تیرآهن IPB یا هاش چیست؟ + ویژگی ها و کاربرد های تیرآهن هاش

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. این نوع تیرآهن به دلیل طراحی خاص مقطع خود، قابلیت تحمل بارهای سنگین را در دهانه‌های بزرگ دارد و در ساخت ستون‌ها، پل‌ها، سوله‌ها و سازه‌های مرتفع به‌کار می‌رود.

«اگر قصد خرید تیرآهن دارید، اولین قدم آگاهی از قیمت روز تیرآهن است. ما در آهن اینجا قیمت‌ها را به‌صورت لحظه‌ای، معتبر و شفاف در اختیار شما قرار داده‌ایم، بنابراین پیشنهاد می‌کنیم سری به صفحه قیمت تیرآهن بزنید.»

در این مقاله، بررسی می‌کنیم که تیرآهن IPB چیست، چه تفاوتی میان هاش سنگین و سبک وجود دارد، در چه پروژه‌هایی استفاده می‌شود و ویژگی های فنی مهم آن چیست، پس در ادامه با اهن اینجا همراه باشید.

تیرآهن IPB چیست؟

تیرآهن IPB که در بازار با نام تیرآهن هاش (H-Beam) نیز شناخته می‌شود، یکی از مقاوم‌ترین و پرکاربردترین مقاطع فولادی در صنعت ساختمان و سازه است. نام «IPB» از استاندارد آلمانی DIN 1025 گرفته شده و نشان‌دهنده تیرآهنی است که دارای بال‌های پهن و ضخیم‌تر نسبت به تیرآهن IPE است. همین ویژگی باعث می‌شود که این تیرآهن توان تحمل بارهای سنگین‌تر و فشارهای موضعی بالاتر را داشته باشد و در سازه‌هایی که نیاز به استحکام بالا دارند، گزینه‌ای ایده‌آل باشد.

از نظر ظاهری، تیرآهن IPB دارای جان کوتاه‌تر و بال پهن‌تر است و مقطع آن به شکل دقیق حرف انگلیسی H دیده می‌شود. همین طراحی خاص باعث توزیع یکنواخت تنش در سراسر مقطع می‌شود و به تیرآهن اجازه می‌دهد در برابر خمش، پیچش و کمانش مقاومت بسیار خوبی از خود نشان دهد. به همین دلیل در سازه‌های بزرگ مانند برج‌ها، پل‌ها، سوله‌های صنعتی و سازه‌های فلزی سنگین، از این مقطع فولادی استفاده می‌شود.

یکی از مزیت‌های مهم تیرآهن‌های IPB، پایداری بالا در برابر تغییر شکل و افت راندمان در طول زمان است. وقتی در پروژه‌ای نیاز است که تیر به‌صورت ستون مورد استفاده قرار گیرد یا نیروی فشاری زیادی را تحمل کند، IPB بهترین انتخاب است. این نوع تیرآهن در طراحی‌های سازه‌های ضدزلزله نیز بسیار کاربرد دارد، زیرا سطح تماس زیاد بین بال و جان، باعث توزیع بهتر نیروها می‌شود و خطر شکست در نقاط اتصال را به حداقل می‌رساند.

در فرآیند تولید این نوع تیرآهن، از شمش فولادی با ترکیب شیمیایی استاندارد استفاده می‌شود تا خواص مکانیکی آن شامل استحکام کششی، تسلیم بالا و چقرمگی مناسب حفظ شود. کنترل ابعادی و کیفیت سطح در مرحله نورد نیز اهمیت زیادی دارد، زیرا کوچک‌ترین انحراف در ضخامت بال یا ارتفاع جان می‌تواند بر عملکرد سازه تأثیر بگذارد. در کارخانه‌هایی مانند ذوب‌آهن اصفهان و ماهان فولاد، تولید تیرآهن IPB با دقت بالا و تحت نظارت مهندسان کنترل کیفیت انجام می‌شود.

از نظر استاندارد، تیرآهن IPB در سایزهای مختلف از 100 تا 1000 میلی‌متر تولید می‌شود و هر سایز بسته به ضخامت جان و بال، وزن خاص خود را دارد. برای مثال، تیرآهن IPB 200 دارای وزنی حدود 40 تا 50 کیلوگرم بر متر است، در حالی‌که تیرآهن IPB 600 ممکن است تا بیش از 150 کیلوگرم در هر متر وزن داشته باشد. انتخاب سایز مناسب کاملاً به نوع پروژه، میزان بارگذاری و دهانه سازه بستگی دارد.

