تفاوت تیرآهن های IPE، INP و IPB؛ راهنمای کامل انتخاب تیرآهن مناسب
در پروژههای ساختمانی و صنعتی، انتخاب نوع تیرآهن مناسب تأثیر چشمگیری بر استحکام، پایداری و ایمنی سازه دارد. سه نوع پرکاربرد تیرآهن در بازار ایران شامل تیرآهن IPE، تیرآهن INP و تیرآهن IPB (هاش) هستند که هر یک ویژگی‌ها، استانداردها و کاربردهای خاص خود را دارند.
برای اطلاع از نوسانات بازار و بررسی قیمت تیرآهن امروز، دسترسی به اطلاعات به‌روز و دقیق اهمیت زیادی دارد؛ چرا که قیمت این مقطع فولادی به عواملی همچون نوع تیرآهن (IPE، INP، IPB)، وزن شاخه، ابعاد و طول تیرآهن، کارخانه تولیدکننده و نرخ ارز وابسته است. انتخاب صحیح تیرآهن نیازمند شناخت دقیق مشخصات فنی و نیاز سازه‌ای پروژه است.
در این مقاله با بررسی دقیق تفاوت تیرآهن های IPE، INP و IPB، شما را در انتخاب مناسب‌ترین گزینه برای پروژه‌تان راهنمایی می‌کنیم، پس در ادامه با اهن اینجا همراه باشید.
تیرآهن IPE چیست؟
وقتی صحبت از ساخت اسکلت فلزی یا سازه‌های فولادی میشود، تقریباً اولین چیزی که در ذهن مهندسان و پیمانکاران شکل می‌گیرد، تیرآهن IPE است. این تیرآهن به خاطر شکل ظاهری‌اش که شبیه حرف I انگلیسی است، به همین نام شناخته میشود. ظاهر ساده‌ای دارد اما در دل همین سادگی، دقت و نظم مهندسی عجیبی نهفته است.
تیرآهن IPE طبق استاندارد اروپایی DIN 1025 و استاندارد ملی ISIRI 1791 ساخته میشود. یعنی هر کارخانه‌ای که آن را تولید می‌کند، باید از مجموعه‌ای از قوانین مشخص پیروی کند تا ضخامت بال‌ها، ارتفاع جان و ابعاد کلی تیر دقیق و یکسان باشد. همین استاندارد بودن باعث شده مهندسان با خیال راحت در طراحی‌ها از آن استفاده کنند، چون می‌دانند مقطع دقیقاً همان چیزی است که روی نقشه آمده.
تولید این تیرآهن با روش نورد گرم فولاد انجام میشود. شمش فولادی تا دمای بالایی حرارت می‌بیند تا نرم شود، بعد از میان چندین غلتک فلزی عبور می‌کند تا به شکل I دربیاید. در این مرحله، کنترل ضخامت بال‌ها خیلی مهم است، چون اگر ضخامت در یک قسمت بیشتر یا کمتر از حد استاندارد باشد، کل مقطع از تعادل خارج میشود. بعد از شکل‌دهی، تیرآهن خنک میشود، سر و ته آن صاف میشود و برای تحویل در بندیل‌های منظم بسته‌بندی می‌گردد.
از نظر ساختاری، تیرآهن IPE از سه بخش تشکیل شده است: دو بال افقی که در بالا و پایین قرار دارند و یک جان عمودی در وسط. این طراحی باعث میشود تیر بتواند نیروهای مختلف مثل وزن سقف یا بارهای خمشی را به‌صورت متعادل منتقل کند. نکته جالب این است که ضخامت بال‌ها در طول تیر کاملاً یکنواخت است، یعنی از ابتدا تا انتهای تیر، ضخامت تغییری نمی‌کند. این ویژگی باعث میشود هم در طراحی و هم در اجرا، رفتار تیر کاملاً قابل پیش‌بینی باشد.
سایزبندی تیرآهن IPE هم استاندارد و مشخص است. وقتی می‌گوییم IPE20، یعنی ارتفاع جان تیر ۲۰ سانتی‌متر است. معمولاً این تیرها در طول ۱۲ متر تولید می‌شوند، ولی بسته به نوع پروژه، امکان برش در طول‌های کوتاه‌تر هم وجود دارد. مهندسان معمولاً بر اساس محاسبات سازه، سایز مناسب را انتخاب می‌کنند تا هم وزن و هم مقاومت در حالت بهینه باقی بماند.
در ایران، کارخانه‌هایی مثل ذوب‌آهن اصفهان، فایکو و یزد احرامیان از تولیدکنندگان اصلی این نوع تیرآهن هستند. تولید مطابق استانداردهای اروپایی باعث شده که کیفیت و ابعاد تیرآهن‌های داخلی تفاوت زیادی با نمونه‌های خارجی نداشته باشد. به همین دلیل در اکثر پروژه‌ها از تولیدات داخلی استفاده میشود و فقط در پروژههای خاص، نوع وارداتی مورد نیاز است.
در نگاه میدانی و تجربه کاری، تیرآهن IPE همیشه به عنوان مقطعی قابل اعتماد و خوش‌نصب شناخته میشود. چون ضخامت بال‌ها یکنواخت است، زمان جوشکاری و اتصال به سایر قطعات فولادی، هیچ انحنا یا اختلاف ضخامت آزاردهنده‌ای وجود ندارد. همین باعث میشود عملیات نصب سریع‌تر و دقیق‌تر انجام شود و سازه نهایی هم از نظر ایمنی و پایداری وضعیت بهتری داشته باشد.
در حقیقت میتوان گفت تیرآهن IPE حاصل سال‌ها تجربه و استانداردسازی در صنعت فولاد است. ترکیبی از طراحی دقیق، عملکرد مطمئن و دسترسی آسان در بازار که باعث شده به پرمصرف‌ترین نوع تیرآهن در ایران تبدیل شود. چه در ساختمانهای معمولی و چه در پروژههای صنعتی، اگر از کسی بپرسید «چه تیرآهنی بخریم؟»، تقریباً همیشه اولین گزینه پیشنهادی‌اش همین IPE خواهد بود.
تیرآهن از مهم‌ترین و پرکاربردترین مقاطع فولادی در ساخت سازه‌های فلزی است که وظیفه انتقال بارهای خمشی و برشی را بر عهده دارد، شناخت دقیق اجزای تشکیل دهنده تیرآهن و آگاهی از نحوه نام‌گذاری استاندارد آن، برای مهندسان عمران، مجریان پروژه‌ها و خریداران فولاد اهمیت زیادی دارد، در این مقاله به اجزای تشکیل دهنده تیرآهن می پردازیم:
بیشتر بخوانیدویژگیهای تیرآهن IPE
شناخت ویژگی‌های تیرآهن IPE به شما کمک می‌کند درک بهتری از رفتار این مقطع در سازه داشته باشید و بتوانید در انتخاب نوع تیرآهن برای پروژه، تصمیم درستی بگیرید. هرچند IPE به‌ظاهر ساده است، اما در طراحی و تولید آن جزئیاتی رعایت شده که باعث شده این مدل سال‌ها در صدر انتخاب مهندسان قرار بگیرد:
- ضخامت یکنواخت در طول بال‌ها
مهم‌ترین ویژگی تیرآهن IPE یکنواخت بودن ضخامت بال‌ها در تمام طول مقطع است. این یعنی ضخامت از محل اتصال بال به جان تا لبه‌ی بیرونی تغییر نمی‌کند. این موضوع باعث میشود توزیع تنش‌ها در تیر کاملاً متعادل باشد و رفتار سازه در برابر بارهای خمشی قابل پیش‌بینی بماند.
از طرفی، همین ویژگی باعث میشود عملیات‌هایی مثل جوشکاری، برش یا سوراخ‌کاری تیر ساده‌تر انجام شود، چون لبه‌ها کاملاً صاف و هم‌ضخامت هستند. در مقاطع غیر استاندارد که این یکنواختی وجود ندارد، اتصال قطعات به تیر می‌تواند باعث تمرکز تنش و حتی شکست زودرس شود. - وزن استاندارد و دقیق
هر سایز از تیرآهن IPE وزن مخصوص خود را دارد که در جدول وزن‌های استاندارد ذکر میشود. این وزن براساس چگالی فولاد، ابعاد جان و بال و ضخامت طراحی‌شده محاسبه میشود. داشتن وزن دقیق باعث میشود هم در مرحله طراحی سازه (برای محاسبه بار مرده) و هم در مرحله حمل و نصب، محاسبات دقیق‌تری انجام شود.
علاوه بر این، در بازار آهن معمولاً قیمت تیرآهن بر مبنای وزن اعلام میشود. بنابراین وزن استاندارد، امکان مقایسه‌ی شفاف قیمت‌ها بین کارخانه‌های مختلف را فراهم می‌کند. - تولید مطابق با استاندارد اروپایی
تیرآهن IPE بر اساس استاندارد DIN 1025 اروپا تولید میشود که یکی از دقیق‌ترین و سخت‌گیرانه‌ترین استانداردهای تولید مقاطع فولادی در جهان است. رعایت این استاندارد باعث میشود تلرانس‌های ابعادی (یعنی میزان مجاز خطا در ضخامت یا ارتفاع تیر) در حد چند دهم میلی‌متر باشد.
در نتیجه، وقتی از کارخانه‌ای معتبر خرید می‌کنید، خیالتان راحت است که هر شاخه با شاخه دیگر تفاوت محسوسی ندارد و این دقت بالا باعث نصب دقیق و تراز بودن سازه میشود. - سطح صاف و یکنواخت مقطع
کیفیت سطح در تیرآهن IPE اهمیت زیادی دارد. سطح جان و بال در این مقطع معمولاً بدون موج، لب‌پریدگی یا پوسته ضخیم نوردی است. این موضوع هم از نظر ظاهری و هم از نظر فنی اهمیت دارد، چون در زمان رنگ‌کاری، ضدزنگ‌کاری یا گالوانیزه کردن، پوشش به‌صورت یکنواخت روی سطح می‌نشیند.
در پروژههای صنعتی که تیرآهن‌ها در معرض رطوبت یا مواد خورنده قرار می‌گیرند، سطح صاف و تمیز باعث افزایش دوام پوشش ضد خوردگی و در نتیجه عمر طولانی‌تر سازه میشود. - راستای دقیق و بدون تابیدگی
در فرآیند نورد، تیرآهن باید از غلتک‌ها به گونه‌ای عبور کند که راستای طولی تیر در تمام شاخه حفظ شود. در تولیدهای باکیفیت، تابیدگی یا خمیدگی در طول تیر وجود ندارد و اگر تیر را روی سطح صاف قرار دهید، هر دو لبه بال‌ها باید هم‌سطح باشند.
