی |
| INP | I شکل با بال نازک و شیبدار | چین و روسیه | سازههای سبک و متوسط |
| IPE | I شکل با بال یکنواخت و موازی | ایران و اروپا | ساختمانسازی، تیرها و ستونها |
| IPB (هاش) | H شکل با بال پهن | بینالمللی | ستونها و سازههای سنگین |
| CPE (لانهزنبوری) | جان مشبک با حفرههای ششضلعی | ترکیبی | دهانههای بزرگ، کاهش وزن سازه |
انواع تیرآهن از لحاظ وزن
تیرآهنها علاوه بر نوع استاندارد (IPE، INP، IPB و CPE)، از نظر وزن و ضخامت بال و جان تیر نیز به دو گروه اصلی تقسیم میشوند:
- تیرآهن سبک (L)
- تیرآهن سنگین (V)
تفاوت میان این دو مدل، در وزن مخصوص هر متر تیرآهن، ضخامت جان، عرض بال و میزان تحمل بار است. به طور کلی، تیرآهنهای سنگین مقاومت بالاتری دارند اما وزن و قیمت آنها نیز بیشتر است. تیرآهنهای سبک برای پروژههای کوچکتر و سازههای کمبار گزینه اقتصادیتری محسوب میشوند.
بهعنوان مثال، در نامگذاری تیرآهنها:
- نماد IPBV به معنای تیرآهن هاش سنگین (Heavy H-Beam) است.
- نماد IPBL به معنای تیرآهن هاش سبک (Light H-Beam) است.
| ویژگی | تیرآهن سبک (L) | تیرآهن سنگین (V) |
| وزن مخصوص | کمتر از استاندارد جدول اشتال | مطابق یا بالاتر از جدول اشتال |
| ضخامت بال و جان | نازکتر | ضخیمتر |
| میزان تحمل بار | کمتر، مناسب سازههای سبک | بیشتر، مناسب سازههای سنگین |
| کاربرد اصلی | تیرهای فرعی، سقفها، سازههای سبک و سولههای کوچک | ستونها، شاهتیرها، پلها و سازههای چند طبقه |
| قیمت هر متر | ارزانتر بهدلیل وزن کمتر | گرانتر بهعلت وزن و مواد بیشتر |
| وزن هر شاخه (۱۲ متری) | نسبتاً پایینتر | بیشتر و سنگینتر |
| کارخانههای متداول | فایکو، ظفر بناب، یزد، شاهین بناب | ذوبآهن اصفهان، ناب تبریز، آریناستیل |
| نماد در نقشههای فنی | IPBL، IPEL، INPL | IPBV، IPEV، INPV |
| مزیت اصلی | حملونقل آسان، قیمت مناسب | استحکام بالا در برابر خمش و پیچش |
| محدودیت | عدم تحمل بارهای دینامیکی زیاد | وزن زیاد و هزینه حملونقل بالاتر |
هر سایز تیرآهن چه کاربردی دارد؟
انتخاب سایز تیرآهن به نوع پروژه، تعداد طبقات و میزان بار وارده بستگی دارد. کاربرد رایج سایزها بهصورت زیر است:
- تیرآهن 12: ستونهای سبک، تیر و پوشش سقف
- تیرآهن 14: ستون، خرپا، نعل درگاه، تیر سقف
- تیرآهن 16: تیر فرعی، خرپا، پلهای لانهزنبوری
- تیرآهن 18: ستون اصلی و سازههای سنگین
- تیرآهن 20: طبقات زیرین ساختمانها و پروژههای بزرگ
برای انتخاب دقیق سایز مناسب، مشاوران پاک فلز آماده راهنمایی شما هستند. تیم فنی شرکت، محاسبه وزن مصرفی، انتخاب سایز استاندارد و ارائه فاکتور رسمی را انجام میدهد. در صورتی که برای خرید و انتخاب تیرآهن مناسب به راهنمایی بیشتری نیاز دارید، مقاله راهنمای خرید تیرآهن در بلاگ پاک فلز اسپادانا را مطالعه کنید.