در کاربردهای صنعتی، معمولاً تیرآهن IPB سنگین (HEB) برای ستون‌های اصلی یا تیرهای حامل استفاده می‌شود، زیرا این نوع مقاطع توان تحمل بارهای فشاری و خمشی زیادی را دارند. اما در پروژه‌های سبک‌تر یا سوله‌های صنعتی، تیرآهن IPB سبک (HEA) به‌دلیل وزن کمتر و سهولت در نصب، گزینه به‌صرفه‌تری است.

نکته‌ای که در استفاده از تیرآهن IPB باید مورد توجه قرار گیرد، نحوه‌ی اتصالات سازه‌ای است. از آنجا که این تیرآهن سطح مقطع بالاتری دارد، استفاده از اتصال پیچ و مهره‌ای یا جوش کامل در محل‌های تکیه‌گاهی ضروری است تا انتقال نیرو به‌صورت کامل انجام شود. رعایت این نکات فنی در هنگام نصب و اجرا، هم ایمنی سازه را تضمین می‌کند و هم از تغییر شکل‌های ناخواسته در طول زمان جلوگیری خواهد کرد.

به‌طور کلی، تیرآهن IPB حاصل ترکیب طراحی مهندسی دقیق، استحکام فولاد استاندارد و فناوری نورد پیشرفته است. همین سه عامل باعث شده تا این محصول در کنار تیرآهن IPE و تیرآهن INP، یکی از سه مقطع اصلی مورد استفاده در ساخت‌وساز مدرن باشد.

تیرآهن چیست و چه نقش در سازه ها دارد؟

تیرآهن به عنوان مقطع فولادی اصلی در اسکلت فلزی شناخته می شود و وظیفه انتقال بارهای خمشی و برشی از تیرهای فرعی به تیرهای اصلی و نهایتا ستون و فونداسیون را بر عهده دارد، در این مقاله به تیرآهن، انواع آن، مشخصات فنی و ویژگی های مهم آن می پردازیم:

بیشتر بخوانید

انواع تیرآهن IPB

تیرآهن IPB در سه نوع اصلی هاش سبک (HEA)، هاش سنگین (HEB) و هاش فوق‌سنگین (HEM) تولید می‌شود. تفاوت آن‌ها در ضخامت بال، وزن و میزان تحمل بار است. نوع سبک برای سازه‌های معمولی و صنعتی کاربرد دارد، در حالی که مدل‌های سنگین‌تر در ستون‌ها و سازه‌های مرتفع استفاده می‌شوند، در ادامه، ویژگی‌ها و تفاوت‌های هر نوع را دقیق‌تر بررسی می‌کنیم تا انتخاب مناسب‌تری برای پروژه‌تان داشته باشید:

تیرآهن IPB سبک (HEA)

تیرآهن IPB سبک که با نام هاش سبک (HEA) نیز شناخته می‌شود، یکی از مقاطع فولادی پرکاربرد در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی است. این تیرآهن با وجود وزن کمتر، از استحکام بالایی برخوردار است و به‌دلیل طراحی متقارن و بال‌های پهن، در برابر نیروهای خمشی عملکردی مطلوب دارد. به همین علت در سازه‌هایی که کنترل وزن و ایمنی هم‌زمان اهمیت دارد، گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شود.

در مقایسه با تیرآهن HEB (هاش سنگین)، نوع سبک ضخامت بال و جان کمتری دارد و در نتیجه وزن آن به‌طور چشمگیری پایین‌تر است. این ویژگی موجب می‌شود حمل‌ونقل، نصب و اجرای آن در پروژه‌ها با سهولت بیشتری انجام گیرد. در بسیاری از پروژه‌های صنعتی، استفاده از تیرآهن HEA باعث کاهش هزینه‌های فولاد مصرفی و تسریع روند اجرا می‌شود.

کاربرد این نوع تیرآهن معمولاً در بخش‌هایی از سازه است که فشار و بار واردشده متوسط است. برای مثال در تیرهای فرعی سقف‌ها، خرپاهای فلزی، قاب‌های صنعتی و سوله‌های سبک، از HEA به دلیل وزن پایین و مقاومت مناسب استفاده می‌شود. علاوه بر آن، در پروژه‌هایی که نیاز به سازه‌های مقاوم در برابر زلزله وجود دارد، ترکیب تیرآهن‌های سبک و سنگین می‌تواند تعادل مناسبی بین استحکام و وزن ایجاد کند.