این ویژگی به ظاهر ساده، در واقع یکی از مهم‌ترین عوامل در اجرای صحیح سازه است. چون اگر تیر تاب داشته باشد، هنگام اتصال به ستون یا نصب در سقف، تراز سازه به‌هم می‌ریزد و در آینده ممکن است باعث ترک در دیوار یا تغییر شکل سقف شود. - قابلیت اتصال آسان به سایر مقاطع فولادی
یکی از مزایای مهم تیرآهن IPE، هماهنگی ابعادی آن با سایر پروفیل‌ها و قطعات فولادی استاندارد است. چون ابعاد و ضخامت بال‌ها ثابت و دقیق است، عملیات جوشکاری، پیچ‌کردن یا نصب صفحه ستون روی آن به‌راحتی انجام میشود.
در عمل، پیمانکاران تجربه کرده‌اند که تیرآهن IPE نسبت به مدلهای INP یا غیراستاندارد، در محل اتصال جوش تمیزتر، تراز بهتر و اعوجاج کمتر دارد. این یعنی سرعت نصب بالا می‌رود و خطای اجرایی کمتر میشود. - استحکام بالا نسبت به وزن
تیرآهن IPE طوری طراحی شده که بین مقدار فولاد مصرفی و مقاومت خمشی تعادل ایجاد کند. یعنی با مصرف فولاد کمتر، استحکام مناسبی فراهم شود. در واقع، اگر بخواهیم ساده‌تر بگوییم، این تیرآهن یکی از بهینه‌ترین مقاطع فولادی از نظر وزن به مقاومت است.
همین ویژگی باعث میشود در سازههایی که وزن مرده اهمیت دارد، مثل ساختمانهای چند طبقه یا سوله‌های صنعتی، استفاده از آن گزینه‌ای اقتصادی و مطمئن باشد. - در دسترس بودن در بازار ایران
تقریباً در هر انبار یا کارخانه پخش آهن، تیرآهن IPE به‌راحتی پیدا میشود. این مزیت باعث شده تأمین آن برای پروژه‌ها ساده باشد و در صورت نیاز به خرید فوری، محدودیتی در موجودی وجود نداشته باشد.
علاوه بر کارخانه‌های بزرگی مثل ذوب‌آهن اصفهان، فایکو، یزد احرامیان و تعدادی از کارخانه‌های خصوصی نیز این نوع تیرآهن را تولید می‌کنند. به همین دلیل همواره امکان انتخاب بر اساس برند، کیفیت و قیمت وجود دارد. - قابلیت استفاده در شرایط آب‌وهوایی مختلف
فولاد به کاررفته در تیرآهن IPE معمولاً از نوع ST37 یا ST44 است که مقاومت خوبی در برابر شرایط محیطی دارد. چه در مناطق مرطوب شمال کشور، چه در مناطق خشک مرکزی، این تیرآهن عملکرد پایداری از خود نشان می‌دهد.
در پروژه‌هایی که سازه در معرض باران، باد یا تغییرات دماست، میتوان با اجرای ضدزنگ و رنگ مناسب، عمر مفید تیرآهن IPE را تا چند دهه افزایش داد. - قابلیت کنترل کیفیت آسان
یکی از مزیت‌های فنی تیرآهن IPE این است که کیفیت آن به‌راحتی قابل ارزیابی است. با اندازه‌گیری ارتفاع جان، ضخامت بال و وزن شاخه، میتوان مطمئن شد محصول مطابق جدول استاندارد تولید شده یا خیر.
این موضوع برای خریداران حرفه‌ای اهمیت زیادی دارد، چون به کمک چند اندازه‌گیری ساده میتوان از درستی محصول و تطابق با گواهی کارخانه مطمئن شد و از خرید تیرهای غیراستاندارد جلوگیری کرد.
کاربرد های تیرآهن IPE
تیرآهن IPE از آن مقاطعی است که تقریباً در تمام پروژههای عمرانی، ردپایی از آن دیده میشود. دلیلش هم مشخص است: ترکیب مناسب وزن، استحکام و دسترسی آسان. همین ویژگی‌ها باعث شده IPE هم در پروژههای کوچک خانگی حضور داشته باشد و هم در سازه‌های بزرگ صنعتی یا تجاری. در ادامه با مهم‌ترین کاربردهای آن آشنا می‌شویم:
- ساخت اسکلت فلزی ساختمان‌ها
اصلی‌ترین کاربرد تیرآهن IPE در ساخت اسکلت فلزی ساختمانهای مسکونی، تجاری و اداری است. در این پروژه‌ها، تیرآهن‌ها نقش حیاتی در انتقال بار سقف و دیوارها به ستون‌ها دارند.
مهندسان معمولاً از تیرآهن IPE در طبقات مختلف برای اجرای تیرهای فرعی و اصلی استفاده می‌کنند، چون ضخامت بال‌ها یکنواخت است و اتصالات به‌صورت دقیق انجام میشود.
تجربه میدانی هم نشان داده که استفاده از این تیرآهن، علاوه بر استحکام بالا، باعث سرعت بیشتر در اجرای اسکلت و کاهش خطا در نصب میشود. - اجرای سقف تیرآهن و طاق ضربی یا کامپوزیت
در بسیاری از ساختمانهای نیمه‌سنتی یا بازسازی‌ها، هنوز از سقف‌های تیرآهن و طاق ضربی استفاده میشود. در این روش، تیرآهن IPE به‌عنوان تکیه‌گاه اصلی عمل می‌کند و بین آنها طاق آجری یا عرشه فلزی اجرا میشود.
همچنین در سازه‌های مدرن‌تر، همین تیرآهن به‌صورت سقف کامپوزیت (تیرآهن و بتن) به‌کار می‌رود که در آن بتن روی تیرها ریخته میشود تا سختی و یکپارچگی سقف افزایش پیدا کند.
علت محبوبیت IPE در این نوع سقف‌ها این است که ابعادش استاندارد، وزنش مناسب و اتصالش به سقف آسان است. - استفاده در سوله‌ها و سالن‌های صنعتی سبک
در سوله‌هایی که دهانه نسبتاً متوسط دارند، تیرآهن IPE به‌عنوان بخشی از قاب اصلی یا بادبندهای سقف استفاده میشود. وزن سبک و مقطع متعادل آن باعث میشود بار کل سازه کاهش یابد و هزینه‌ها کمتر شود.
در سالن‌هایی که ارتفاع سقف زیاد است اما بارهای سنگین ندارند (مثل انبار یا کارگاه سبک)، مهندسان معمولاً از ترکیب تیرآهن IPE و پروفیل‌های جعبه‌ای برای اسکلت استفاده می‌کنند تا هم استحکام لازم تأمین شود و هم وزن اضافه ایجاد نشود. - پل‌ها و گذرگاه‌های فلزی سبک
تیرآهن IPE به دلیل استحکام خمشی مناسب، در ساخت پل‌های کوچک، عرشه‌های فلزی و گذرگاه‌های شهری نیز کاربرد دارد. در این پروژه‌ها، وزن پایین‌تر IPE نسبت به تیرآهن IPB باعث میشود بار مرده پل کمتر شود و طراحی اقتصادی‌تری به‌دست آید.
ضمن اینکه در پل‌های پیاده‌رو، عرشه‌های موقت یا سازه‌های کارگاهی، استفاده از تیرآهن IPE کاملاً رایج است، چون حمل، نصب و بازکردن آن راحت‌تر است. - ساخت تیرهای فرعی و تقویتی در سازه‌ها
در بسیاری از پروژههای بازسازی یا تغییر کاربری ساختمان‌ها، لازم است برخی تیرها تقویت یا اضافه شوند. در این مواقع، تیرآهن IPE بهترین گزینه برای اضافه‌سازی یا مقاوم‌سازی است.
چون هم در بازار به‌راحتی پیدا میشود، هم میتوان آن را با جوش یا پیچ و مهره به تیرهای موجود متصل کرد. همین ویژگی باعث شده در عملیات مقاوم‌سازی، مهندسان بیشتر به سراغ IPE بروند تا سایر مقاطع خاص‌تر. - ساخت تیر و ستون در سازه‌های سبک فلزی (LGS و کارگاهی)
در سازه‌های موقت، کانکس‌ها، سوله‌های کوچک یا سازه‌های کارگاهی، تیرآهن IPE نقش ستون یا تیر را برعهده دارد. به دلیل سادگی در نصب و وزن مناسب، میتوان آن را با ابزارهای معمولی (بدون جرثقیل سنگین) جاگذاری کرد.
علاوه بر این، در اسکلتهای فلزی پیش‌ساخته یا سازه‌های LGS نیز از IPE در قسمت‌هایی که نیاز به مقاومت بالاتر دارند، استفاده میشود تا استحکام کلی سازه حفظ شود. - استفاده در قاب‌های فلزی جرثقیل‌ها و ماشین‌آلات صنعتی
در محیط‌های صنعتی و کارگاه‌های بزرگ، تیرآهن IPE در ساخت ریل‌های حرکتی جرثقیل سقفی، خرپاها و شاسی دستگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. چون این تیرآهن هم تحمل بار خمشی خوبی دارد، هم به‌خاطر بال‌های صافش، پایه‌ی مناسبی برای چرخ‌های حرکت خطی و اتصالات مکانیکی محسوب میشود. - ساخت نعل درگاه و قاب‌های فلزی در بازسازی‌ها
در پروژههای بازسازی ساختمانهای قدیمی، وقتی دیواری حذف میشود، برای تحمل وزن بالاسری معمولاً از تیرآهن IPE به‌عنوان نعل درگاه استفاده میشود. این تیرها در ابعاد و طول‌های متنوع موجودند و نصبشان نسبتاً آسان است.
در عین حال، در بازسازی نما یا نصب قاب‌های فلزی در پنجره‌های بزرگ نیز از IPE استفاده میشود تا قاب‌ها در برابر فشار و خمش مقاوم بمانند. - ساخت اسکلت پله‌ها و خرپاهای سبک
اگر به اسکلت فلزی پله‌ها یا خرپاهای سقف دقت کرده باشید، اغلب از تیرآهن IPE استفاده شده است. دلیلش این است که این تیر به‌راحتی برش می‌خورد، در زوایای مختلف جوش می‌پذیرد و استحکام قابل‌قبولی در سازه‌های مورب دارد.
علاوه بر آن، در طراحی خرپاها که اعضا تحت کشش و فشار هستند، استفاده از IPE باعث افزایش سختی کلی سازه و کاهش تغییر شکل در طول زمان میشود. - پروژههای عمرانی شهری و صنعتی متنوع
تیرآهن IPE در پروژههای شهری مثل سکوهای مترو، سوله‌های ورزشی، اسکلت برج‌های مخابراتی، حفاظ‌سازی بزرگراه‌ها و حتی پایه‌های روشنایی نیز کاربرد دارد.
