مقاومت تیرآهن های 12، 14 و 16
دسترسی سریع به محتوای مقاله
مقاومت تیرآهن و محاسبه تحمل بار آن، یکی از مهمترین فاکتورها در انتخاب نوع تیرآهن برای کاربرد در اسکلت فلزی انواع سازه‌های عمرانی است. اینکه از کدام سایز تیرآهن و با چه مقدار وزن برای ساخت انواع ستون‌ها و تکیه‌گاه‌ها استفاده شود، الزاماتی است که هر طراح و مهندس ساخت‌وسازی باید بداند.
تیرآهن 12، 14، 16 و 18 از پرکاربردترین سایزهای تیرآهن هستند که همواره موردتوجه مهندسان عمران و معماران قرار دارند. اما هر یک از آنها در کجا و تحت چه شرایطی کاربرد دارد؟ میزان تحمل بار تیرآهن 12، 14، 16 و 18 چقدر است و کدام‌یک مقاوم‌تر است؟ در این مقاله با مقایسه مقاومت تیرآهنهای مختلف، بهترین تیرآهن را متناسب با هر کاربرد معرفی می‌کنیم. به‌منظور اطلاع از قیمت روز تیرآهن در انواع سایز و مشخصات، به این لینک مراجعه نمایید.
مقاومت تیرآهن چگونه سنجیده می شود ؟
مقاومت و تحمل بار یک تیرآهن به عوامل متعددی بستگی دارد که شامل مواردی همچون جنس یا آلیاژهای بهکاررفته در ساخت آن، سایز تیرآهن و مقدار وزن آنها می‌شود. استاندارد تیرآهنها، با در نظر گرفتن تمامی موارد ذکرشده، انواع تیرآهنها را براساس فاکتورهای گوناگون طبقه‌بندی می‌کند.
تیرآهنها بر اساس استاندارد به انواع IPE، IPN و IPB یا هاش تقسیم می‌شوند. این تقسیم‌بندی براساس شکل سطح مقطع تیرآهنها است. در بین استانداردهای موجود، تیرآهن هاش یا IPB که خود شامل سه نوع هاش سبک، سنگین و فوق سنگین است، تحمل بار بیشتری را از خود نشان می‌دهد. دلیل این امر به ضخامت بیشتر بال و جان تیرآهن هاش نسبت به تیرآهنهای معمولی بازمی‌گردد. تفاوت تیرآهن و هاش را در این لینک بخوانید.
جنس تیرآهن و نوع آلیاژ
برای ساخت تیرآهنها، از انواع فولادهای ساختمانی استفاده می‌شود. اینکه میزان کربن موجود در ترکیب شیمیایی آنها چقدر است، ارتباط نزدیکی با میزان استحکام و تحمل بار تیرآهن دارد. در برخی موارد نیز، ممکن است آلیاژهای دیگری به‌منظور افزایش مقاومت تیرآهن به آن افزوده شوند.
هرچه میزان کربن موجود در ساختار تیرآهنها بیشتر باشد، میزان سختی و مقاومت آن نیز افزایش خواهد یافت. اما این مقدار کربن یک حد بهینه دارد و نباید از آن تجاوز کند؛ چراکه تردی و شکنندگی را برای تیرآهن به همراه خواهد داشت.
سایز تیرآهن
سایز تیرآهن رابطه مستقیمی با میزان مقاومت آن دارد. هرچه سایز یک تیرآهن افزایش یابد، مساحت سطح مقطع آن نیز بیشتر شده و قابلیت تحمل بار آن بیشتر می‌شود. بنابراین، تیرآهن 18 نسبت به تیرآهن 16 مقاومت بیشتری را از خود نشان می‌دهد. به همین ترتیب نیز، مقاومت تیرآهن 16 از تیرآهن 14 و آن‌هم از تیرآهن 12 بیشتر است.
وزن تیرآهن
افزایش وزن به‌نوعی با افزایش سایز تیرآهن در ارتباط است. هرچه سایز تیرآهن بالاتر رود، مقداری به وزن آن افزوده می‌شود. این امر ناشی از افزایش ضخامت بال و جان تیرآهن است که مقدار فولاد بیشتری برای این افزایش ضخامت در آن به کار رفته است. معمولا نواع هاش وزن بیشتری نسبت به تیرآهنهای معمولی دارند. در بین هاش ها نیز، هاش فوق سنگین بیشترین وزن را دارا است.
بااین‌حال، افزایش وزن همیشه به معنای افزایش مقاومت تیرآهن نیست. وزن تیرآهن باید مطابق با وزن مندرج در جدول وزنی و جدول اشتال تیرآهن باشد و عدم هم‌خوانی وزن تیرآهنها با استانداردهای موجود، مشکلات فنی و ساختاری فراوانی را به دنبال خواهد داشت. چه‌بسا که زیاد بودن وزن منجر به سنگین شدن سازه و کم بودن آن عدم تحمل بار کافی را به دنبال دارد. برای مشاهده وزن تیرآهن به این صفحه مراجعه نمایید.
