کدام تیرآهن ها بیشتر در سازه های فلزی کاربرد دارند؟
دسترسی سریع به محتوای مقاله
محاسبه مقدار تیرآهن موردنیاز برای ساختمان برای بسیاری از افرادی که قصد ساختن ساختمان‌های فلزی دارند یک چالش جدی محسوب می‌شود. به این دلیل که اغلب در هنگام خرید، به کاربرد هر سایز تیرآهن توجه نمی‌شود و افراد تصور می‌کنند که باید تمام تیرآهن موردنیاز برای ساختمان را از یک نوع و یک سایز خریداری کنند. از آنجایی‌که قیمت تیرآهن در مقایسه با دیگر مقاطع فولادی به دلیل وزن بالای آنها، بیشتر است، باید در خرید این محصولات بیشتر توجه شود. در این مقاله به اهمیت و کاربرد تیرآهنهای 12، 14، 16 و 18 بهعنوان پرمصرف‌ترین سایزهای مصرفی در سازه‌های فولادی اشاره خواهیم کرد تا با در نظر گرفتن اهمیت هر سایز، به صورت اصولی و حساب‌شده اقدام به خرید تیرآهن موردنیاز خود کنید.
اهمیت استفاده از تیرآهن های سایز مختلف در سازه
با اینکه تیرآهن‌ها پایه و اساس سازه‌های فلزی را تشکیل می‌دهند اما بر اساس میزان تحمل بار و وزن، در قسمت‌های مختلف ساختمان مورداستفاده قرار می‌گیرند. این قسمت‌ها شامل ستون‌های اصلی، شاه‌تیر، تیرهای فرعی و غیره می‌شوند. درصورتی‌که از تیرآهنهای با سایز کم در قسمت‌هایی که بیشترین میزان مقاومت را می‌طلبند استفاده شود، احتمال وقوع کمانش و شکست در این مقاطع فولادی بسیار بالا خواهد بود.
از طرف دیگر، اگر این‌طور فکر کنید که هرچقدر تیرآهن سایز بزرگ‌تری استفاده کنید مقاومت و استحکام سازه بیشتر خواهد شد، سخت در اشتباهید! افزایش سایز منجر به افزایش وزن تیرآهن شده و درنتیجه افزایش وزن کل سازه را به دنبال دارد. این امر موجب وارد آمدن بارهای اضافی به ستون‌ها و طبقات زیرین ساختمان می‌شود و احتمال تخریب سازه تحت چنین شرایطی بالا خواهد بود. بنابراین لازم است تا در هنگام خرید به کاربرد هر سایز تیرآهن و میزان مقاومت آنها متناسب با طراحی سازه توجه شود.
کاربرد هر سایز تیرآهن در سازه اسکلت فلزی
تیرآهن‌ها در انواع حالت‌های IPE، INP، هاش یا IPB و لانه‌زنبوری یا CNP در بازار موجود هستند؛ اما از بین این موارد، نوع IPE که به تیرآهن معمولی یا اروپایی معروف است، بیشترین استفاده را در ساخت‌وساز دارد. در بین تیرآهنهای معمولی نیز برخی سایزها اهمیت بیشتری داشته و بیشتر از سایرین خریدوفروش می‌شوند. این امر به دلیل استحکام بسیار خوب آنها توأم با وزن مناسب است.
وقتی سایز تیرآهن از یک حدی کمتر باشد، برای استفاده در ساختمانسازی مقاومت و تحمل بار کافی را ندارد و نمی‌تواند در برابر نیروهای برشی، خمشی و فشاری وارد بر سازه استقامت کند. در چنین مواردی تقویت تیرآهن اهمیت می‌یابد که هم منجر به صرف زمان بیشتر شده و هم هزینه بیشتری را برای کارفرما به دنبال دارد. از طرفی، سایزهای بزرگ نیز وزن بالایی داشته و علاوه بر صرف هزینه زیاد برای آنها، موجب افزایش وزن کل سازه می‌شوند که اصلاً مطلوب نیست. به همین دلیل تیرآهنهای 12، 14، 16 و 18 پرکاربردترین سایزهای تیرآهن موجود در بازار هستند. در ادامه به بررسی کاربرد هر سایز تیرآهن در سازه‌های یک تا سه‌طبقه و حتی بیشتر از آن می‌پردازیم.