کاربرد تیرآهن چیست؟
تیرآهن یکی از عناصر کلیدی در انتقال بار، افزایش مقاومت و ایجاد پایداری سازههاست. این مقاطع فولادی در بخشهای مختلف سازه، نیروهای وارده را بهصورت ایمن به ستونها و فونداسیون منتقل میکنند. در جدول زیر کاربرد تیرآهن به صورت خلاصه بیان شده است:
| محل کاربرد | نقش تیرآهن | توضیحات |
| اسکلت فلزی سازه | عضو باربر اصلی | انتقال بار طبقات به ستون و فونداسیون |
| ساختمانسازی | تیر و ستون | تحمل بارهای ثقلی و جانبی |
| کفی ستون | توزیع بار | انتقال یکنواخت بار ستون به فونداسیون |
| تیرهای اصلی (شاهتیر) | باربر افقی اصلی | انتقال بار تیرهای فرعی و سقف به ستون |
| تیرهای فرعی (میانی) | توزیع بار سقف | کاهش دهانه و افزایش ایمنی |
| تیر کلاف | افزایش یکپارچگی | مهار نیروهای جانبی و زلزله |
| تیرهای کرومیت | اجرای سقف | حذف شمعبندی و افزایش سرعت اجرا |
| خرپا | پوشش دهانه بزرگ | تحمل نیروهای کششی و فشاری |
| پلسازی | تحمل بار سنگین | تحمل بار ترافیکی و نیروهای دینامیکی |
1. کاربرد تیرآهن در اسکلت سازه فولادی
اصلیترین و مهمترین کاربرد تیرآهن، استفاده در اسکلت فلزی ساختمانهاست. در این نوع سازهها، تیرآهنها بهعنوان اعضای باربر افقی و عمودی عمل کرده و بار ناشی از وزن طبقات، دیوارها و تجهیزات را به ستونها و سپس به فونداسیون منتقل میکنند. استحکام بالای تیرآهن باعث میشود سازه در برابر نیروهای ثقلی و جانبی عملکرد مناسبی داشته باشد.
علاوه بر این، استفاده از تیرآهن در اسکلت فلزی باعث افزایش سرعت اجرای پروژه و دقت در مونتاژ سازه میشود.
اتصال تیرآهنها از طریق پیچ و مهره یا جوشکاری، امکان اصلاح، تقویت یا توسعه سازه در آینده را نیز فراهم میکند؛ موضوعی که در پروژههای شهری و صنعتی اهمیت زیادی دارد.
2. کاربرد تیرآهن در ساختمانسازی
در ساختمانهای مسکونی، تجاری و صنعتی، تیرآهن یکی از اجزای اصلی سیستم سازهای محسوب میشود. این مقاطع فولادی در ساخت تیرها، ستونها، کلافها و خرپاها به کار میروند و وظیفه تحمل و انتقال بارهای مختلف را بر عهده دارند. بدون استفاده از تیرآهن، اجرای ساختمانهای چند طبقه عملاً با محدودیتهای جدی مواجه میشود.
از طرفی، استفاده از تیرآهن در ساختمانسازی باعث کاهش حجم مصالح مصرفی نسبت به سازههای بتنی میشود و فضای مفید داخلی ساختمان افزایش پیدا میکند. همین ویژگی، تیرآهن را به گزینهای محبوب در پروژههایی با محدودیت فضا و زمان تبدیل کرده است.
3. کاربرد تیرآهن در کفی ستون
در کفی ستونها، تیرآهن نقش مهمی در توزیع یکنواخت بار ستون روی فونداسیون ایفا میکند. صفحات کفی که معمولاً از ورق فولادی ساخته میشوند، به کمک تیرآهن میتوانند بارهای سنگین وارده از ستون را بهصورت متعادل به بتن فونداسیون منتقل کنند.
این کاربرد خصوصا در سازههای فلزی سنگین و ساختمانهای چندطبقه اهمیت دارد؛ زیرا توزیع نامناسب بار در محل اتصال ستون و فونداسیون میتواند منجر به نشست یا ترکخوردگی سازه شود.
استفاده صحیح از تیرآهن در کفی ستون، ایمنی کلی ساختمان را افزایش میدهد.
