تیرآهن مناسب برای ستون در سازه های فلزی
دسترسی سریع به محتوای مقاله
اگر قصد ساخت سازه‌ای با اسکلت فلزی دارید، باید به دنبال خرید تیرآهن‌های استاندارد با قیمت مناسب باشید. ازآنجایی‌که تیرآهن اصلی‌ترین عضو استحکام دهنده در سازه‌های فلزی است، هرگونه ایجاد نقص در آن یا عدم برخورداری از کیفیت مطلوب، سبب به خطر افتادن ایمنی سازه می‌شود. بنابراین لازم است تا این مقاطع از خریداران معتبر و باکیفیت و خواص مطلوب خریداری شوند. اما قبل از اینکه به سراغ خرید تیرآهن بروید، باید بدانید که بهترین تیرآهن برای ستون در سازه‌های فلزی کدام است. در ادامه با ما همراه باشید تا به معرفی تیرآهن مناسب برای ستون‌های فلزی بپردازیم.
اهمیت استفاده از تیرآهن برای ساخت ستون
وزن سبک‌تر ستون‌های فلزی نسبت به ستون‌های بتنی و نیز استحکام عالی آن‌ها، موجب پایداری و دوام بیشتر ساختمان‌های اسکلت فلزی در برابر نیروهای کششی، فشاری و برشی می‌شود. از طرفی، در این سازه‌ها به دلیل استفاده از تیرآهن‌های فولادی در نقش ستون، زمان تکمیل پروژه کوتاه‌تر بوده و سازه زودتر به بهره‌برداری می‌رسد. دلیل این امر قابلیت جوش‌پذیری عالی تیرهای فولادی است و اینکه در ساخت ستون این سازه‌ها از بتن استفاده نمی‌شود. پس دلیل اینکه اکثر ساختمان‌ها به‌صورت اسکلت بتنی ساخته می‌شوند چیست؟
با وجود استحکام، وزن سبک و قابلیت اتصال آسان تیرآهن‌ها به یکدیگر، اما سازه‌های فلزی نسبت به بتنی محبوبیت کمتری دارند. دلیل آن گران‌تر بودن قیمت تیرآهن نسبت به میلگرد است. بااین‌وجود، کارفرمایان در برخی موارد مانند مناطق زلزله‌خیز، چاره‌ای جز استفاده از تیرآهن به‌عنوان ستون و ساخت سازه‌های اسکلت فلزی ندارند. دلیل آن قابلیت جذب ارتعاش بسیار خوب تیرآهن و انعطاف‌پذیری بیشتر آن نسبت به بتن است.
انتخاب بهترین تیرآهن برای ستون
تیرآهن‌های فولادی در حالت‌های مختلفی ازجمله تیرآهن اروپایی یا IPE، تیرآهن بال شیب‌دار یا INP، تیرآهن هاش یا IPB و تیرآهن لانه زنبوری در بازار موجودند. دراین‌بین، بهترین تیرآهن برای ستون سازه‌های معمولی، تیرآهن IPE است. این محصول دارای بال‌های موازی و کوتاه است که علاوه بر تأمین میزان استحکام موردنیاز برای ستون، این امکان را می‌دهد که به‌راحتی بتوانید آن را به دیگر اجزا از طریق جوشکاری متصل نمایید. اما تیرآهن INP چنین قابلیتی ندارد. این محصول به دلیل برخورداری از بال‌های شیب‌دار، به‌خوبی با دیگر اجزای سازه‌ای تطابق نمی‌یابد و این امر اتصال آن را به قطعات دیگر دشوار می‌کند.
تیرهای بال‌پهن یا هاش نیز برای ساخت ستون ساختمان‌های مرتفع یا ساخت ستون در سوله و انبارهای بزرگ مناسب‌اند. تیرآهن هاش خود در سه نوع هاش سبک، هاش سنگین و هاش فوق سنگین موجود است که به ترتیب در سازه‌های مسکونی و تجاری معمولی، برج‌های مرتفع و آسمان‌خراش‌ها یا سوله‌های عظیم کارایی دارند. تیرآهن لانه زنبوری نیز همان تیرآهن معمولی است که الگوهای شش‌ضلعی در قسمت جان آن توسط برشکاری ایجاد می‌شوند. این محصول کارایی چندانی در قسمت‌هایی که تحت بارهای برشی شدید قرار می‌گیرند ندارد و اغلب در طراحی قاب خمشی سقف‌ها و ساخت ستون مورداستفاده قرار می‌گیرد.
