تیرآهن هاش، یک جزء سازه ای فوق‌العاده قوی و مستحکم است و از آنجایی که سطح مقطع این تیرآهن شبیه به حرف بزرگ انگلیسی "H" است ، به تیرآهن هاش یا H معروف است. تیرآهن IPB در دسته تیرآهن هاش قرار میگیرند.
انواع تیرآهن هاش
تیرآهن‌های هاش دارای ضخامت مساوی در دو فلنج موازی، بدون هیچ مخروطی در سطح داخلی هستند. بسته به ارتفاع و عرض فلنج، تیرآهن‌های هاش در سه دسته طبقه‌بندی می‌شوند:
- تیرآهن هاش با فلنج عریض
- تیرآهن هاش با فلنج متوسط
- تیرآهن هاش با فلنج باریک
چگونگی ابداع تیرآهن هاش
هنری گری مخترعی متولد انگلیس بود که در اواخر دهه 1890 فرایندی برای نورد تیرهای فلنج پهن با ضخامت یکنواخت ایجاد کرد. اما او در ابتدا نتوانست هیچ یک از شرکت‌های فولادی آمریکایی را مجاب کند که مستقیماً فناوری او را به کار گیرند.
پس از ساخت آسیاب در آلمان و موفقیت تولید محصولات آن، شخصی به نام آقای شواب تصمیم گرفت وارد این حرفه شود. در سال 1907 ، او شروع به ساخت آسیاب کرد. اولین تیرآهن در سال 1908 نورد شد و نسل جدیدی از آسمان خراش ها توسط مهندسان و معماران طراحی شد که به راحتی می‌توانستند اندازه تیرهای مورد نیاز خود را مشخص کنند. به این تیرآهن‌ها بخش‌های Bethlehem گفته می‌شد.
تیرآهن‌های H که به صورت یک تکه هستند، بزرگتر و گسترده تر از تیرآهن های I شکل معروف هستند و ساخت آنها یک موفقیت بزرگ اقتصادی بود و به شناخته شدن شرکت Bethlehem به عنوان دومین شرکت بزرگ فولاد، پس از فولاد ایالات متحده کمک شایانی کرد. در واقع، نماد این شرکت شامل نمایشی از یک تیرآهن با فلنج پهن است.
فرایند تولید تیرآهن هاش
تیرآهن هاش دارای یک ممان اینرسی بزرگ در واحد وزن بوده که باعث مقاومت در برابر خم شدن و پیچ خوردگی آن می‌شود. بنابراین به عنوان ستون، تیر و تیرهای پل در ساخت و سازهای معماری و ساختمانی استفاده می‌شود. در اینجا نورد در حالتی که قطعه هنوز زبر است، انجام می‌شود. مواد به دست آمده توسط رول‌های کالیبر، شکل مقطع مشابه همان رول‌ها را به دست می‌آورند.
پس از تولید شکل به صورت H توسط نورد کالیبر، محصول توسط آسیاب یونیورسال و آسیاب لبه دار تمام‌کاری می‌شود. مقطع H شکل هنگام عبور مواد از چهار رول عبور داده می‌شود و آسیاب یونیورسال که مجهز به یک جفت رول عمودی و یک جفت رول افقی است، برای نورد تیرهای H بسیار مناسب ارزیابی می‌شود. همچنین آسیاب لبه‌ای که در شکل نشان داده شده است به رول های کالیبر مجهز است و عملکرد تنظیم عرض فلنج محصولات را بر عهده دارد.
در آسیاب یونیورسال، تغییرات ضخامت فلنج و وب را می توان به راحتی با تنظیم فاصله رول ایجاد کرد. با این حال، هنگامی که محصولاتی با ارتفاع مختلف وب و عرض فلنج قرار است نورد شوند، استفاده از رول های منحصر به فرد برای این اندازه ها ضروری است، که تغییرات رول را سبب می‌شوند. به طور خاص، از آنجا که ارتفاع های وب با مجموع عرض رول های افقی و ضخامت فلنج تعیین می‌شوند، لازم است تا همان اندازه های رول افقی به اندازه ارتفاع های وب محصول وجود داشته باشند.