در واقع، هر جا که به مقطع فولادی با مقاومت مناسب، وزن متعادل و نصب سریع نیاز باشد، IPE یکی از اولین گزینه‌هاست. از همین رو میتوان گفت این تیرآهن به‌نوعی ستون فقرات صنعت ساخت‌وساز کشور محسوب میشود.
در صنعت ساختمان‌سازی، یکی از حیاتی‌ترین مقاطع فولادی، تیرآهن IPE است. این نوع تیرآهن که مطابق با استاندارد اروپا (European I-Beam) تولید میشود، به‌دلیل مقاومت بالا، شکل مهندسی‌شده و وزن مناسب، در بیشتر پروژههای عمرانی و صنعتی کاربرد دارد، در این مقاله به تیرآهن IPE، ویژگی ها، کاربردها و مشخصات فنی آن می پردازیم:
بیشتر بخوانیدتیرآهن INP چیست؟
اگر در بازار آهن نام تیرآهن INP را شنیده باشید، احتمالاً با ظاهر آشنای آن هم روبه‌رو شده‌اید؛ تیرآهنی که در نگاه اول شبیه به IPE است، اما وقتی کمی دقیق‌تر نگاه کنید، متوجه تفاوت در شکل بال‌ها می‌شوید. در واقع، تیرآهن INP یکی از مدلهای قدیمی‌تر و شناخته‌شده‌ی تیرآهن در دنیاست که شکل آن بر اساس استاندارد روسی GOST و استاندارد چینی GB/T 706 طراحی شده است. این مقطع سال‌هاست در کشورهای آسیایی و اروپای شرقی تولید میشود و هنوز هم در پروژههای سبک و متوسط، یکی از گزینه‌های متداول به‌شمار می‌آید.
فرآیند تولید تیرآهن INP درست مثل سایر تیرآهن‌ها از نورد گرم شمش فولادی آغاز میشود. شمش فولاد ابتدا در کوره‌هایی با دمای بالا حرارت داده میشود تا به حالت خمیری درآید. سپس از میان چندین غلتک مخصوص شکل‌دهی عبور داده میشود تا به فرم نهایی برسد. تفاوت اصلی در این مرحله، طراحی غلتک‌هاست. غلتک‌هایی که برای INP استفاده می‌شوند، به‌گونه‌ای تنظیم شده‌اند که ضخامت بال‌ها در قسمت نزدیک به جان بیشتر و هرچه به لبه نزدیک‌تر می‌شوند، نازک‌تر شود. نتیجه‌اش تیرآهنی است که بال‌هایش حالت شیب‌دار دارند.
در کارخانه‌های بزرگ تولید فولاد، کنترل این شیب در ضخامت بال‌ها اهمیت زیادی دارد. اگر زاویه‌ی شیب از مقدار استاندارد خارج شود، هم مقاومت تیر تغییر می‌کند و هم اتصال آن به سایر قطعات سخت‌تر میشود. برای همین، در بخش کنترل کیفیت کارخانه، ضخامت بال در چند نقطه از هر شاخه با ابزار دقیق اندازه‌گیری میشود تا مطمئن شوند محصول در محدوده‌ی استاندارد قرار دارد.
از نظر ساختاری، تیرآهن INP از یک جان عمودی و دو بال افقی شیب‌دار تشکیل شده است. جان تیر مانند ستون مرکزی، وظیفه‌ی انتقال نیروهای برشی را بر عهده دارد و بال‌ها برای تحمل نیروهای خمشی طراحی شده‌اند. تفاوت مهمی که باید به آن توجه کرد این است که برخلاف تیرآهن IPE، ضخامت بال‌های INP در طول عرض بال یکسان نیست. این یعنی لبه‌ی بیرونی بال نازک‌تر از قسمت میانی است. این ویژگی در طراحی مقطع، تأثیر مستقیمی بر نحوه‌ی توزیع تنش‌ها دارد و رفتار تیر را از نظر مقاومت خمشی و پیچشی کمی متفاوت می‌کند.
از لحاظ ظاهری، تشخیص تیرآهن INP از IPE ساده است. اگر تیر را از روبه‌رو نگاه کنید، می‌بینید که بال‌های آن به سمت داخل خمیده و زاویه‌دار هستند. در حالی که در IPE، بال‌ها به‌صورت صاف و موازی قرار گرفته‌اند. در واقع، این تفاوت در زاویه بال است که باعث میشود INP ظاهری کمی باریک‌تر و تیزتر داشته باشد. همین تفاوت ظاهری کوچک، در واقع نشانه‌ی تفاوت در مهندسی طراحی مقطع است.
از نظر طول و سایزبندی، تیرآهن INP معمولاً در شاخه‌های ۱۲ متری تولید میشود و سایز آن بر اساس ارتفاع جان (مثل INP14، INP20، INP24 و…) شناخته میشود. این سایزها معمولاً در پروژههای سبک‌تر به کار می‌روند و در بازار ایران، بیشتر تولیدات از سایز ۱۴ تا ۳۰ موجود است. چون بخش زیادی از این تیرآهن‌ها وارداتی هستند، وزن و ابعاد دقیق آنها ممکن است بسته به کشور تولیدکننده کمی متفاوت باشد. برای همین، هنگام خرید، بررسی جدول وزنی و ابعاد استاندارد هر کارخانه اهمیت زیادی دارد.
در مورد ترکیب شیمیایی فولاد، اغلب کارخانه‌هایی که تیرآهن INP تولید می‌کنند، از فولاد با گرید Q235 یا SS400 استفاده می‌کنند که از نظر خواص مکانیکی شبیه به فولاد ST37 ایران است. این فولادها برای ساخت تیرهایی با مقاومت متوسط مناسب‌اند و در برابر فشار و خمش عملکرد قابل قبولی دارند. در کارخانه‌هایی که تولید دقیق‌تری دارند، آزمایش‌های کشش، خمش و ضربه روی نمونه‌های تولیدی انجام میشود تا اطمینان حاصل شود که فولاد به اندازه‌ی کافی شکل‌پذیر و مقاوم است.
از منظر ظاهری، سطح بیرونی تیرآهن INP معمولاً دارای پوسته نوردی تیره‌رنگ است که در تماس با هوا به وجود می‌آید. این پوسته تا حدی از فولاد در برابر زنگ‌زدگی سطحی محافظت می‌کند، اما برای استفاده طولانی‌مدت، معمولاً قبل از نصب، تیرها تمیز و ضدزنگ‌کاری می‌شوند. در انبارها، تیرآهن‌های INP اغلب به صورت بندیل‌های ۲ تا ۵ تنی بسته‌بندی می‌شوند تا جابه‌جایی با جرثقیل راحت‌تر انجام شود.
یکی از نکات جالب در مورد تیرآهن INP این است که به دلیل تولید گسترده در کشورهای مختلف، ممکن است در بازار با ابعاد و وزن‌های نزدیک اما نه کاملاً یکسان مواجه شوید. مثلاً یک تیر INP20 ساخت چین ممکن است چند کیلوگرم سبک‌تر از نوع روسی یا کره‌ای باشد. برای همین، در خریدهای دقیق مهندسی، مقایسه‌ی جدول وزن واقعی هر کارخانه اهمیت زیادی دارد تا محاسبات سازه بر اساس داده‌ی درست انجام شود.
در حقیقت، اگر بخواهیم به زبان ساده جمع‌بندی کنیم، تیرآهن INP نسخه‌ای از تیرآهن‌های I شکل است که با هدف کاهش وزن و مصرف فولاد طراحی شده، اما به‌دلیل تفاوت در ضخامت بال‌ها، رفتار فنی خاص خودش را دارد. شاید ظاهرش ساده و شبیه IPE باشد، اما در طراحی، ساخت و حتی اتصال در سازه، تفاوت‌های ریزی دارد که مهندسان هنگام انتخاب آن باید به‌دقت در نظر بگیرند. این تیرآهن با اینکه در ایران کمتر تولید میشود، اما در بسیاری از پروژههای صنعتی و سازه‌های سبک، هنوز هم جایگاه خود را حفظ کرده است.
ویژگی‌های تیرآهن INP
شناخت ویژگی‌های تیرآهن INP کمک می‌کند بهتر درک کنیم چرا این مدل هنوز هم در بازار ایران و پروژههای عمرانی جایگاه خود را حفظ کرده است. هرچند در ظاهر ساده به نظر می‌رسد، اما در طراحی، تولید و عملکرد سازه‌ای آن نکات دقیقی وجود دارد که دانستنشان برای انتخاب درست ضروری است:
- ضخامت متغیر بال‌ها
اصلی‌ترین ویژگی تیرآهن INP همین است که ضخامت بال‌های آن از محل اتصال به جان تا لبه بیرونی کاهش پیدا می‌کند. این تغییر ضخامت، ظاهر تیر را زاویه‌دار می‌کند و باعث میشود در بخش لبه‌ها وزن کمتری داشته باشد.
از دید فنی، این طراحی باعث میشود تیرآهن در قسمت مرکزی استحکام کافی داشته باشد، اما در عوض، لبه‌های بال سبک‌تر شوند. البته در زمان جوشکاری یا اتصال قطعات، این تغییر ضخامت باید در نظر گرفته شود تا تنش‌های ناخواسته ایجاد نشود. - طراحی بر اساس استاندارد روسی و چینی
تیرآهن INP بر مبنای استاندارد GOST روسیه و GB/T چین تولید میشود. این استانداردها به‌گونه‌ای تنظیم شده‌اند که ضخامت، ارتفاع جان و زاویه بال‌ها دقیق و یکنواخت باشد.
تفاوت اصلی آنها با استاندارد اروپایی DIN (مربوط به تیرآهن IPE) در همین زاویه‌ی بال‌هاست. در استانداردهای شرقی، هدف بیشتر کاهش وزن کلی و مصرف فولاد کمتر بوده، در حالی که در استاندارد اروپایی تمرکز روی یکنواختی ضخامت بال‌ها است. - شکل مقطع با بال‌های زاویه‌دار
مقطع تیرآهن INP اگر از روبه‌رو دیده شود، به شکل حرف «I» است، اما بال‌های آن نسبت به جان، زاویه‌دار و مایل‌اند. همین زاویه باعث میشود لبه‌ی تیر باریک‌تر و تیزتر به نظر برسد.