از نظر تولید، کارخانه‌هایی مانند ذوب‌آهن اصفهان، فایکو و ماهان فولاد از استانداردهای بین‌المللی نظیر DIN 1025-1 و EN 10034 پیروی می‌کنند تا محصول نهایی از نظر ابعاد، ضخامت و کیفیت سطحی کاملاً دقیق و مطابق با نقشه‌های اجرایی باشد. نتیجه این دقت، تولید تیرآهن‌هایی است که در پروژه‌های عمرانی بزرگ، بدون نیاز به اصلاح یا برش مجدد، مستقیماً در ساخت اسکلت فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در مجموع، تیرآهن IPB سبک (HEA) به دلیل وزن کم، مقاومت کافی، و صرفه اقتصادی، انتخابی هوشمندانه برای سازه‌هایی است که به دنبال عملکرد بهینه و اجرای سریع‌تر هستند. تجربه کارشناسان آهن اینجا نیز نشان می‌دهد که استفاده صحیح از این مقطع فولادی در پروژه‌های شهری و صنعتی، علاوه بر کاهش هزینه‌ها، موجب افزایش عمر مفید سازه خواهد شد.

تیرآهن IPB سنگین (HEB)

تیرآهن IPB سنگین که با نام هاش سنگین (HEB) نیز شناخته می‌شود، یکی از مقاطع فولادی بسیار مقاوم در صنعت ساختمان و پروژه‌های عمرانی است. این تیرآهن برای شرایطی طراحی شده که در آن، سازه باید بارهای سنگین و نیروهای فشاری یا خمشی قابل توجهی را تحمل کند. به همین دلیل، در پروژه‌هایی مانند ساختمان‌های بلندمرتبه، پل‌های فلزی، سوله‌های مرتفع و سازه‌های صنعتی سنگین از HEB به عنوان عضو اصلی استفاده می‌شود.

در ساختار این تیرآهن، بال‌ها ضخیم‌تر و جان قوی‌تر از مدل سبک‌تر یعنی HEA است. همین افزایش ضخامت موجب بالا رفتن مقاومت خمشی، برشی و پایداری کلی مقطع می‌شود. به زبان ساده، هر زمان که ایمنی و استحکام در اولویت طراحی سازه قرار گیرد، تیرآهن HEB بهترین انتخاب است.

از نظر طراحی، مقطع H شکل متقارن در این نوع تیرآهن باعث انتقال یکنواخت نیروها در طول سازه می‌شود. زمانی که بارهای سنگین روی تیر یا ستون اعمال می‌شوند، این مقطع نیرو را بدون تمرکز تنش به نقاط ضعیف منتقل می‌کند و از ایجاد شکست موضعی جلوگیری می‌کند. همین ویژگی باعث شده در پروژه‌هایی که پایداری بلندمدت اهمیت دارد، مهندسان از تیرآهن IPB سنگین در ستون‌ها و تیرهای اصلی استفاده کنند.

تولید تیرآهن HEB معمولاً طبق استانداردهای بین‌المللی DIN 1025-2 و EN 10034 انجام می‌شود. در کارخانه‌هایی مانند ذوب‌آهن اصفهان، فایکو و ماهان فولاد، فرایند نورد با دقت بالا کنترل می‌شود تا ابعاد بال و جان در تمام شاخه‌ها کاملاً یکنواخت باشد. کنترل کیفی دقیق، اطمینان می‌دهد که هر شاخه از این تیرآهن‌ها توان تحمل بار تعریف‌شده در محاسبات مهندسی را دارد.

از نظر اجرایی نیز، بال‌های پهن و ضخیم تیرآهن HEB شرایط ایده‌آلی برای اجرای اتصالات پیچ‌ومهره‌ای یا جوشی فراهم می‌کند. سطح بال‌ها صاف و یکنواخت است، به همین دلیل اتصال تیرها به یکدیگر یا به صفحات فولادی با دقت بالا انجام می‌شود. این ویژگی، اجرای سازه را سریع‌تر و خطای نصب را به حداقل می‌رساند.

در پروژه‌هایی که نیاز به مقاومت در برابر زلزله، ارتعاش یا خستگی فلز وجود دارد، تیرآهن HEB عملکرد بسیار مطمئنی دارد. این مقطع به دلیل سختی زیاد و رفتار الاستیک پایدار، انرژی لرزه‌ای را به‌خوبی در سازه پخش می‌کند. در نتیجه در مناطق لرزه‌خیز، ستون‌ها و قاب‌های اصلی سازه معمولاً با HEB ساخته می‌شوند تا دوام و ایمنی پروژه در درازمدت تضمین شود.