توسعه برای غلبه بر این مشکل منجر روی کار آمدن تکنیک‌های نورد جدیدی شده است که می توانند ارتفاع وب را با یک رول با عرض قابل تغییر و بدون تغییر رول تنظیم کنند. با ترکیب نورد کالیبر با نورد یونیورسال، همچنین می‌توان محصولات فولادی با شکلی غیر از مقطع H مانند کانال ها، زاویه ها و ریل ها را نورد کرد. محصولاتی مانند تیرهای H که سطح مقطع آنها مستطیل نیست نیز می‌توانند با فرآیند نورد تولید شوند. شکل تجهیزات نورد، روند تشکیل و نام قطعات یک تیرآهن هاش در شکل زیر نشان داده شده است. برای آشنایی بیشتر با تیرآهن مقاله تیرآهن چیست را مطالعه کنید.
تفاوت تیرآهن و هاش
یکی از متداول ترین اشکال تیرآهن، تیرآهن IPE با مقطع به شکل حرف I میباشند. در زیر تفاوت های این تیرآهن با هاش آورده شده است:
ابعاد و وزن :
- یک تیرآهن H دارای قسمت web ضخیم تر از یک تیرآهن معمولی است.
- یک تیرآهن معمولی به طور معمول دارای نسبت شیب 1: 6 تا 1: 10 در فلنج است در حالی که تیرآهن H دارای فلنج یکنواخت است.
- تیرآهن H در مقایسه با تیرآهن معولی سنگین تر است.
- فاصله فلنج ها را می توان بر اساس نیاز برای یک بخش تیرآهن H بزرگتر کرد، اما برای تیرآهن معمولی این فاصله ثابت است.
- ممان اینرسی برای این دو تیرآهن متفاوت است.
- در یک تیرآهن معمولی، اندازه web بزرگتر از اندازه فلنج است در حالی که در تیرآهن H ممکن است این چنین نباشد.
خواص مکانیکی :
- سطح مقطع تیرآهن معمولی در مقایسه با تیرآهن H در برابر پیچ خوردن ضعیف تر است.
- به طور کلی، تیرآهن‌های H سخت تر هستند و می‌توانند بار بیشتری را در مقایسه با تیرآهن‌های معمولی تحمل کنند.
- تیرهای H به عنوان ستون استفاده می‌شوند در حالی که تیرهای معمولی به دلیل استحکام کمتر این قابلیت را ندارند.
ساخت :
- یک تیرآهن معمولی به عنوان یک قطعه سرتاسری و یک بخشی ساخته می‌شود، اما یک تیرآهن H به طور معمول با جوشکاری 3 قطعه فلز و یا از طریق فرآیند نورد تولید می‌شود.
- یک تیرآهن H می تواند به هر اندازه و ارتفاع دلخواه تولید شود در حالی که تولید تیرآهن‌های معمولی به ظرفیت دستگاه آسیاب محدود می‌شود.
استاندارد شکل و تحمل بار مقاطع تیرآهن
● AISC Manual
● IS 808
● ASTM A6
● DIN 1025
● BS 4-1
● AS/NZS 3679.1
● EN 10024
● EN 10034
● EN 10162
مشخصات تیرآهن هاش
1- جدول مربوط به مشخصات اندازه، وزن و ممان‌های تیرآهن هاش با فلنج عریض:
2- جدول مربوط به مشخصات اندازه، وزن و ممان های تیرآهن هاش با فلنج متوسط:
3- جدول مربوط به مشخصات اندازه، وزن و ممان‌های تیرآهن هاش با فلنج باریک:
کاربرد و مزایای تیرآهن هاش
تیرآهن هاش به طور گسترده‌ای در سازه های مختلف عمرانی و صنعتی، کارخانه های مختلف صنعتی با ظرفیت بالا و ساختمان های بلند و مدرن، به ویژه در مناطقی با فعالیت لرزه ای مکرر و دستگاه‌های صنعتی تحت شرایط کار در دمای بالا، پل های بزرگ با ظرفیت تحمل بار زیاد به دلیل پایداری مناسب مقطع عرضی و اندازه بزرگ، تجهیزات سنگین، بزرگراه ها، اسکلت کشتی، سد سازی و... مورد استفاده قرار می‌گیرد.