این ساختار ظاهری نه‌تنها جنبه بصری دارد، بلکه روی رفتار خمشی تیر هم اثر می‌گذارد. در واقع، در مقاطع INP، بخش میانی بال‌ها سهم بیشتری از بار را تحمل می‌کند، چون در آن قسمت ضخامت بیشتر است. - تولید در شاخه‌های استاندارد ۱۲ متری
مانند سایر تیرآهن‌ها، تیرآهن INP معمولاً در شاخه‌های ۱۲ متری تولید میشود. این اندازه متداول‌ترین طول مورد استفاده در بازار ایران است، چون هم حمل آن آسان‌تر است و هم در بیشتر پروژه‌ها با دهانههای متوسط تطابق دارد.
البته در صورت نیاز، کارخانه‌ها می‌توانند شاخه‌ها را در طول‌های سفارشی کوتاه‌تر برش دهند، ولی اساس طراحی و جدول وزنی استاندارد، بر پایه طول ۱۲ متر تعریف شده است. - وزن کمتر نسبت به تیرآهن IPE و IPB
به دلیل همان ضخامت متغیر بال‌ها، تیرآهن INP در هر سایز، وزن کمتری نسبت به IPE یا IPB دارد. این یعنی مصرف فولاد در پروژه کاهش می‌یابد و در نتیجه، هزینه نهایی ساخت هم پایین‌تر می‌آید.
البته در طراحی سازه باید دقت شود که این کاهش وزن روی مقاومت خمشی تأثیر می‌گذارد، بنابراین همیشه باید انتخاب نوع تیر بر اساس محاسبات مهندسی انجام شود. - سطح بیرونی با پوسته نوردی طبیعی
سطح بیرونی تیرآهن INP معمولاً رنگی تیره و نیمه‌مات دارد که ناشی از پوسته نوردی حاصل از تماس فولاد با اکسیژن داغ در زمان تولید است. این پوسته تا حدودی از زنگ‌زدگی اولیه جلوگیری می‌کند، اما در پروژههای اجرایی، قبل از رنگ یا ضدزنگ‌کاری باید تمیز شود.
تیرهای وارداتی معمولاً بسته‌بندی خاصی ندارند و در بندیل‌های فلزی یا سیمی به بازار عرضه می‌شوند. بنابراین در زمان تحویل و انبار کردن، باید از رطوبت و تماس مستقیم با زمین جلوگیری شود تا پوسیدگی سطحی ایجاد نشود. - دقت ابعادی پایین‌تر نسبت به IPE
یکی از تفاوت‌های فنی بین INP و IPE در تلرانس ابعادی است. چون تولید INP عمدتاً در کارخانه‌های آسیایی با تکنولوژی قدیمی‌تر انجام میشود، ممکن است ضخامت جان یا زاویه بال‌ها در چند شاخه کمی متفاوت باشد.
برای همین توصیه میشود در پروژه‌هایی که نیاز به اتصالات دقیق دارند، هنگام خرید، ابعاد واقعی با کولیس یا شابلون اندازه‌گیری شود تا تفاوت شاخه‌ها مشکل‌ساز نشود. - استفاده از فولادهای با گرید متوسط
بیشتر تیرآهن‌های INP از فولادهای Q235، SS400 یا ST37 ساخته می‌شوند که دارای استحکام کششی متوسط و شکل‌پذیری بالا هستند. این نوع فولاد برای پروژه‌هایی که بار دینامیکی یا ضربه‌ای ندارند، گزینه‌ی مناسبی است.
در کارخانه‌های معتبر، قبل از خروج محصول از خط تولید، آزمایش‌های کشش، خمش و مقاومت ضربه‌ای انجام میشود تا اطمینان حاصل شود محصول از نظر فنی با استاندارد تطابق دارد. - قابلیت تمایز ظاهری آسان در بازار
تشخیص تیرآهن INP از سایر مدل‌ها برای کسانی که تجربه‌ی خرید آهن دارند، کار سختی نیست. اگر تیر را از پهلو نگاه کنید، متوجه می‌شوید که بال‌ها کاملاً موازی نیستند و به سمت داخل زاویه دارند.
همین ویژگی ظاهری به انبارداران و مهندسان کمک می‌کند در همان نگاه اول، INP را از IPE تشخیص دهند و در پروژه اشتباه انتخاب نکنند. - قیمت اقتصادی در بازار آهن
به دلیل وزن کمتر و تولید انبوه در کارخانه‌های آسیایی، قیمت تیرآهن INP معمولاً از مدلهای IPE و IPB پایین‌تر است. به همین خاطر در پروژه‌هایی که هدف کاهش هزینه است یا سازه وزن زیادی تحمل نمی‌کند، این مدل از نظر اقتصادی گزینه‌ی جذابی محسوب میشود.
البته کیفیت بین تولیدکنندگان مختلف فرق دارد، بنابراین هنگام خرید باید علاوه بر قیمت، منشأ تولید و گواهی استاندارد کارخانه را هم بررسی کرد تا محصول غیراستاندارد وارد سازه نشود.
کاربرد های تیرآهن INP
تیرآهن INP به خاطر طراحی خاص خود، یعنی بال‌های شیب‌دار و وزن کمتر نسبت به مدلهای دیگر، معمولاً در پروژه‌هایی به کار می‌رود که نیاز به سازه‌های سبک‌تر و اقتصادی‌تر دارند. این تیرآهن در ظاهر شباهت زیادی به IPE دارد، اما عملکرد و محل استفاده‌اش در پروژه‌ها کمی متفاوت است. در ادامه، با مهم‌ترین کاربردهای آن در صنعت ساختمان و سازه‌های فلزی آشنا می‌شویم:
- سازه‌های سبک و نیمه‌سبک فلزی
یکی از رایج‌ترین محل‌های استفاده از تیرآهن INP، ساخت سازههایی است که وزن کلی در آنها اهمیت دارد. به عنوان مثال، در انبارهای کوچک، سوله‌های سبک، کارگاه‌ها و سالن‌های موقت، این نوع تیرآهن به دلیل وزن پایین‌تر و هزینه کمتر نسبت به IPE، انتخاب مناسبی محسوب میشود.
مهندسان در پروژههای این‌چنینی ترجیح می‌دهند با استفاده از INP، هم هزینه تأمین آهن‌آلات را کاهش دهند و هم بار کلی روی فونداسیون را سبک‌تر نگه دارند. - ساخت تیرهای فرعی و جانبی در اسکلت فلزی
در اسکلتهای فلزی بزرگ، همه تیرها بار اصلی سازه را تحمل نمی‌کنند. بعضی از آنها فقط برای اتصال بخش‌های فرعی یا تحمل بارهای جزئی سقف و دیوار به کار می‌روند. در چنین شرایطی، تیرآهن INP گزینه‌ای اقتصادی و منطقی است.
چون هم استحکام کافی برای بارهای سبک دارد و هم به‌دلیل ضخامت کمتر بال‌ها، وزن کلی سازه را بالا نمی‌برد. در بسیاری از پروژههای ساختمانی، تیرهای INP در بین تیرهای IPE نصب می‌شوند تا ترکیب متعادلی از مقاومت و وزن ایجاد کنند. - اجرای سقف‌های تیرآهنی با دهانههای کوتاه
در ساختمان‌هایی که دهانههای بین تیرها کوتاه است (مثلاً ۲ تا ۳ متر)، میتوان از تیرآهن INP به‌جای تیرآهن IPE استفاده کرد. در این نوع سقف‌ها، بار کمتری به تیر وارد میشود و نیازی به استفاده از مقاطع سنگین نیست.
پیمانکاران در اجرای سقف‌های طاق ضربی یا عرشه فلزی سبک، معمولاً INP را به خاطر وزن پایین‌تر و قیمت مناسبتر ترجیح می‌دهند. - سازه‌های موقت و کارگاهی
در پروژه‌هایی که نیاز به سازه‌های موقتی وجود دارد، مثل داربست‌های سنگین، قالب‌بندی پل‌ها، یا سازه‌های پشتیبان در زمان اجرای اسکلت اصلی، تیرآهن INP انتخابی منطقی است.
چون در عین اینکه به‌راحتی قابل نصب و برش است، هزینه تأمینش کمتر از مدلهای دیگر است و بعد از پایان پروژه، میتوان آن را جمع‌آوری و دوباره در پروژههای دیگر استفاده کرد. - قاب‌ها و خرپاهای سبک صنعتی
در طراحی خرپاهای صنعتی که اعضا بیشتر در فشار و کشش کار می‌کنند تا در خمش، استفاده از تیرآهن INP کاملاً اقتصادی است. چون در این نوع سازه‌ها نیازی به مقاطع با ضخامت زیاد در لبه‌ها نیست.
علاوه بر این، به دلیل زاویه‌دار بودن بال‌ها، اتصال قطعات در خرپاها با جوش یا صفحه اتصال راحت‌تر انجام میشود و نتیجه، خرپایی سبک و مستحکم خواهد بود. - پروژههای بازسازی و اضافه‌سازی طبقات
در ساختمان‌هایی که قرار است طبقه جدید اضافه شود یا سقف قدیمی تقویت گردد، مهندسان معمولاً از تیرآهن INP برای بخش‌هایی که نیاز به مقاومت بالا نیست، استفاده می‌کنند. چون وزن سبک‌تر این مقطع باعث میشود بار اضافی زیادی به اسکلت اصلی تحمیل نشود.
ضمن اینکه برش و نصب آن نسبت به مدلهای ضخیم‌تر آسان‌تر است و در فضاهای محدود بازسازی، سرعت اجرا را افزایش می‌دهد. - سازه‌های روستایی و کاربری‌های عمومی سبک
در پروژههای ساخت سالن‌های ورزشی محلی، انبارهای کشاورزی، سقف‌های شیروانی یا آلاچیق‌های فلزی، تیرآهن INP یکی از گزینه‌های پرمصرف است.
علتش این است که این نوع پروژه‌ها معمولاً محدودیت بودجه دارند و هدف اصلی، ایجاد سازه‌ای سبک، مقاوم و کم‌هزینه است. تیرآهن INP دقیقاً برای همین هدف طراحی شده؛ نه بیش از حد سنگین است و نه نیاز به تجهیزات خاصی برای نصب دارد. - سازه‌های موقت شهری و صنعتی
در پروژههای عمرانی شهری مثل پل‌های موقت، داربست‌های پشتیبان، سکوهای نصب تجهیزات یا شاسی دستگاه‌ها، معمولاً از تیرآهن INP استفاده میشود. چون این مقطع ضمن حفظ مقاومت نسبی، امکان باز و بسته شدن آسان دارد و می‌تواند چندین بار مورد استفاده قرار گیرد. - ساخت چارچوب‌ها و قاب‌های فلزی سبک
در کارگاه‌های فلزی، تولیدی‌ها یا حتی پروژههای صنعتی کوچک، از تیرآهن INP برای ساخت چارچوب‌ها و شاسی‌های فلزی استفاده میشود. در ساخت سازههایی مثل فریم دستگاه‌ها، قفسه‌های صنعتی یا داربست‌های نگهدارنده، این تیرآهن به خاطر قیمت مناسب و سهولت کار با آن گزینه‌ای محبوب است. - پروژههای صادراتی و سازه‌های اقتصادی خارج از کشور
در برخی پروژههای صنعتی صادراتی یا پیمانکاری در کشورهای همسایه، تیرآهن INP به‌عنوان گزینه‌ای سبک‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر نسبت به IPE انتخاب میشود. چون در بسیاری از کشورها، کارخانه‌های محلی همین استاندارد را تولید می‌کنند و هماهنگی ابعادی و فنی بین سازه‌ها حفظ میشود.
