لیست قیمت انواع آهن آلات ساختمانی و صنعتی
پرداخت آنلاین نماد اعتماد

مقالات

تاریخ ارسال :۱۳۹۷/۰۳/۰۲

تیرآهن های I شکل

تیرآهن های I شکل

تیرآهن های I شکل که به تیرآهن های H شکل و یا تیرآهن های w (بیشتر در امریکا؛ مخخف Wide Flange به معنی بال پهن) نیز شناخته می شوند مقاطعی هستند که بطور متداول در صنعت ساختمان بکار می روند و معمولا از فولاد ساختمانی تهیه می شوند. قسمت عمودی آنها جان (web) و قسمت های افقی در بالا و پایین آن، بال (Flange) نامیده می شوند.

قسمت جان تیرآهن برای مقابله با نیروهای برشی (حاصل از بار باد و زلزله و ...)و قسمت های بال آن برای تحمل خمش (ناشی از بارهای ثقلی و ...) طراحی شده اند. و مطابق تئوری اولر-برنولی این مقاطع بهترین حالت ممکن برای تحمل توامان برش و خمش (در دو جهت اصلی) هستند. تنها ضعف این مقاطع در مقایسه با قوطی ها ضعف در مقابل پیچش است. که با تقویت جان می توان آن را بهبود بخشید.

 

تاریخچه تیرآهن

تولید تیرآهن نورد شده از قطعات فولادی، به آلفونس هالبوف بلژیکی نسبت داده شده است که در سال 1849 موفق به ثبت این اختراع شده است.

شرکت Bethlehem Steel نیز یکی از بزرگترین صنایع فولاد و کشتی سازی در آمریکا، یکی از بزرگترین تامین کننده های مقاطع فولادی مورد استفاده در پل ها و آسمان خراش های آمریکا در اواسط قرن بیستم بوده است. اما امروزه مقاطع سرهم شده (fabrication cross sections) جای محصولات فولادی نورد شده را گرفته است.

استاندارد ها

دو نوع استاندارد برای مقاطع I شکل وجود دارد:

  • برای مقاطع نورد شده به صورت گرم و سرد و یا مقاطع حاصل از پرس اکستروژن (Extrusion ؛ امکان پذیری آن به نوع فلز بستگی دارد.)
  • برای مقاطع تیر ورق که با جوشکاری یا پیچ و مهره کردن ورق ها حاصل می شود.

مقاطع I شکل عموما از فولاد ساختمانی بدست می آیند ولی ممکن است از فلزات دیگری نظیر آلومینیوم نیز ساخته شوند. مشخصات مقاطع توسط استانداردهای اروپایی DIN و EN و استاندارد آمریکا ASTM تدوین شده اند. که در سایزهای متنوعی ارائه می گردند.

در ایران نیز طبق استاندارد ملی به شماره 1791 و استانداردهای اروپایی EN 10034 و DIN 1025 تیرآهن ها به سه صورت تولید می‌شوند:

تیرآهن IPE و INP در ارتفاع های ۸۰ الی ۶۰۰ میلیمتر و تیرآهن IPB به ارتفاع ۱۰۰–۱۰۰۰ میلیمتر تولید می‌شود. تیرآهن در ساختمان به صورت ستون، خرپا، نعل درگاه، تیر در پوشش سقف‌ها و پل‌های لانه زنبوری استفاده می‌شود. 

تیرآهن IPE

این مقاطع جزء نیمرخ های سبک هستند و دارای مان اینرسی بزرگ حول محور قوی خود می باشند بنابراین برای استفاده بعنوان تیر مناسب بوده ولی بعنوان ستون معمولا به صورت مرکب بکار می روند. ضخامت بال این مقاطع ثابت بوده که موجب سهولت بیشتر اجرای اتصالات پیچی در بال آنها شده است.

 

تیرآهن INP

این تیرآهن ها از استاندارد های روسی و چینی گرفته شده اند و تمام خصوصیات IPE را دارا هستند با این تفاوت که ضخامت بال آنها متغییر بوده و اجرای اتصالات پیچی را مشکل می سازد.

 

تیرآهن IPB

تیرآهن های H یا تیر آهن‌های عریض که با نام بال پهن نیز شناخته می شوند. دارای بال های عریض تری نسبت به مقاطع قبلی هستند از این رو تفاوت ممان های اینرسی آنها حول دو محور اصلی خود تفاوت زیادی ندارند و می توانند به صورت تکی نیز بعنوان ستون مورد استفاده قرار گیرند. این نیمرخ ها در سه رده سبک، متوسط و سنگین تولید می شوند.

علامت V نشان دهنده سنگین بودن و علامت L نشان دهنده سبک بودن تیرآهن می‌باشد. به عنوان مثال IPBv نشان دهنده تیرآهن بال پهن سنگین و IPBl نشان دهنده تیرآهن بال پهن سبک می‌باشد.

 

 

 

 

در ایران تیرآهن ها را براساس ارتفاع (یا عمق) آن ها بر حسب میلیمتر یا سانتیمتر معرفی می کنند. مثلا IPE 2200 و یا IPE 22 بیانگر نیمرخ های با ارتفاع 2200 میلیمتر، یا 22 سانتیمتر هستند.

در آمریکا تیرهای I شکل را براساس ارتفاع و وزن واحد طولشان معرفی میکنند. برای مثال تیرآهن W10x22 نشان دهنده تیرآهنی با ارتفاع 10 اینچ (25 سانتیمتر) و با وزن واحد طول 22 پوند بر فوت lb/ft (برابر 33 kg/m) می باشد. در کانادا نیز به همین شکل معرفی میشود با این تفاوت که واحدها بر اساس میلیمتر و کیلوگرم بر متر می باشند. برای مثال W250x33 بیانگر همان مقطع مثال قبل می باشد.

 طراحی

تیرآهن های I شکل بطور وسیعی در صنعت ساختمان سازی کاربرد دارند و در سایزهای متنوعی، طبق استانداردهای بین المللی، تولید می شوند. و جدول مششخصات آنها(جدول اشتایل) نیز در دسترس مهندسان قرار دارد تا بتوانند گزینه مناسب مورد نیاز را انتخاب کنند. و هم بعنوان تیر و هم ستون مورد استفاده قرار میگیرند. در روند طراحی ممکن است معیارهای زیر نیز کنترل شوند:

خیز یا تغییر شکل: برای کاهش تغییر شکل، تیرآهن هایی با سختی زیاد انتخاب می شوند.

لرزش: سختی و وزن تیر موجب کاهش لرزش های غیرقابل قبول می شود.

شکست خمشی با تنش تسلیم: وقتی تنش در مقاطع از تنش تسلیم تجاوز کند ممکن است این اتفاق بیافتد.

کمانش پیچشی جانبی: اگر بال تیرآهن تحت فشار باشد ممکن است بخشی از آن و یا کل مقطع دچار کمانش پیچشی شود

کمانش موضعی: اگر ضخامت بال یا جان تیرآهن کم باشد منجر به کمانش موضعی می شود.

تسلیم موضعی: وقتی تیر تحت بار متمرکز باشد این اتفاق میافتد.

شکست برشی: جان های کم ضخامت تحت کمانش های ناشی از تنش های محوری دچار شکست برشی می شوند.

تسلیم یا کمانش اجزاء: مانند اجزاء سخت کننده

 

 

نظرات کاربران

    برای گذاشتن نظر لطفا لاگین کنید. ورود به سایت