تیرآهن در ساخت اسکلتهای ساختمانی، پلها، ستونها، سقفها و حتی مخازن مورد استفاده قرار میگیرد. بسته به نیاز پروژه تیرآهنها در ابعاد، ضخامت و وزنهای متفاوتی تولید میشوند. استفاده از تیرآهن بهدلیل نصب آسان، دوام بالا و مقاومت در برابر فشار، انتخابی ایدهآل برای پروژههای ساختمانی و عمرانی محسوب میشود.
جهت بهترین بهره وری از تیر آهن باید با انواع استاندارد آنها آشنا شویم تا بتوانیم علاوه بر صرفه اقتصادی ایمنی پروژه خود را تضمین کنیم. در ادامه این مقاله همراه ما باشید تا به طور جزءی شما را با انواع استاندارد تیرآهن آشنا کنیم.
| نام استاندارد مقطع | شکل هندسی و زاویه بال | ویژگی مکانیکی بارز | کاربرد اصلی در مهندسی عمران |
|---|---|---|---|
| آی پی ای (مقطع استاندارد) | ضخامت یکسان بال در تمام طول، شکل شبیه حرف آی | تحمل عالی لنگر خمشی، وزن بهینه نسبت به مقاومت | تیرهای حمال اصلی و فرعی در سقف طبقات ساختمان |
| اچ یا بال پهن (هاش) | بالهای عریض و کاملا موازی، مقطع مربعی شکل | تحمل فوقالعاده بارهای فشاری عمودی و تنشهای برشی | ستونهای اصلی سازههای بلندمرتبه، ساخت خرپا و سوله |
| آی پی ان (مقطع شیبدار) | کاهش ضخامت بال از ریشه به سمت لبه، شیب داخلی | مقاومت متوسط، تمرکز تنش در بخش ریشه مقطع | کاربردهای خاص صنعتی، شاسیکشی ماشینآلات سنگین |
انواع استانداردهای اصلی تیرآهن
معمولاً تیرآهنها از ۴ استاندارد اصلی پیروی میکنند که در بازار رایج هستند: IPE، INP یا IPN، IPB یا هاش، و لانه زنبوری (CPE).
تیرآهن IPE (معمولی)
- شکل ظاهری: سطح مقطع آن شبیه حرف I انگلیسی است.
- ویژگی بالها: ضخامت بالها در ابتدا و انتهای آن کاملاً یکسان و یکنواخت است. بالها با هم موازی هستند. سطح خارجی و داخلی بال در IPE موازی است.
- استاندارد و منشأ تولید: مطابق با استانداردهای اروپایی (مانند DIN1025, EN10365, EN10034) تولید میشود و در ایران نیز تولید میگردد. بیشتر تیرآهنهای تولیدی در ایران و اروپا از این مدل است. این مدل در بین مشتریان محبوبیت بیشتری دارد و نقشههای ساختمانی در ایران معمولاً بر اساس آن تهیه میشود. از کشورهای مختلفی مانند آلمان، کره، اسپانیا و لهستان وارد میشود.
کاربردها: بیشترین کاربرد را در ستون، خرپا، سقفها، ساخت پلهای لانه زنبوری و… دارد. در صنعت ساختوساز به کار میرود.
ابعاد: در ارتفاعهای متغیر تولید میشود، از ۸ تا ۶۰ سانتیمتر یا ۸۰ تا ۶۰۰ میلیمتر. عرض بالها از ۴۶ تا ۲۲۰ میلیمتر. طول محصول معمولاً بین ۸ تا ۱۶ متر است. در ایران در سایزهای ۱۲۰ تا ۳۰۰ تولید میشود و سایر سایزها وارداتی هستند.
مزایا نسبت به INP: عرض بال بیشتری دارد. مقاومت بیشتری نسبت به INP دارد. اتصال بهتری نسبت به INP دارد به دلیل موازی بودن سطح خارجی و داخلی بال. وزن کمتر و راندمان مقاومتی بیشتری نسبت به INP دارد.
برای مشاهده قیمت روز تیرآهن IPE و سایر مدلها، به صفحه لیست قیمت تیرآهن مراجعه کنید
تیرآهن INP یا IPN (بال باریک شیبدار)
- شکل ظاهری: شبیه حرف I انگلیسی است.
- ویژگی بالها: ضخامت بالها با دور شدن از جان کاهش مییابد و شیب ملایمی در ضخامت آنها دیده میشود. باله ابتدایی نازک و بهتدریج ضخیم میشود. شیب بال در سطح داخلی حدود ۰.۱۴ است. لبههای آن گرد است. بالها با هم موازی نیستند چرا که ضخامت آنها متغیر است.