در صنعت ساختمان‌سازی، انتخاب نوع مناسب تیرآهن نقش بسیار مهمی در ایمنی، دوام و هزینه نهایی پروژه دارد، یکی از مقاطع پرکاربرد در این حوزه، تیرآهن INP است که در بسیاری از پروژههای صنعتی، ساختمانی و نیمه‌سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرد، در این مقاله به تیرآهن INP،ویژگی ها، کاربردها و مشخصات فنی مهم آن می پردازیم:
بیشتر بخوانیدتیرآهن IPB چیست؟
تیرآهن IPB که در بازار بیشتر با نام تیرآهن هاش (H-Beam) شناخته میشود، یکی از مهم‌ترین مقاطع فولادی در سازه‌های سنگین است. ظاهر آن شبیه حرف H انگلیسی است و همین تفاوت ظاهری ساده، آن را از سایر مدلهای تیرآهن (مثل IPE و INP) متمایز می‌کند. اگر تیرآهن IPE را به عنوان مقطع متعادل و اقتصادی بشناسیم، تیرآهن IPB در نقطه‌ی مقابل، مقطعی است برای سازه‌های مقاوم، مستحکم و صنعتی.
در نگاه اول، وقتی به تیرآهن IPB نگاه می‌کنید، متوجه می‌شوید که عرض بال‌های آن تقریباً با ارتفاع جان برابر است. همین عرض زیاد بال‌ها باعث شده تیرآهن IPB بتواند نیروهای بسیار زیادی را در هر دو جهت تحمل کند. ساختار این مقطع به گونه‌ای طراحی شده که بتواند در برابر فشارهای فشاری، خمشی و برشی همزمان عملکرد بسیار پایداری داشته باشد.
تیرآهن IPB طبق استاندارد اروپایی EN 10025 و EN 10034 تولید میشود. در این استانداردها، ابعاد، وزن، ضخامت بال و جان، زاویه‌ی گوشه‌ها و تلرانس‌های ابعادی با دقت میلی‌متری مشخص شده‌اند. رعایت این استانداردها اهمیت زیادی دارد، چون کوچک‌ترین تغییر در ضخامت یا عرض بال می‌تواند باعث تغییر محسوس در ظرفیت باربری تیر شود. به همین دلیل، تولید این نوع تیرآهن معمولاً در کارخانه‌هایی انجام میشود که از خطوط نورد دقیق و کنترل ابعادی کامپیوتری استفاده می‌کنند.
فرآیند تولید تیرآهن IPB از نورد گرم شمش فولادی با مقطع مستطیلی یا مربعی آغاز میشود. شمش در کوره تا دمای حدود ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم میشود تا به حالت نرم و شکل‌پذیر برسد. سپس از مجموعه‌ای از غلتک‌های سنگین با دقت بالا عبور داده میشود تا به‌تدریج مقطع H شکل به خود بگیرد. در پایان، تیرها در طول‌های استاندارد بریده، صاف و خنک می‌شوند. پس از خنک‌کاری، عملیات کنترل کیفیت ابعادی، تست جوش‌پذیری و بررسی ظاهری سطح انجام میشود تا از تطابق کامل با استاندارد اطمینان حاصل شود.
تیرآهن IPB از نظر ساختاری از سه بخش تشکیل میشود: یک جان مرکزی ضخیم و دو بال پهن و مستحکم در بالا و پایین. جان تیر وظیفه تحمل نیروهای برشی را دارد، در حالی که بال‌های ضخیم، نیروهای خمشی و فشاری را تحمل می‌کنند. در واقع میتوان گفت IPB طوری طراحی شده که نسبت مقاومت به وزن آن در مقایسه با سایر مقاطع فولادی بسیار بالاتر است. این طراحی باعث میشود این تیرآهن حتی در سازه‌های بسیار سنگین و چندطبقه نیز کارایی بالایی داشته باشد.
در بازار فولاد، تیرآهن IPB معمولاً در سه مدل شناخته میشود:
- HEA (هاش سبک)
- HEB (هاش سنگین)
- HEM (هاش فوق‌سنگین)
تفاوت این سه مدل فقط در ضخامت بال و جان آن‌هاست. در HEA، ضخامت بال کمتر و وزن پایین‌تر است، در حالی که در HEM، بال‌ها و جان بسیار ضخیم‌تر هستند و برای تحمل بارهای بسیار زیاد به کار می‌روند. هر سه مدل از نظر شکل کلی مشابه‌اند، اما تفاوت ضخامت و وزن باعث تفاوت چشم‌گیر در ظرفیت باربری آنها میشود.
از نظر ابعاد، تیرآهن‌های IPB در سایزهای متنوعی از حدود HEA100 تا HEM1000 تولید می‌شوند. عدد بعد از نام مدل، نشان‌دهنده‌ی ارتفاع جان تیر بر حسب میلی‌متر است. برای مثال، HEB300 یعنی تیرآهنی با ارتفاع جان ۳۰۰ میلی‌متر. این گستره‌ی وسیع سایزها باعث شده مهندسان بتوانند برای هر نوع پروژه، مقطع دقیق مورد نیاز را انتخاب کنند؛ از ساختمانهای چندطبقه گرفته تا پل‌ها و اسکلتهای صنعتی.
در ایران، تولید تیرآهن IPB بیشتر توسط کارخانه‌هایی مثل ذوب‌آهن اصفهان و آریان فولاد انجام میشود، اما بخش عمده‌ی نیاز بازار از طریق واردات از کشورهای ترکیه، چین و کره جنوبی تأمین می‌گردد. تیرآهن‌های وارداتی معمولاً طبق استاندارد EN 10025 تولید شده‌اند و روی بدنه‌ی آنها کد کارخانه و گرید فولاد (مثل S275 یا S355) حک میشود. این کدها مشخص می‌کنند که فولاد مورد استفاده چه میزان استحکام تسلیم دارد و برای چه نوع بارگذاری مناسب است.
در طراحی تیرآهن IPB، توجه زیادی به پایداری جانبی و خمشی شده است. چون در سازه‌های سنگین، تیرها معمولاً تحت نیروهای فشاری بزرگ قرار دارند، اگر طراحی بال‌ها دقیق نباشد، تیر ممکن است دچار کمانش شود. به همین دلیل، نسبت بین عرض بال و ضخامت جان در این تیرآهن کاملاً حساب‌شده است. در عمل، این موضوع باعث میشود تیرآهن IPB حتی در دهانههای بزرگ یا سازه‌های چندطبقه، بدون تغییر شکل محسوس، بار زیادی را تحمل کند.
از نظر ظاهری، تیرآهن IPB کاملاً قابل تشخیص است. اگر آن را از روبه‌رو نگاه کنید، شکل H متقارن و یکنواخت دارد. بال‌ها پهن و ضخیم‌اند و گوشه‌ی بین بال و جان به‌صورت منحنی نرم طراحی شده تا تمرکز تنش در آن نقطه به حداقل برسد. همین طراحی گرد در گوشه‌ها باعث میشود رفتار سازه‌ای تیر بهتر و عمر مفید آن طولانی‌تر شود.
از نظر طول، تیرآهن‌های IPB معمولاً در شاخه‌های ۱۲ متری تولید می‌شوند، اما برای پروژههای خاص، امکان سفارش در طول‌های ۶، 9 یا 15 متری هم وجود دارد. کارخانه‌ها معمولاً تیرها را در بندیل‌های بزرگ بسته‌بندی می‌کنند و قبل از ارسال، برگه‌ی کنترل کیفیت (QC Report) همراه هر محموله صادر میشود.
در نهایت، میتوان گفت تیرآهن IPB یا هاش نماد مقاطع مقاوم و دقیق در صنعت سازه است. طراحی متقارن، ابعاد دقیق، ضخامت بالای بال‌ها و قابلیت تحمل بارهای سنگین، آن را به یکی از مهم‌ترین اجزای اسکلت فولادی مدرن تبدیل کرده است. وقتی صحبت از سازه‌های سنگین و ایمن میشود، از برج‌ها و پل‌ها گرفته تا نیروگاه‌ها و اسکلت کارخانه‌ها، نام تیرآهن IPB تقریباً همیشه در فهرست اصلی مقاطع فولادی مورد استفاده دیده میشود.
ویژگی‌های تیرآهن IPB
تیرآهن IPB یا همان تیرآهن هاش (H-Beam)، به‌دلیل طراحی خاص خود و مقاومت بالا در برابر نیروهای فشاری و خمشی، یکی از اصلی‌ترین اجزای اسکلت فلزی سازه‌های سنگین محسوب میشود. در ادامه با بررسی ویژگی‌های فنی و ساختاری آن، بهتر متوجه می‌شویم چرا این تیرآهن جایگاه ویژه‌ای در پروژههای عمرانی و صنعتی دارد:
- عرض زیاد بال‌ها نسبت به ارتفاع جان
بارزترین ویژگی تیرآهن IPB این است که عرض بال‌ها تقریباً برابر یا حتی بیشتر از ارتفاع جان است. این طراحی باعث میشود مقطع تیرآهن از نظر شکل، به حرف H انگلیسی شباهت داشته باشد.
همین عرض زیاد بال‌ها موجب افزایش پایداری و مقاومت تیر در برابر خمش و کمانش جانبی میشود. در واقع، هرچه عرض بال بیشتر باشد، تیر می‌تواند بارهای گسترده‌تر را بدون تغییر شکل زیاد تحمل کند. - ضخامت بالاتر بال‌ها و جان نسبت به IPE و INP
در تیرآهن IPB، هم بال‌ها و هم جان ضخیم‌تر از سایر مدل‌ها هستند. این ضخامت بیشتر به معنای ظرفیت باربری بالاتر و مقاومت بیشتر در برابر خمش و برش است.