4. کاربرد تیرآهن در تیرهای اصلی (شاهتیر)
شاهتیرها اصلیترین اعضای افقی سازه هستند که بار تیرهای فرعی و سقف را دریافت کرده و آن را به ستونها منتقل میکنند. به همین دلیل، برای ساخت شاهتیر معمولاً از تیرآهنهایی با سایز بزرگتر و مقاومت بالاتر استفاده میشود.
انتخاب صحیح نوع و سایز تیرآهن در شاهتیر، تاثیر مستقیمی بر پایداری و عمر مفید ساختمان دارد. در سازههای سنگین یا دهانههای بزرگ، استفاده از تیرآهنهای بالپهن یا تقویتشده در شاهتیرها کاملاً رایج است.
5. کاربرد تیرآهن در تیرکهای میانی یا تیر فرعی
تیرهای فرعی یا تیرکهای میانی، اعضایی هستند که بار مستقیم سقف را دریافت کرده و به شاهتیرها منتقل میکنند. این تیرها معمولاً از تیرآهنهایی با سایز کوچکتر نسبت به تیرهای اصلی ساخته میشوند اما نقش آنها در توزیع یکنواخت بار بسیار حیاتیست.
وجود تیرآهن در تیرهای فرعی باعث کاهش دهانه مؤثر سقف و افزایش ایمنی سازه میشود. همچنین این تیرها به بهبود عملکرد سقف در برابر لرزش و نیروهای دینامیکی مانند زلزله کمک میکنند.
6. کاربرد تیرآهن در تیر کلاف
تیر کلاف بهعنوان عنصر اتصالدهنده بین اجزای مختلف سازه عمل میکند و موجب یکپارچگی کلی ساختمان میشود. تیرآهنهایی که در تیر کلاف استفاده میشوند، بارهای جانبی را مهار کرده و انتقال نیروها به ستونها را منظمتر میکنند.
در ساختمانهای اسکلت فلزی، تیر کلاف نقش مهمی در افزایش سختی جانبی سازه دارد. این موضوع بهخصوص در مناطق زلزلهخیز اهمیت بیشتری پیدا میکند، زیرا تیر کلاف مانع تغییر شکلهای ناخواسته سازه میشود.
7. کاربرد تیرآهن در تیرهای باریک کرومیت
در سیستم سقف کرومیت، از تیرهای باریک فولادی که اغلب از تیرآهن یا مقاطع مشابه ساخته شده، استفاده میشود. این تیرها امکان اجرای سقف بدون شمعبندی را فراهم کرده و سرعت ساختوساز را به شکل چشمگیری افزایش میدهند.
استفاده از تیرآهن در تیرهای کرومیت علاوه بر کاهش وزن سقف، باعث صرفهجویی در هزینهها و زمان اجرا میشود. به همین دلیل، سقفهای کرومیتی گزینهای محبوب در پروژههای انبوهسازی و ساختمانهای شهری هستند.
8. کاربرد تیرآهن در ساخت خرپا
خرپاها سازههایی مثلثیشکل هستند که برای پوشش دهانههای بزرگ بدون ستون میانی استفاده میشوند. تیرآهن در ساخت اعضای اصلی خرپا، نیروهای فشاری و کششی را بهطور مؤثر تحمل کرده و به توزیع مناسب بار کمک میکند. استفاده از تیرآهن در خرپا باعث کاهش وزن کلی سازه و افزایش بازدهی سازهای میشود.
9. کاربرد تیرآهن در پلسازی
در پلسازی، تیرآهن یکی از عناصر اصلی تحملکننده بارهای سنگین است. این مقطع فولادی در تیرهای اصلی، تیرهای عرضی و حتی اجزای تقویتی پلها استفاده میشود و توان تحمل بار ترافیکی و نیروهای دینامیکی را دارد.
بهدلیل مقاومت بالا و قابلیت اجرا در دهانههای بلند، تیرآهن انتخابی مناسب برای پلهای فلزی و ترکیبی محسوب میشود. دوام بالا و امکان تعمیر و تقویت، از دلایل اصلی استفاده گسترده تیرآهن در پروژههای پلسازی است.