محاسبه تحمل بار تیرآهن ها
میزان مقاومت تیرآهن و انتخاب سایز مناسب، یک نکته کلیدی در ساخت انواع سازه‌ها است. اینکه ارتفاع ساختمان چقدر است، تأثیر مستقیمی در انتخاب تیرآهن با تحمل بار کافی دارد. پرکاربردترین تیرآهنها در بازار، سایزهای 12، 14، 16 و 18 هستند. وزن مناسب این تیرآهنها در کنار قیمت مناسب، آنها را برای ساخت انواع سازه‌های مهندسی مناسب کرده است.
مقاومت تیرآهن 12
تیرآهن 12 یکی از سبک‌ترین تیرآهنهای موجود در بازار است. البته وزن سبک آن به معنای مناسب نبودن این تیرآهن نیست اما در مقایسه با سایزهای بالاتر که سنگین‌تر هستند، از این تیرآهن برای ساخت سازه‌های دارای ارتفاع کمتر استفاده می‌شود. کاربرد تیرآهن 12 بیشتر در بخش‌هایی همچون ستون‌ها و پوشش سقف است. از این تیرآهن نمی‌توان به‌طور مستقیم در سازه‌های سنگین استفاده کرد.
مقاومت تیرآهن 14
تیرآهن 14 نیز مشابه با تیرآهن 12، برای سازه‌های سنگین چندان مناسب نیست. اما مقدار تحمل بار و استحکام کششی و فشاری آن بیشتر از تیرآهن 12 است. این افزایش استحکام و بیشتر بودن وزن سبب گران‌تر بودن تیرآهن 14 نسبت به 12 شده است. این نوع تیرآهن اغلب به‌عنوان ستون و پوشش سقف به کار می‌رود.
مقاومت تیرآهن16
برخلاف دو سایز قبلی، این تیرآهن استحکام و تحمل بار بیشتری را ارائه می‌دهد و درنتیجه، از آن در ساخت خرپا، ساخت انواع پل، ستون‌ها و پوشش سقف‌ها استفاده می‌شود. این تیرآهن به دلیل برخورداری از وزن و مقاومت بیشتر، در ساخت انواع سازه‌های سنگین به کار برده می‌شود.
مقاومت تیرآهن 18
در بین تیرآهنهای پرکاربرد، تیرآهن 18 بیشترین مقاومت را دارد؛ به‌گونه‌ای که به‌راحتی و بدون هیچ مشکلی می‌توان از آن در سازه‌های سنگین استفاده کرد. مقاومت و تحمل بار تیرآهن18 سبب استفاده از آن به‌عنوان ستون‌های اصلی در سازه‌های بزرگ می‌شود.
تأثیر نوع تیرآهن بر مقاومت و تحمل بار
تیرآهنها به شکل‌های مختلفی در یک اسکلت فلزی به کار می‌روند. اینکه تیرآهن به‌عنوان تیر اصلی یا شاه‌تیر استفاده شود یا به‌عنوان تیرچه، به میزان مقاومت آن برمی‌گردد. در ادامه به بررسی انواع شکل تیرآهنها در سازه‌ها می‌پردازیم. محاسبه تیرآهن مورد نیاز برای ساختمان های یک تا سه طبقه را در این لینک مشاهده نمایید.
شاه تیر
شاه‌تیر یا تیر اصلی باید بیشترین مقاومت را داشته باشد تا بتواند بارهای اصلی را تحمل کند و آن را به ستون‌های جانبی منتقل کند. تیرآهنهای با سایز بالاتر که مقاومت بیشتر دارند برای استفاده به‌عنوان شاه‌تیر استفاده می‌شوند.
تیرچه
تیرچه نوعی تیرآهن است که در بین شاه‌تیر و دیوار قرار می‌گیرد. به این نوع تیرآهن، تیر فرعی نیز گفته می‌شود. از تیرآهنهای سبک‌تر برای این منظور استفاده می‌شود.
نعل درگاهی
این نوع تیرآهن در بالای چارچوب در و پنجره قرار می‌گیرد و وظیفه حفظ ایستایی آجرهای بالای چارچوب را بر عهده دارد.
تیر لبه‌ای یا کناری
کلاف بندی ساختمان‌ها با این نوع تیرآهن انجام می‌شود. وظیفه تیرآهن در این حالت، تحمل بار ناشی از سقف و دیوارهای کناری است.
لاپه
برای این نوع تیر نیز از سایزهای سبک تیرآهن استفاده می‌شود که نیاز به مقاومت چندان بالایی نیست. این نوع تیر وظیفه تحمل بار پوشش‌های سبک در سازه‌های صنعتی را بر عهده دارد.
سؤالات متداول
1- مقاومت تیرآهن به چه عواملی بستگی دارد؟
آلیاژهای بهکاررفته در ساخت تیرآهن، وزن و سایز، از مهمترین عوامل مؤثر بر تحمل بار تیرآهنها هستند.
2- مقاومت کدام تیرآهن بیشتر است؟
در بین تیرآهنهای رایج، معمولاً هرچه سایز آنها بیشتر شود، مقاومت نیز افزایش مییابد.
3- مقاومت تیرآهن 14 چقدر است؟
این نوع تیرآهن به دلیل وزن کم، تحمل بار کمتری نسبت به تیرآهنهای 16 و 18 دارد و برای سازه‌های سبک مناسب است.