سایزهای مناسب تیرآهن برای ستون
با توجه به اینکه در ساختمان‌های فلزی معمولی تیرآهن‌های اروپایی بهترین تیرآهن برای ستون هستند، باید هنگام انتخاب آن‌ها به سایز تیر نیز توجه شود. افزایش سایز تیرآهن که همان ارتفاع جان آن است، رابطه مستقیمی با افزایش وزن و درنهایت افزایش مقاومت تیرآهن دارد. یکی از مهم‌ترین فاکتورها در ساخت آپارتمان‌های اسکلت فلزی، سبک‌سازی وزن سازه است. از طرفی هم، سازه فلزی باید در عین سبک بودن از مقاومت مطلوبی برخوردار باشد. این دو فاکتور باید در هنگام انتخاب سایز مناسب تیرآهن برای ستون مدنظر قرار گیرند. بر این اساس، بهترین سایزهای تیرآهن برای ستون عبارت‌اند از:
- تیرآهن 14
- تیرآهن 16
- تیرآهن 18
تیرآهن 14 برای ستون
بهترین سایز تیرآهن برای ستون سازه‌های فلزی، تیرآهن 14 است. این محصول علاوه بر ارائه نسبت استحکام به وزن عالی، قیمت مقرون‌به‌صرفه‌ای دارد و به همین سبب به پر فروش ترین تیرآهن نیز بدل شده است. تیرآهن 14 بیشترین کاربرد را در بین سایزهای مختلف تیرهای فولادی دارد و از آن به‌عنوان شاه‌تیر، تیرهای فرعی، تیرهای باریک کرومیت، پوشش سقف و... استفاده می‌شود.
تیرآهن 16 برای ستون
تیرآهن 16 نیز دارای کاربردهایی مشابه تیر 14 است. با این تفاوت که از آن در سازه‌هایی با طبقات بیشتر یا دهانه‌های بزرگ‌تر استفاده می‌شود. این محصول وزن و استحکام بیشتری داشته و قیمت آن نیز نسبت به تیرآهن 14 گران‌تر است. ساخت تیرهای اصلی و فرعی (ستون‌های اصلی و فرعی در سازه)، پوشش سقف، نعل درگاهی و پل‌های لانه زنبوری ازجمله کاربردهای تیرآهن 16 هستند.
تیرآهن 18 برای ستون
تیرآهن 18 برای ساخت ستون سازه‌های مرتفع یا دهانه‌های باز بسیار مناسب است. این محصول وزن سنگین‌تری از تیرهای 14 و 16 داشته و موجب سنگین شدن ساختمان‌های مسکونی معمولی می‌شود. به همین دلیل در این سایزها تنها ممکن است در ستون طبقات زیرین از تیر 18 استفاده شود. سازه‌هایی ازجمله انبارهای بزرگ، سوله‌های صنعتی، مراکز خرید پند طبقه و... از مهم‌ترین کاربردهای تیر 18 هستند.
جمع‌بندی
انتخاب بهترین تیرآهن برای ستون در سازه‌های اسکلت فلزی یکی از چالش‌های مهندسان است. چراکه باید علاوه بر توجه به الزامات طراحی پروژه، این محصول را در قیمت مناسب تهیه نمایند. در بین استانداردهای مختلف موجود، تیرهای بال مساوی شیب‌دار یا تیرآهن اروپایی IPE مناسب‌ترین نوع تیرآهن برای کاربرد به‌عنوان ستون در سازه‌های فلزی هستند. این تیرها معمولاً در سایزهای 14، 16 و 18 انتخاب می‌شوند تا علاوه بر وزن مناسب، استحکام مطلوبی نیز ارائه کنند.
سؤالات متداول
1- بهترین تیرآهن برای ستون کدام است؟
تیرآهن‌های IPE در سایزهای 14، 16 و 18 بهترین تیرآهن برای ساخت ستون در سازه‌های فلزی هستند.
2- چرا نمی‌توان از تیرآهن INP به‌عنوان ستون استفاده کرد؟
این محصول دارای بال‌های شیب‌دار است که اتصال آن به دیگر اجزای سازه را دشوار می‌کند.