- استاندارد و منشأ تولید: بر اساس استانداردهای کشورهای چین و روسیه تولید میشود. محصولات وارداتی معمولاً مطابق این استاندارد تولید میشوند.
کاربردها: برای ستونهای اسکلت فلزی استفاده میشود. مهندسان در مواردی که نیاز به تحمل بار خیلی بالا نباشد برای مدیریت هزینهها از این تیرآهن استفاده میکنند.
ابعاد: در سایزهای ۶۰ تا ۸۰۰ میلیمتری تولید میشود. ارتفاع آن بین ۸۰ تا ۵۵۰ میلیمتر است. عرض بال بین ۴۲ تا ۲۰۰ میلیمتر است. طول بین ۸ تا ۱۶ متر است و معمولاً ۱۲ متری آن استفاده بیشتری دارد.
معایب: به دلیل نازک شدن ضخامت بالها، مقاومت کمتری دارند. توانایی تحمل بار کمتری نسبت به تیرآهنهای معمولی دارند.
نامهای دیگر: به تیرآهن نیمهپهن نیز معروف است و در بازار هم به نام IPN و هم INP شناخته میشود.
تیرآهن IPB (هاش یا بال پهن)
- شکل ظاهری: شبیه به حرف H انگلیسی است. دارای سطح مقطع مربعی شکل است.
- ویژگی بالها: طول بالها نسبت به جان تیرآهن بزرگتر است. دارای بالهای پهن است و به همین دلیل با نام تیر بال پهن نیز شناخته میشود. ضخامت بالها در تمام طول آن یکسان است. بالها با هم موازی هستند.
- استحکام: به خاطر طول بیشتر و پهنای بالها، استحکام و مقاومت آن در مقایسه با تیرآهن معمولی بیشتر خواهد بود. توانایی تحمل بار بیشتری دارد.
- انواع بر اساس وزن: این تیرآهن بر اساس وزن به چهار مدل تقسیم میشود و همچنین در دو نوع سبک و سنگین تولید میشود:
- با وزن متوسط: IPB و در نُرم اروپایی HEB گفته میشود.
- سبک: IPBL و در نُرم اروپایی HE-A گفته میشود. ارتفاع واقعی کمتر از ارتفاع اسمی دارد. علامت L نشاندهنده تیرآهن سبک است.
- سنگین: IPBV و در نُرم اروپایی HE-M گفته میشود. ارتفاع واقعی کمی از ارتفاع اسمی همشماره کمتر است. علامت V به معنای تیرآهن سنگین است.
- فوق سنگین: IPBV و در نُرم اروپایی HEM گفته میشود.
کاربردها: انتخاب بهتری برای ستون ساختمان است به دلیل کمتر بودن تنش وارده. توصیه میشود برای استفاده در طولهای بالاتر از ۳۰ متر استفاده شود. میتواند به عنوان ستون یا تکیهگاه در ساختمانها و پلها مورد استفاده قرار گیرد. بیشتر در سازههای صنعتی استفاده میشود. در ساخت ستون ساختمانهای بلند استفاده میشود.
ابعاد: دارای ارتفاع ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلیمتر است. عرض بال از ۱۰۰ تا ۳۱۰ میلیمتر بسته به نوع (سبک، سنگین، فوق سنگین) متغیر است. در سایزهای ۱۰ تا ۶۰ سانتیمتر ساخته میشود. طول محصول معمولاً بین ۸ تا ۱۶ متر است.
مزایا: سرعت نصب بالایی دارد. با اینکه وزن بیشتری نسبت به سایر تیرآهنها دارد، باعث صرفهجویی در هزینههای پروژه میشود زیرا به تعداد کمتری تیرآهن نیاز است. عملیات جوشکاری و ماشینکاری سادهتر و سریعتر انجام میگیرد. تحمل وزن بالا.
استاندارد لانه زنبوری (CPE)
- شکل ظاهری: دارای حفرههای توخالی شبیه به لانه زنبور و ششضلعی در طول جان محصول است. به راحتی با سایر تیرآهنها قابل تشخیص است.
- فرآیند تولید: در این روش، تیرآهن اولیه برش داده میشود و سپس بخشها به یکدیگر جوش داده میشوند.
- هدف ساخت: هدف ساخت این تیرآهن تحمل لنگر خمشی بزرگتری با خیز نسبتاً کم و وزن کمتر در مقایسه با تیر نورد شده مشابه است.
کاربردها: بیشتر در ساخت سقف، پارکینگ، راهپله و پلسازی به کار میرود.
مزایا: وزن کم (از نظر اقتصادی بهصرفهتر). توان خمشی بیشتر با خیز کم نسبت به تیر نورد شده اصلی (لنگر خمشی بزرگتری نسبت به تیر نورد شده تحمل میکند). ممان اینرسی بالاتر. میتوان از فضاها و حفرههای ایجاد شده برای عبور لولههای تاسیساتی و برق استفاده کرد. محصولی با ارتفاع بیشتر و قویتر با همان وزن نسبت به تیر اصلی.