البته همین موضوع باعث افزایش وزن هر شاخه نیز میشود، اما در سازه‌های سنگین مثل پل‌ها، سوله‌های مرتفع و اسکلتهای چندطبقه، این وزن بیشتر یک مزیت محسوب میشود، نه عیب. چون تیرآهن سنگین‌تر یعنی استحکام بیشتر در مقابل نیروهای واردشده به سازه. - طراحی متقارن در مقطع عرضی (H شکل)
مقطع تیرآهن IPB کاملاً متقارن است؛ یعنی ضخامت و ابعاد بال بالا و پایین برابر است. این تقارن باعث میشود توزیع تنش در مقطع یکنواخت باشد و تیر در برابر خمش، به‌صورت متعادل واکنش نشان دهد.
در تیرآهن‌هایی با طراحی نامتقارن، معمولاً تمرکز تنش در بخشی از مقطع باعث کاهش طول عمر یا تغییر شکل ناخواسته میشود، اما در IPB این اتفاق به حداقل رسیده است. - تولید طبق استانداردهای دقیق اروپایی (EN 10025 و EN 10034)
تیرآهن IPB مطابق با استانداردهای اروپایی EN تولید میشود که جزو سخت‌گیرانه‌ترین استانداردهای دنیا هستند. این استانداردها، ابعاد، ضخامت، وزن و تلرانس‌های مجاز را با جزئیات دقیق تعریف کرده‌اند.
رعایت این استانداردها در خط تولید باعث میشود تمام شاخه‌های یک سایز از نظر ابعاد دقیقاً مشابه باشند و هنگام نصب، هیچ مشکل تراز یا هم‌محوری در سازه به‌وجود نیاید. - انواع مختلف (HEA، HEB و HEM)
تیرآهن IPB در سه مدل اصلی تولید میشود:
HEA (هاش سبک): ضخامت بال و جان کمتر، وزن پایین‌تر و مناسب سازه‌های معمولی.
HEB (هاش سنگین): ضخامت بیشتر و مقاومت بالاتر در پروژههای نیمه‌سنگین.
HEM (هاش فوق‌سنگین): ضخامت بال بسیار زیاد برای تحمل بارهای فوق‌العاده سنگین.
این تقسیم‌بندی به مهندسان کمک می‌کند تا بسته به نوع پروژه، مقطع دقیق با ظرفیت موردنیاز را انتخاب کنند. - مقاومت بالا در برابر خمش و نیروهای فشاری
طراحی ضخیم بال‌ها و جان باعث شده تیرآهن IPB در برابر نیروهای خمشی، برشی و فشاری عملکرد بسیار خوبی داشته باشد. در واقع، این مقطع طوری طراحی شده که در دهانههای بلند یا ستون‌های باربر سنگین، بتواند بدون تغییر شکل، بار زیادی را تحمل کند.
در پروژه‌هایی که نیروهای جانبی مثل باد یا زلزله وجود دارد، این مقاومت بالا نقشی اساسی در پایداری کل اسکلت ایفا می‌کند. - رفتار سازه‌ای پایدار و بدون تمرکز تنش
در طراحی تیرآهن IPB، محل اتصال بین جان و بال‌ها با انحنای نرم (Fillet Radius) ساخته میشود تا از ایجاد تمرکز تنش در گوشه‌ها جلوگیری شود. این موضوع از نظر فنی اهمیت زیادی دارد، چون اگر اتصال تیز باشد، ممکن است با گذشت زمان ترک‌های ریز در محل تماس بال و جان ایجاد شود.
این طراحی هوشمندانه باعث افزایش طول عمر مفید تیرآهن و عملکرد پایدار آن در شرایط بارگذاری طولانی‌مدت میشود. - سطح یکنواخت و صیقلی با کیفیت بالا
در فرآیند تولید تیرآهن IPB، به دلیل استفاده از نورد دقیق و کنترل‌شده، سطح بال‌ها و جان کاملاً صاف و یکنواخت است. این موضوع علاوه بر زیبایی ظاهری، اهمیت فنی نیز دارد، چون در زمان جوشکاری، رنگ‌کاری یا گالوانیزه کردن، پوشش‌ها به‌صورت یکنواخت روی سطح پخش می‌شوند.
وجود سطح صیقلی همچنین احتمال زنگ‌زدگی را کاهش می‌دهد و اتصال تیرها به یکدیگر را آسان‌تر می‌کند. - قابلیت استفاده به‌عنوان تیر و ستون در سازه‌ها
برخلاف بسیاری از مقاطع فولادی که تنها برای نقش خاصی طراحی شده‌اند، تیرآهن IPB به‌گونه‌ای ساخته شده که هم به عنوان تیر افقی و هم ستون عمودی در سازه‌ها قابل استفاده است.
این ویژگی به خاطر عرض زیاد بال‌ها و ضخامت جان حاصل میشود که باعث میشود تیر بتواند نیروهای فشاری و خمشی را در هر دو جهت تحمل کند. - وزن بالا و پایداری زیاد در برابر نیروهای دینامیکی
تیرآهن IPB جزو مقاطع سنگین است و همین وزن زیاد، در برابر نیروهای دینامیکی مثل زلزله و باد نقش مثبتی ایفا می‌کند. جرم بیشتر مقطع باعث میشود سازه در برابر ارتعاش‌ها رفتار آرام‌تری داشته باشد و از نوسانات ناگهانی جلوگیری شود.
البته این مزیت در طراحی مهندسی باید به‌درستی لحاظ شود تا مرکز جرم و سختی سازه در تعادل باقی بماند. - قابلیت تولید در سایزهای بسیار بزرگ و سفارشی
یکی از نکات قابل توجه در مورد تیرآهن IPB، امکان تولید آن در سایزهای بزرگ است. برخی از مدلهای HEM تا ارتفاع جان ۱۰۰۰ میلی‌متر (یک متر) هم تولید می‌شوند. این ابعاد بزرگ معمولاً در پروژههای عظیم مثل پل‌ها و برج‌ها استفاده می‌شوند.
علاوه بر سایزهای استاندارد، کارخانه‌های بزرگ قابلیت تولید سفارش‌های خاص با طول یا ضخامت غیرمعمول را نیز دارند. - دارای گریدهای مختلف فولادی با استحکام بالا
فولادی که برای ساخت تیرآهن IPB به کار می‌رود، معمولاً از گریدهای S235، S275 یا S355 مطابق با استاندارد EN است. تفاوت این گریدها در مقدار کربن و استحکام تسلیم فولاد است.
هرچه گرید بالاتر باشد، تیرآهن در برابر خمش و تغییر شکل مقاومت بیشتری دارد. در پروژههای سنگین، معمولاً از گریدهای S355 استفاده میشود تا اطمینان از پایداری سازه در بلندمدت فراهم شود. - دقت بالا در کنترل کیفیت و بازرسی ابعادی
تولیدکنندگان تیرآهن IPB معمولاً در پایان هر مرحله از نورد، اندازه‌گیری ابعادی و تست‌های مکانیکی انجام می‌دهند. در کارخانه‌های معتبر، هر بندیل تیرآهن دارای شماره ذوب، گواهی کیفیت و نتایج تست آزمایشگاهی است.
این سیستم کنترل کیفیت دقیق باعث میشود خریداران بتوانند با استناد به مدارک کارخانه، از اصالت و کیفیت مقطع فولادی مطمئن شوند. - مناسب برای اجرای اتصالات پیچیده و سنگین
چون بال‌های تیرآهن IPB پهن و ضخیم هستند، فضای کافی برای اجرای اتصالات پیچ و مهره‌ای، جوشی و صفحه‌ای وجود دارد. همین ویژگی باعث میشود در طراحی سازه‌های پیچیده، مثل اسکلتهای چندطبقه، اتصال تیرها و ستون‌ها آسان‌تر و مطمئن‌تر انجام شود.
همچنین ضخامت بال بیشتر، خطر سوختگی لبه در زمان جوشکاری را کاهش می‌دهد و کیفیت اتصال را بالا می‌برد. - پایداری بالا در برابر تغییر شکل و خیز تیر
در دهانههای بزرگ، تیرآهن‌ها معمولاً تحت بار خمشی دچار خیز (Deflection) می‌شوند. طراحی حجیم و متقارن تیرآهن IPB باعث میشود میزان خیز در مقایسه با تیرآهن IPE بسیار کمتر باشد.
در نتیجه، حتی در پروژه‌هایی که دهانه زیاد است، تیرآهن IPB شکل اولیه خود را حفظ می‌کند و احتمال تغییر تراز سقف یا کف به حداقل می‌رسد.
کاربرد های تیرآهن IPB
تیرآهن IPB که بیشتر با نام تیرآهن هاش (H-Beam) شناخته میشود، یکی از پرقدرت‌ترین و پایدارترین مقاطع فولادی در جهان است. این تیرآهن معمولاً زمانی به کار می‌رود که سازه نیاز به تحمل بارهای سنگین، دهانههای بزرگ و پایداری بالا دارد. در ادامه با مهم‌ترین کاربردهای آن در انواع پروژه‌ها آشنا می‌شویم:
- ستون‌های باربر در اسکلت فلزی ساختمان‌ها
یکی از اصلی‌ترین کاربردهای تیرآهن IPB، استفاده به‌عنوان ستون در سازه‌های فلزی است. به‌دلیل عرض زیاد بال‌ها و ضخامت بالاتر جان، این تیرآهن می‌تواند نیروهای فشاری زیادی را بدون تغییر شکل تحمل کند.
در ساختمانهای چندطبقه، برج‌ها و پروژههای اداری سنگین، معمولاً از تیرآهن IPB نوع HEB یا HEM برای ستون‌ها استفاده میشود تا سازه پایداری کافی در برابر بارهای قائم و جانبی داشته باشد. - تیرهای اصلی در سازه‌های سنگین و دهانههای بزرگ
وقتی دهانه بین ستون‌ها زیاد است (مثلاً بیش از ۸ متر)، تیرآهن‌های معمولی مثل IPE ممکن است دچار خیز زیاد شوند. در این شرایط، مهندسان از تیرآهن IPB به‌عنوان تیر اصلی استفاده می‌کنند.
بال‌های ضخیم و جان قدرتمند آن باعث میشود تیر بتواند بارهای سقف و دیوارها را بدون تغییر شکل محسوس تحمل کند. به همین دلیل در سازه‌های صنعتی، سالن‌های ورزشی بزرگ و پارکینگ‌های طبقاتی، تیرآهن IPB گزینه‌ی اول است. - پل‌ها و سازه‌های عمرانی سنگین
در ساخت پل‌های فلزی، زیرگذرها و عرشه‌های صنعتی، تیرآهن IPB نقشی کلیدی دارد. چون در این پروژه‌ها، سازه باید وزن بالای وسایل نقلیه و تنش‌های دینامیکی ناشی از حرکت را تحمل کند.