کاربرد تیرآهن 12
تیرآهن 12 یکی از پرکاربردترین سایزهای تیرآهن موجود در بازار است. این امر به دلیل استحکام بالا، وزن مناسب و مهم‌تر از همه قیمت بسیار مقرون‌به‌صرفه آن است. وزن هر شاخه 12 متری از تیرآهن سایز 12 برابر 125 کیلوگرم بوده و این بدان معناست که این تیرآهن قابلیت استفاده بهعنوان ستون و تیر را داراست. البته اگر تعداد طبقات سازه زیاد باشد، معمولاً ترجیح بر این است که از تیرآهن 12 بهعنوان ستون استفاده نشود. عمده کاربرد تیرآهن 12 بهعنوان تیرهای فرعی و پوشش سقف است.
کاربرد تیرآهن 14
تیرآهن 14 نسبت به تیرآهن 12 از وزن، استحکام و قیمت بیشتری برخوردار است. این امر سبب می‌شود در کاربردهایی که امکان استفاده از تیرآهن 12 به دلیل مقاومت کم وجود ندارد، بتوان از تیرآهن سایز 14 با خیال راحت‌تری استفاده کرد. وزن شاخه 12 متری از تیرآهن 14 برابر 155 کیلوگرم است. این مقطع به دلیل داشتن چنین قابلیت‌هایی بهعنوان ستون، تیرهای اصلی و فرعی و نیز پوشش سقف قابل‌استفاده است اما در سازه‌های سنگین عمدتاً بهعنوان تیر فرعی به کار برده می‌شود.
کاربرد تیرآهن 16
تیرآهن 16 در شاخه 12 متری حدود 190 کیلوگرم وزن دارد و استحکام و مقاومت آن از تیرآهنهای 12 و 14 بیشتر است. درنتیجه کاربرد اصلی آن در ساخت ستون سازه‌های اسکلت فلزی است تا بارهای زیادی که به این ستون‌های اصلی وارد می‌شود را تحمل کند. ساخت پوشش سقف و خرپا از دیگر موارد مصرف تیرآهن 16 است. این تیرآهن به دلیل وزن بیشتر نسبت به سایزهای 12 و 14، قیمت گران‌تری نسبت به آنها دارد. مقایسه مقاومت تیرآهن 12 و 14 و 16 در انتخاب و خرید از بین این سایزهای پرکاربرد بسیار مفید خواهد بود.
کاربرد تیرآهن 18
تیرآهن 18 در بین سایزهای رایج با وزن متوسط، سنگین‌ترین تیرآهن محسوب می‌شود. وزن شاخه 12 متری آن حدود 226 کیلوگرم بوده و قیمت بیشتری هم نسبت به تیرآهنهای 12، 14 و 16 دارد. به دلیل وزن زیاد این تیرآهن، از آن در ساخت ستون‌های اصلی طبقات اولیه سازه استفاده می‌شود. برای اینکه بازه وزنی استاندارد در سازه‌های فلزی رعایت شود، معمولاً در ساخت طبقات بالایی سازه از به کار بردن تیرآهن 18 اجتناب می‌شود. مگر اینکه محاسبات طراحی به‌گونه‌ای باشد که تنها استفاده از این نوع تیرآهن چاره‌ساز باشد.
جمع‌بندی
کاربرد هر سایز تیرآهن به میزان وزن، مقاومت و نیز برآورده کردن الزامات طراحی سازه بستگی دارد. سایزهای رایج تیرآهنهای مورداستفاده در ساخت اسکلت‌های فلزی عمدتاً تیرآهنهای 12، 14، 16 و 18 هستند. این تیرآهن‌ها در کاربردهایی نظیر ستون، تیرهای اصلی، تیرهای فرعی، پوشش سقف و خرپا کاربرد دارند که متناسب با وزن و میزان مقاومت در این محل‌ها به کار برده می‌شوند.
سؤالات متداول
1- پرکاربردترین سایزهای تیرآهن کداماند؟
تیرآهنهای سایز 12، 14، 16 و 18 به دلیل وزن، مقاومت و قیمت مناسب بیشترین مصرف را در ساختمانسازی دارند.
2- کاربرد هر سایز تیرآهن در ساختمانسازی چیست؟
استفاده بهعنوان ستون، تیرهای اصلی و فرعی، پوشش سقف و خرپا رایجترین موارد مصرف تیرآهنهای مختلف در ساختمان هستند.
3- برای انتخاب سایز مناسب تیرآهن باید به چه نکاتی توجه شود؟
توجه به وزن، میزان استحکام کششی، خمشی و برشی و نیز قیمت تیرآهن مهم‌ترین فاکتورها در هنگام خرید هر سایز تیرآهن هستند.