معایب: مقاومت برشی آن نسبت به تیرآهنهای دیگر کمتر است. ضریب امنیتی کمتری داشته و امکان گسستگی در آن وجود دارد. امکان لهیدگی بخشهای جوشخورده وجود دارد.
تفاوتهای اصلی تیرآهنهای IPE، INP و IPB
تیرآهنهای IPB، IPE و INP تفاوتهای بسیاری با هم دارند. برخی از مهمترین تفاوتها عبارتند از:
- استاندارد/منشأ: محصولات IPE عموماً تحت استاندارد DIN آلمان و اروپا تولید میشوند، در حالی که INP استاندارد محبوب در کشورهایی مانند چین و روسیه است. IPB نیز استاندارد هاش یا بال پهن است.
- شکل ظاهری و ویژگی بالها: در IPB بالها موازی و طول آنها با طول جان برابر است (شبیه H). در IPE بالها کوتاهتر و موازی هستند (شبیه I). در INP بالها موازی نیستند زیرا ضخامت آنها متغیر است و با دور شدن از مرکز باریکتر میشوند (شبیه I).
- کاربرد: IPB برای ستون و طولهای بلندتر (بالاتر از ۳۰ متر) بهتر است. IPE و INP در ساخت ساختمانها و پلها محبوبتر هستند، اما تیرآهن H (IPB) میتواند به عنوان ستون یا تکیهگاه استفاده شود. IPE در خرپا، ستون، سقف و پل لانه زنبوری. INP برای ستونهای اسکلت فلزی و مواردی با باربری کمتر.
- قیمت: قیمت به وزن بستگی دارد. به طور کلی برای تیرهای با سایز یکسان، به ترتیب، IPB، IPE و INP بیشترین وزن و به تبع آن بیشترین قیمت را دارند.
- مشخصات فنی و وزن: مشخصات فنی و وزن استاندارد انواع تیرآهن در جدول اشتال آورده شده است. وزن تیرآهنها با توجه به سایز، کارخانه تولیدکننده و استاندارد متفاوت است. سنگینترین نوع تیرآهن در ایران (نزدیک به جدول اشتال) متعلق به کارخانه ذوبآهن اصفهان است.
استانداردهای ملی تیرآهن در ایران
سازمان ملی استاندارد ایران استانداردهایی برای تیرآهن تدوین کرده است. برخی از این استانداردها عبارتند از:
- ISIRI 3132: برای تولید و استفاده از مقاطع فولادی از جمله تیرآهن IPE و INP.
- ISIRI 3133: برای تولید تیرآهنهای دروازهای و دیگر مقاطع فولادی ساختمانی.
- ISIRI 3177: مخصوص تولید تیرآهنهای با مقطع H (IPB).
- ISIRI 3135: برای مشخصات فولاد ساختمانی.
- استانداردهای دیگری نیز برای انواع تیرآهنهای گرم نوردیده در سالهای مختلف تدوین شدهاند.
تفاوت استانداردهای ملی و جهانی در جزئیات، الزامات فنی، ترکیب شیمیایی، آزمونهای کیفی و تحمل تلورانسها است. استانداردهای ملی بر نیازهای داخلی تمرکز دارند، در حالی که استانداردهای جهانی جزئیات بیشتر و آزمونهای سختگیرانهتری دارند و برای پروژههای بینالمللی مناسبترند.
«تیرآهنهای IPE مطابق با استانداردهای EN 10365 و DIN 1025-5 تولید میشوند و به دلیل وزن سبکتر نسبت به محصولات استاندارد، انعطافپذیری بیشتری در طراحی معماری فراهم میکنند.»
www.marex-distribution.com
روشهای تشخیص استاندارد تیرآهن هنگام خرید
هنگام خرید، میتوانید از روشهای زیر برای تشخیص استاندارد تیرآهن استفاده کنید:
- برگه شناسایی محصول: تیرآهنها هنگام خرید یک برگه شناسایی دارند که استاندارد تیرآهن، سایز و مقاومت کششی آن درج شده است. به عنوان مثال، INP_16_52 نشاندهنده تیرآهن I شکل با نمره ۱۶ و حداقل مقاومت کششی ۵۲ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است.
- شکل ظاهری: در بسیاری موارد، از روی شکل ظاهری (شکل مقطع، ضخامت و شیب بالها) میتوان استاندارد تیرآهن را تشخیص داد.