در این نوع پروژه‌ها معمولاً از مدل HEM یا HEB استفاده میشود، چون این مقاطع علاوه بر مقاومت خمشی بالا، پایداری جانبی فوق‌العاده‌ای هم دارند و در برابر لرزش یا ضربه، تغییر شکل نمی‌دهند. - اسکلت سازه‌های صنعتی و کارخانه‌ها
در سالن‌های تولید، انبارهای بزرگ و کارگاه‌های صنعتی که بار تجهیزات سنگین روی سازه اعمال میشود، تیرآهن IPB یکی از اجزای اصلی اسکلت محسوب میشود.
مهندسان معمولاً از آن در بخش‌های حساس مانند تیرهای حامل جرثقیل سقفی، ستون‌های جرثقیل‌های سنگین و فریم‌های فلزی دستگاه‌ها استفاده می‌کنند. تجربه نشان داده که در چنین محیط‌هایی، دوام بالای IPB باعث کاهش هزینه نگهداری در بلندمدت میشود. - برج‌ها و سازه‌های مرتفع شهری
در طراحی برج‌ها و ساختمانهای بلند، استفاده از مقاطع فولادی با استحکام زیاد اهمیت زیادی دارد. در این پروژه‌ها، تیرآهن IPB برای اجرای قاب‌های اصلی، ستون‌های مرکزی و تیرهای طبقات بالا به کار می‌رود.
دلیلش این است که IPB می‌تواند همزمان نیروهای فشاری، کششی و خمشی را تحمل کند و در برابر نیروهای جانبی ناشی از باد و زلزله مقاومت فوق‌العاده‌ای دارد. - سازه‌های فلزی پلنت‌های نفت، گاز و پتروشیمی
در صنایع سنگین مثل پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و پتروشیمی‌ها، ساخت سازه‌های فلزی مستحکم یک ضرورت است. تیرآهن IPB به‌دلیل مقاومت بالا در برابر ارتعاش، فشار و حرارت محیطی، گزینه‌ای ایده‌آل برای چنین پروژه‌هایی است.
معمولاً از مدلهای سنگین‌تر مانند HEB و HEM در ساخت اسکلت پلتفرم‌های فلزی، پایه‌های تجهیزات و خطوط لوله‌ی مرتفع استفاده میشود. - اسکلت پل‌های عابر و سکوهای فلزی مرتفع
تیرآهن IPB به‌دلیل بال‌های پهن و متقارن، در ساخت پل‌های عابر پیاده، سکوهای دیدبانی، برج‌های مخابراتی و دکل‌های نگهدارنده نیز استفاده میشود. این نوع پروژه‌ها نیاز به تعادل وزنی و استحکام زیاد در ارتفاع دارند، که IPB دقیقاً همین ویژگی را ارائه می‌دهد. - اجرای تیرورق‌ها و قاب‌های تقویتی
در پروژه‌هایی که بار وارده از ظرفیت تیرآهن‌های معمولی بیشتر است، مهندسان از تیرورق‌های ترکیبی استفاده می‌کنند. در این سازه‌ها، تیرآهن IPB به‌عنوان مغزی یا هسته‌ی اصلی در تیرورق‌ها به کار می‌رود و روی آن صفحات فولادی جوش میشود.
این ترکیب باعث میشود مقاومت نهایی تیر چندین برابر افزایش یابد، بدون اینکه نیاز به استفاده از چند تیر مجزا باشد. - پایه و شاسی ماشین‌آلات سنگین
در صنایع تولیدی، حمل‌ونقل و کارگاه‌های مهندسی، از تیرآهن IPB برای ساخت پایه و اسکلت نگهدارنده ماشین‌آلات سنگین استفاده میشود.
چون این تیرها هم سطح تماس بالایی دارند، هم در برابر لرزش و نیروهای عمودی مقاومت بالایی نشان می‌دهند. به همین دلیل، در شاسی دستگاه‌های پرس، جرثقیل یا تجهیزات بزرگ صنعتی معمولاً از IPB استفاده میشود. - قاب‌ها و خرپاهای مقاوم در پروژههای خاص
در سازههایی که نیاز به قاب‌های فلزی با پایداری زیاد و مقاومت در برابر خمش و برش دارند، مثل سوله‌های بلند، آشیانه‌های هواپیما یا سازه‌های موقتی بزرگ، تیرآهن IPB بخش اصلی قاب‌ها را تشکیل می‌دهد.
بال‌های پهن این تیر باعث میشود اتصالات پیچ و مهره‌ای و صفحه‌ای به‌راحتی اجرا شوند و مقاومت سازه در برابر نیروهای مختلف حفظ شود. - سازه‌های مقاوم در برابر زلزله و باد
طراحی متقارن، ضخامت زیاد بال‌ها و جان قوی باعث شده تیرآهن IPB در پروژه‌هایی که در مناطق لرزه‌خیز اجرا می‌شوند، بسیار مورد توجه قرار گیرد. در چنین مناطقی، پایداری سازه مهم‌ترین عامل ایمنی است و IPB می‌تواند در قاب‌های خمشی و مهاربندی‌ها، بارهای جانبی را به‌خوبی منتقل کند. - پروژههای زیرساختی خاص (راه‌آهن و بنادر)
تیرآهن‌های سنگین IPB در پروژه‌هایی مانند ساخت ریل‌های زیرسازه، اسکله‌های بندری و خطوط باربری ریلی به کار می‌روند. مقاومت بالا، سطح تماس زیاد و پایداری در برابر لرزش، این مقطع را برای چنین پروژه‌هایی ایده‌آل کرده است. - سازه‌های ترکیبی با بتن (Composite Structures)
در برخی پروژه‌ها، تیرآهن IPB در کنار بتن استفاده میشود تا سازه‌ای مرکب و بسیار مقاوم ایجاد شود. در این حالت، تیرها درون بتن مدفون می‌شوند و ترکیب این دو ماده، هم مقاومت کششی فولاد و هم مقاومت فشاری بتن را به‌صورت هم‌افزا به سازه منتقل می‌کند. - سازه‌های خاص با دهانههای خیلی بلند
در سالن‌های بزرگ صنعتی، انبارهای مرکزی و استادیوم‌ها، گاهی دهانههای بین ستون‌ها به ۲۰ متر یا بیشتر می‌رسد. در چنین شرایطی تنها مقطعی که می‌تواند این فاصله را بدون تغییر شکل زیاد تحمل کند، تیرآهن IPB فوق‌سنگین (HEM) است.
این تیرها در عین سنگینی، به‌دلیل طراحی متقارنشان، رفتار خمشی بسیار مطلوبی دارند و برای اجرای دهانههای بلند بدون ستون میانی استفاده می‌شوند. - پروژههای عمرانی با نیاز به دوام بلندمدت
در پروژه‌هایی که قرار است چند دهه ماندگار باشند—مثل پل‌ها، نیروگاه‌ها یا برج‌های صنعتی—تیرآهن IPB به‌دلیل مقاومت بالا، شکل‌پذیری مناسب و امکان گالوانیزه یا پوشش ضدزنگ، انتخابی ایده‌آل است.
تجربه نشان داده در این پروژه‌ها، استفاده از IPB علاوه بر استحکام سازه، باعث کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری در درازمدت میشود.
در بسیاری از پروژههای عمرانی، صنعتی و ساختمانی، از تیرآهن IPB که به آن تیرآهن هاش (H-Beam) نیز گفته میشود، به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین اجزای سازه استفاده میشود، در این مقاله به تیرآهن IPB، ویژگی ها، کاربردها و مزایای استفاده از آن می پردازیم:
بیشتر بخوانیدتفاوتهای تیرآهن IPE، INP و IPB
در انتخاب بین تیرآهن IPE، تیرآهن INP و تیرآهن IPB (هاش)، اول باید منطق طراحی هر کدام را بشناسیم. IPE با فلسفه‌ی بال یکنواخت متولد شده؛ یعنی ضخامت بال‌ها در تمام عرض ثابت است تا توزیع تنش قابل پیش‌بینی بماند و تلرانس ابعادی به‌خوبی کنترل شود. نتیجه‌اش یک مقطع متعادل و اقتصادی است که با استاندارد DIN 1025 و ISIRI 1791 هم‌راستا میشود و معمولاً در دهانههای کوتاه تا متوسط بهترین کارایی را دارد.
INP برعکس، بر مبنای بال شیب‌دار تعریف شده؛ ضخامت از نزدیکی جان به سمت لبه بال کمتر میشود. این طراحی در استانداردهای GOST و GB/T تثبیت شده و خروجی آن، وزن کمتر در واحد طول و مقطعی با رفتار کمی متفاوت در خمش و اتصال است. برای همین، در کنترل اجرا باید حواس‌جمع بود: تغییر ضخامت بال می‌تواند در جوشکاری و تمرکز تنش اثر بگذارد و معمولاً دقت ابعادی و یکنواختی برند به برند فرق می‌کند.
اما IPB (هاش) داستان دیگری دارد؛ بال پهن و ضخیم و جان قوی، مقطع را به شکل H متقارن در می‌آورد. استاندارد EN 10025 / EN 10034 روی جزئیاتش سخت‌گیر است و این سخت‌گیری بی‌دلیل نیست: هدف پایداری خمشی و فشاری بالا، کاهش خیز در دهانههای بلند و مقاومت بهتر در برابر کمانش جانبی است. همین ساختار، IPB را به انتخاب طبیعی برای قاب‌های سنگین، ستون‌های باربر و تیرهای اصلی تبدیل می‌کند و در مدلهای HEA / HEB / HEM دامنه‌ی وسیعی از ظرفیت‌ها را در اختیار می‌گذارد.
اگر بخواهیم خیلی ساده بگوییم، IPE = متعادل و دقیق برای بارهای معمولی؛ INP = سبک‌تر و اقتصادی‌تر با بال شیب‌دار و نیازمند دقت در اتصال؛ IPB = بال پهن، ظرفیت بالا و مناسب سازه‌های سنگین. انتخاب درست وقتی دقیق میشود که کنار هندسه، فاکتورهای دهانه، نوع بارگذاری، استاندارد نقشه، موجودی بازار، گرید فولاد، روش اتصال و بودجه را هم همزمان ببینیم.