مزایای استفاده از تیرآهن
- مقاومت بالا در برابر فشار و خمش
- افزایش سرعت اجرای پروژه
- کاهش ضایعات مصالح
- عملکرد مناسب در برابر زلزله
- امکان توسعه و بازسازی سازه
- صرفهجویی در هزینههای ساخت
- دوام و طول عمر بالا
بهترین شرکت برای خرید تیرآهن
پاک فلز بهعنوان یکی از معتبرترین تأمینکنندگان مقاطع فولادی در ایران، مزایای متعددی برای خرید تیرآهن فراهم میکند:
- تأمین مستقیم از کارخانههای معتبر: مانند ذوبآهن اصفهان با گواهی استاندارد ملی ایران (ISIRI 3132) و حک لیزری برند.
- قیمتهای شفاف و بهروز: با حذف واسطهها و رصد روزانه بازار آهن، قیمتها بهصورت شفاف اعلام میشوند.
- تحویل سریع و مطمئن: بارگیری از انبار اختصاصی و ارسال در کوتاهترین زمان ممکن.
- مشاوره و پشتیبانی تخصصی: محاسبه وزن مصرفی، انتخاب سایز مناسب و ارائه فاکتور رسمی توسط تیم فنی.
- تسهیلات ویژه خرید عمده: امکان تسویهحساب مدتدار برای پروژههای بزرگ.
با انتخاب پاک فلز، نه تنها از کیفیت و اصالت محصول اطمینان حاصل میکنید، بلکه در زمان و هزینههای خود نیز صرفهجویی خواهید کرد.
جمعبندی
تیرآهن در انواع سازههای ساختمانی، صنعتی و زیرساختی، کاربرد دارد. شناخت دقیق انواع، سایزها و کاربردهای آن برای بهینهسازی هزینه، تضمین ایمنی و افزایش عمر سازه، ضروریست.
در انتخاب تیرآهن میبایست علاوه بر اصول مهندسی، استانداردهای مربوط به تحمل بار (از جمله مقاومت در دمای ۵۰۰–۶۰۰ درجه سانتیگراد در شرایط آتشسوزی) را نیز در نظر گرفت. با مراجعه به مشاوران متخصص مانند تیم پاک فلز، میتوانید بهترین انتخاب را برای پروژه خود انجام دهید.
سوالات متداول راهنمای خرید تیرآهن
1. چه تفاوتی بین تیرآهن سبک و تیرآهن سنگین وجود دارد؟
تفاوت اصلی تیرآهن سبک و سنگین در وزن مخصوص، ضخامت بال و جان و میزان تحمل بار است. تیرآهن سنگین مطابق یا بالاتر از جدول اشتال تولید میشود و برای ستونها، شاهتیرها و سازههای چند طبقه مناسب است. تیرآهن سبک وزن کمتری دارد و بیشتر در تیرهای فرعی، سقفها و سازههای سبک استفاده میشود و از نظر اقتصادی مقرونبهصرفهتر است.
2. کدام نوع تیرآهن برای ساختمانسازی مناسبتر است؟
برای اغلب ساختمانهای مسکونی و تجاری، تیرآهن IPE بهدلیل بالهای یکنواخت و تطابق با استانداردهای ایران و اروپا، رایجترین و مناسبترین گزینه است. در سازههای سنگین، دهانههای بزرگ یا ستونها، استفاده از تیرآهن هاش (IPB) توصیه میشود. انتخاب نهایی میبایست بر اساس محاسبات سازهای و نظر مهندس طراح انجام شود.
3. چگونه سایز مناسب تیرآهن را انتخاب کنیم؟
انتخاب سایز تیرآهن به عواملی مانند تعداد طبقات، نوع کاربری ساختمان، میزان بار وارده، دهانهها و شرایط زلزلهخیزی منطقه بستگی دارد. بهطور معمول سایزهای 12 و 14 برای سازههای سبک و تیرهای فرعی و سایزهای 18 و 20 برای ستونها و سازههای سنگین استفاده میشوند. برای انتخاب دقیق و ایمن، مشاوره با متخصصان و تأمینکنندگان معتبر مانند تیم فنی پاک فلز، توصیه میشود.