- علامت اختصاری: برخی کارخانههای تولیدکننده علامت اختصاری خود را روی محصولات حک میکنند. اگرچه این عمدتاً نشاندهنده تولیدکننده است، اما با شناخت تولیدکننده و استانداردهای معمول آنها، میتواند به تشخیص استاندارد کمک کند (مانند علامت ESCO برای ذوبآهن اصفهان).
- مشورت با کارشناسان: برای کسب اطلاعات دقیقتر و راهنمایی لازم میتوانید با کارشناسان فروش مشورت کنید.
نتیجهگیری
تیرآهنها عمدتاً از چهار استاندارد اصلی شامل IPE (معمولی)، INP یا IPN (بال باریک شیبدار)، IPB (بال پهن یا هاش) و CPE (لانه زنبوری) پیروی میکنند. تفاوتهای کلیدی بین این استانداردها در شکل ظاهری (مانند ضخامت یکسان یا متغیر بالها و شکل مقطع I یا H)، کاربرد (از ستون و خرپا گرفته تا پلهای لانه زنبوری و سازههای صنعتی بزرگ) و مشخصات فنی (نظیر وزن، مقاومت خمشی و برشی) نهفته است. استانداردهایی مانند DIN 1025، ASTM A36، Eurocode 3 (EN 1993) و JIS در سطح جهانی رایج هستند، در حالی که در ایران استانداردهای ملی ISIRI 3132، ۳۱۳۳، ۳۱۷۷ و ۳۱۳۵ مبنای تولید و استفاده قرار میگیرند. لازم به ذکر است که استانداردهای ملی ممکن است بر اساس نیازهای داخلی تنظیم شده باشند، در حالی که استانداردهای جهانی معمولاً جزئیات بیشتر و آزمونهای سختگیرانهتری را شامل میشوند.
برای تشخیص استاندارد تیرآهن، میتوان از برگه شناسایی محصول که شامل استاندارد، سایز و مقاومت کششی است، شکل ظاهری، وزن هر شاخه و علامت اختصاری کارخانه سازنده استفاده کرد. جدول اشتال نیز ابزاری حیاتی برای بررسی مشخصات فنی و وزن استاندارد انواع تیرآهن است. علامتهای V و L نیز به ترتیب نشاندهنده سنگین و سبک بودن تیرآهن (به ویژه در IPB) هستند. در نهایت، انتخاب تیرآهن مناسب با توجه به استانداردهای آن، نقشی حیاتی در مدیریت بودجه و تضمین کیفیت و ایمنی سازه ایفا میکند. با توجه به تنوع کاربردها و مشخصات، آگاهی کامل از این استانداردها برای اتخاذ بهترین تصمیم در هر پروژه ساختمانی و عمرانی ضروری است.
سوالات متداول
تفاوت تیرآهن IPE و INP چیست؟
تیرآهن IPE دارای بالهای موازی با ضخامت یکنواخت است، در حالی که در تیرآهن INP بالها شیبدار بوده و ضخامت آنها از داخل به بیرون کاهش مییابد.تیرآهن IPB به چه نامی شناخته میشود؟
IPB به نام «هاش» یا تیرآهن بالپهن شناخته میشود و دارای مقطعی شبیه به حرف H است.کاربرد اصلی تیرآهن لانه زنبوری چیست؟
در سقفها، پارکینگ، پل و راهپله به دلیل وزن کم و ممان اینرسی بالا استفاده میشود.کدام نوع تیرآهن بیشتر در ایران تولید میشود؟
تیرآهن IPE بیشتر توسط تولیدکنندگان داخلی در سایزهای ۱۲۰ تا ۳۰۰ میلیمتر تولید میشود.آیا تیرآهن INP مناسب استفاده در سازههای سنگین است؟
خیر، به دلیل ضخامت کمتر بالها، این تیرآهن بیشتر در پروژههای سبک و با بار کم استفاده میشود.چه استانداردهایی برای تولید تیرآهن IPE وجود دارد؟
استانداردهای اروپایی مانند DIN 1025، EN 10365 و EN 10034 برای این نوع تیرآهن تعریف شدهاند.تفاوت بین تیرآهن IPBL و IPBV چیست؟
IPBL نوع سبک و IPBV نوع سنگین تیرآهن IPB هستند؛ IPBV توان تحمل بار بیشتری دارد.آیا تیرآهن هاش نسبت به IPE قویتر است؟
بله، به دلیل بالهای پهنتر و مقطع مربعیشکل، IPB استحکام بیشتری دارد.مزیت فنی تیرآهن لانه زنبوری چیست؟
افزایش لنگر خمشی قابل تحمل با کاهش وزن و امکان عبور تأسیسات از حفرههای جان تیرآهن.معایب تیرآهن CPE چیست؟
مقاومت برشی کم، احتمال لهیدگی و گسستگی در محلهای جوش.