جدول مقایسه IPE، INP و IPB
| معیار | تیرآهن IPE | تیرآهن INP | تیرآهن IPB (هاش) |
|---|---|---|---|
| هندسه مقطع | I با بال یکنواخت | I با بال شیب‌دار (لبه نازک‌تر) | H متقارن با بال پهن |
| استاندارد مرجع | DIN 1025، ISIRI 1791 | GOST، GB/T 706 | EN 10025، EN 10034 |
| رفتار خمشی نسبی | متوسط تا خوب در دهانههای معمولی | کمتر از IPE به‌خاطر لبه نازک | بسیار بالا (خیز کم، سختی زیاد) |
| رفتار فشاری/ستونی | متوسط | کم تا متوسط | بسیار بالا (به‌ویژه HEB/HEM) |
| پایداری جانبی | متوسط | کم تا متوسط | زیاد به دلیل بال پهن |
| وزن واحد طول | کم تا متوسط | کمتر از IPE هم‌سایز | زیاد (HEA < HEB < HEM) |
| تلرانس ابعادی و یکنواختی | خوب و قابل اتکا | متغیر بین تولیدکنندگان | بسیار خوب و سخت‌گیرانه |
| اتصال‌پذیری (جوش/پیچ) | راحت و تمیز (لبه صاف) | نیازمند دقت به‌دلیل بال شیب‌دار | عالی؛ فضای کافی روی بال پهن |
| دهانه پیشنهادی | کوتاه تا متوسط | کوتاه | متوسط تا بلند |
| نقش غالب در سازه | تیرهای معمولی، فرعی/اصلی سبک | اعضا فرعی سبک/اقتصادی | تیر و ستون اصلی، قاب سنگین |
| گریدهای فولاد متداول | ST37 / S235 | Q235 / SS400 (معادل ST37) | S235 / S275 / S355 |
| طول شاخه رایج | 12 متر | 12 متر | 12 متر (سفارشی‌سازی ممکن) |
| موجودی بازار ایران | فراگیر | عمدتاً وارداتی، موجود | ترکیب تولید داخلی و وارداتی |
| هزینه نسبی | اقتصادی | اقتصادی‌تر در هم‌سایز | بالاتر (در ازای ظرفیت بیشتر) |
| بهترین سناریو | سازه‌های معمولی با بودجه متعادل | سازه‌های سبک و کم‌هزینه | سازه‌های سنگین، دهانه بلند، ستون‌های باربر |
نکات مهم در انتخاب تیرآهن مناسب
انتخاب نوع تیرآهن مناسب فقط به اسم یا ظاهرش بستگی ندارد. هر پروژه با توجه به وزن، دهانه، نوع ساختمان و بودجه، نیاز خاص خودش را دارد. در ادامه، مهم‌ترین نکاتی را که باید قبل از خرید یا انتخاب تیرآهن در نظر بگیرید، مرور می‌کنیم:
- طول دهانه و اندازه تیرها
هرچه فاصله بین دو ستون (یا همان دهانه) بیشتر باشد، باید تیرآهن قوی‌تری انتخاب شود. مثلاً در دهانههای کوتاه، تیرآهن‌های سبک‌تر مثل IPE جواب می‌دهند، اما در دهانههای بلند و سازه‌های سنگین، بهتر است سراغ IPB یا هاش بروید که توان بیشتری در تحمل بار دارند. - میزان بار وارد بر سازه
نوع بار واردشده روی تیرآهن اهمیت زیادی دارد. اگر سازه قرار است بار زیادی مثل سقف بتنی یا تجهیزات سنگین را تحمل کند، تیرآهن‌هایی با ضخامت بالاتر مناسب‌ترند. در مقابل، برای سازه‌های سبک‌تر مثل سقف‌های معمولی یا سوله‌های سبک، تیرآهن‌های سبک‌تر انتخاب بهتری هستند. - شرایط آب‌وهوایی و محل پروژه
اگر ساختمان در منطقه‌ای مرطوب یا صنعتی ساخته میشود، باید از تیرآهنی استفاده شود که سطح صاف‌تر و کیفیت بالاتری دارد تا زنگ‌زدگی دیرتر اتفاق بیفتد. در این حالت، ضدزنگ یا گالوانیزه کردن تیرها هم اهمیت زیادی دارد. - وزن سازه و مقاومت زمین
در مناطقی که زمین نرم یا نشست‌پذیر است، باید وزن سازه را کنترل کرد. در این شرایط، تیرآهن‌های سبک‌تر مثل INP یا IPE انتخاب اقتصادی‌تر و ایمن‌تری هستند. اما اگر فونداسیون مقاوم دارید، استفاده از تیرآهن‌های سنگین‌تر مشکلی ندارد. - نحوه‌ی اجرا و نصب تیرها
بعضی تیرآهن‌ها نصب ساده‌تری دارند. مثلاً تیرآهن IPE به خاطر بال‌های صاف، راحت‌تر جوش داده یا پیچ میشود. در مقابل، INP چون بال‌های شیب‌دار دارد، موقع اتصال به دقت بیشتری نیاز دارد. برای پروژه‌هایی که سرعت نصب مهم است، IPE معمولاً گزینه‌ی بهتری است. - استاندارد تولید و برند کارخانه
همیشه به استاندارد تولید تیرآهن توجه کنید. مثلاً IPE طبق استاندارد اروپایی DIN تولید میشود، INP بر اساس استاندارد روسی GOST، و IPB طبق استاندارد EN اروپا. اگر پروژه‌تان طبق نقشه مهندسی طراحی شده، حتماً همان استاندارد را رعایت کنید تا در حین ساخت دچار اختلاف ابعاد نشوید. - نوع سازه و کاربرد آن
هدف از ساخت سازه را در نظر بگیرید. برای ساختمانهای مسکونی، معمولاً تیرآهن IPE مناسب است. اما اگر قرار است سوله، پل یا سازه صنعتی بسازید که بارهای سنگین تحمل می‌کند، تیرآهن IPB (هاش) انتخاب مطمئن‌تری است. - بودجه و قیمت تیرآهن
یکی از فاکتورهای مهم در انتخاب تیرآهن، قیمت آن است. تیرآهن INP معمولاً ارزان‌تر است، اما مقاومت پایین‌تری دارد. IPE گزینه‌ای اقتصادی و متعادل است، در حالی که IPB گران‌تر است ولی در عوض تحمل بار بسیار بیشتری دارد. بهتر است قیمت را با کاربری پروژه مقایسه کنید، نه فقط عدد هر کیلوگرم را. - دسترسی و موجودی بازار
بعضی از مدل‌ها، مثل IPE، در همه‌ی انبارها و کارخانه‌ها پیدا می‌شوند و خریدشان راحت است. ولی INP معمولاً وارداتی است و ممکن است همیشه در بازار موجود نباشد. قبل از طراحی و خرید، از موجودی و زمان تحویل مطمئن شوید تا پروژه متوقف نشود. - نصب و نگهداری در طول زمان
کیفیت نصب و نگهداری بعد از اجرا هم اهمیت دارد. اگر پروژه قرار است سال‌ها در معرض رطوبت، باد یا گرما باشد، تیرآهنی با سطح صاف‌تر و ضخامت بیشتر (مثل IPB) دوام بالاتری دارد و دیرتر دچار فرسایش میشود. - ایمنی در برابر زلزله و نیروهای جانبی
در مناطق زلزله‌خیز، بهتر است تیرآهنی انتخاب شود که مقاومت خمشی و شکل‌پذیری بیشتری دارد. IPB در این زمینه عملکرد بسیار خوبی دارد، چون طراحی متقارن و ضخامت بالایی دارد و در زمان زلزله پایداری بیشتری ایجاد می‌کند. - تطابق با نقشه و نظر مهندس سازه
در نهایت، بهترین تیرآهن را کسی تعیین می‌کند که نقشه سازه را طراحی کرده است. همیشه نوع و سایز تیرآهن را با نقشه‌های محاسباتی و دفترچه طراحی هماهنگ کنید تا هم از نظر ایمنی و هم از نظر اقتصادی، بهترین نتیجه را بگیرید.
در یک جمع‌بندی ساده میتوان گفت:
- اگر دنبال تیرآهن سبک و متداول هستید، IPE انتخاب خوبی است.
- اگر می‌خواهید هزینه پروژه را کاهش دهید و بار زیادی روی سازه نیست، INP گزینه‌ای اقتصادی است.
- و اگر سازه‌ی شما سنگین، چندطبقه یا صنعتی است، حتماً سراغ IPB (هاش) بروید تا خیالتان از استحکام و دوام آن راحت باشد.
قیمت تیرآهن امروز چقدر است؟
برای تصمیم گیری برای خرید حرفه ای و دیدن قیمت لحظه ای تیرآهن، می توانید به ما در آهن اینجا اعتماد کنید، شما در صفحه قیمت تیرآهن با مقایسه سایز، گرید و برند تولیدی، انتخاب بهینه و کم ریسک تری خواهید داشت، همچنین در صورت نیاز، کارشناسان آهن اینجا آماده ارائه مشاوره تخصصی هستند، پس با این اوصاف، پیشنهاد می کنیم سری به صفحه قیمت تیرآهن بزنید:
در بازار تیرآهن، برندهای معتبر و شناخته‌شده‌ای چون ذوب آهن اصفهان، فایکو، کوثر اهواز، یزد احرامیان، ظفر بناب، کرمانشاه، آریان فولاد و… از اصلی‌ترین تولیدکنندگان این مقطع فولادی هستند، برای مقایسه دقیق‌تر کیفیت، وزن و قیمت هر یک از این برندها، مشاهده قیمت روز تیرآهن اهمیت بالایی دارد:
مشاهده قیمت امروز تیرآهنجمعبندی
تیرآهن‌های IPE، INP و IPB هر کدام برای کاربرد خاصی طراحی شده‌اند. تیرآهن IPE مناسب سازه‌های معمولی، INP گزینه‌ای سبک و اقتصادی، و IPB یا همان تیرآهن هاش برای سازه‌های سنگین و مرتفع انتخابی ایده‌آل است. شناخت تفاوت‌ها و انتخاب صحیح مقطع فولادی متناسب با نوع پروژه، ایمنی، دوام و صرفه اقتصادی را تضمین می‌کند.
-
1. تیرآهن IPE بیشتر در چه سازههایی استفاده میشود؟
در ساختمانهای مسکونی، تجاری و اسکلتهای فلزی معمولی که دهانهها زیاد بزرگ نیستند، کاربرد دارد. -
2. آیا تیرآهن INP در ایران تولید میشود؟
خیر، عمدتاً وارداتی از کشورهای چین و روسیه است و در برخی موارد در پروژههای خاص استفاده میشود. -
3. تیرآهن IPB چه تفاوتی با هاش سنگین دارد؟
تیرآهن IPB در واقع همان تیرآهن هاش است و در مدلهای HEA، HEB و HEM تولید میشود که سنگینی مقطع در آنها متفاوت است. -
4. کدام تیرآهن برای دهانههای بلند مناسبتر است؟
تیرآهن IPB یا هاش به دلیل عرض بال بیشتر و استحکام بالاتر، برای دهانههای بلند بهترین گزینه است. -
5. چگونه میتوان قیمت روز انواع تیرآهن را بررسی کرد؟
با مراجعه به صفحه قیمت روز تیرآهن در آهن اینجا میتوانید نرخ لحظهای، برندها و مشخصات هر نوع تیرآهن را مشاهده کنید.