از نظر اقتصادی، شاید قیمت تیرآهن IPB سنگین نسبت به مدل سبک‌تر بالاتر باشد، اما با توجه به دوام بالا، طول عمر مفید و کاهش هزینه‌های نگهداری سازه در آینده، استفاده از آن در پروژه‌های بزرگ توجیه‌پذیر است. در بسیاری از پروژه‌های صنعتی، سرمایه‌گذاری روی تیرآهن HEB نه تنها استحکام سازه را تضمین می‌کند، بلکه باعث کاهش هزینه‌های بازسازی یا مقاوم‌سازی در سال‌های بعد می‌شود.

در حقیقت، تیرآهن HEB ترکیبی از طراحی مهندسی دقیق، کیفیت فولاد بالا و قابلیت اطمینان در شرایط سخت است. تجربه کارشناسان آهن اینجا نشان می‌دهد که انتخاب صحیح نوع تیرآهن در مراحل اولیه طراحی، به‌ویژه میان HEB و HEA ، می‌تواند تأثیر مستقیمی بر دوام، ایمنی و هزینه نهایی سازه داشته باشد.

تیرآهن IPB فوق سنگین (HEM)

تیرآهن IPB فوق‌سنگین یا همان هاش فوق‌سنگین (HEM)، قوی‌ترین و مستحکم‌ترین نوع تیرآهن‌های بال‌پهن محسوب می‌شود. این مقطع فولادی برای پروژه‌هایی طراحی شده که در آن‌ها، بارهای بسیار زیاد، دهانه‌های بلند و شرایط کاری سنگین وجود دارد. درواقع، هر جا که مدل‌های سبک‌تر (HEA) یا سنگین‌تر (HEB) نتوانند پاسخگوی نیاز سازه باشند، نوبت به HEM می‌رسد.

تفاوت اصلی تیرآهن HEM با سایر مدل‌ها در ضخامت بال و جان بسیار زیاد آن است. در این نوع تیرآهن، ضخامت بال‌ها در مقایسه با مدل HEB تا چند میلی‌متر بیشتر بوده و وزن هر متر تیر نیز به‌طور قابل توجهی افزایش پیدا می‌کند. همین ویژگی باعث می‌شود که HEM بتواند بارهای فشاری و خمشی بسیار بزرگ را بدون تغییر شکل تحمل کند. به همین دلیل، از آن در پروژه‌های صنعتی بزرگ، پل‌های طویل، نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها و سکوهای دریایی استفاده می‌شود.

از نظر طراحی، مقطع H شکل HEM باعث می‌شود توزیع نیرو در سراسر مقطع کاملاً یکنواخت انجام گیرد. این ویژگی، خطر تمرکز تنش در نقاط خاص را از بین می‌برد و باعث پایداری بیشتر سازه در برابر خمش، برش و پیچش می‌شود. در پروژه‌های با دهانه‌های بلند، جایی که نیروهای جانبی ناشی از باد یا زلزله اهمیت زیادی دارند، استفاده از تیرآهن فوق‌سنگین می‌تواند نقش حیاتی در حفظ تعادل سازه داشته باشد.

تولید تیرآهن HEM بر اساس استاندارد DIN 1025-3 و EN 10034 انجام می‌شود. در کارخانه‌هایی نظیر ذوب‌آهن اصفهان و ماهان فولاد، این تیرآهن‌ها با دقت بالا و کنترل کیفی دقیق ساخته می‌شوند تا از یکنواختی ابعاد و خواص مکانیکی اطمینان حاصل شود. هر شاخه تیرآهن پس از تولید، مورد آزمون‌های مختلفی مانند تست خمشی، کششی و ابعادی قرار می‌گیرد تا کیفیت نهایی آن تأیید شود.

از نظر کاربرد، تیرآهن IPB فوق‌سنگین در پروژه‌هایی استفاده می‌شود که علاوه بر وزن زیاد سازه، نیاز به ایمنی و دوام طولانی‌مدت دارند. برای مثال در ساخت پل‌های فولادی چند دهانه، ستون‌های اصلی نیروگاه‌ها، سازه‌های صنعتی بزرگ و اسکلت‌های فلزی ضدزلزله، این نوع تیرآهن جایگزین‌ناپذیر است. در پروژه‌های دریایی نیز، به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و خمش ناشی از جریان‌های متناوب، HEM عملکرد قابل اطمینانی دارد.

از نظر اجرایی، نصب تیرآهن‌های HEM معمولاً با استفاده از جرثقیل‌های سنگین و اتصالات تقویتی خاص انجام می‌شود. در محل اتصال، از ورق‌های ضخیم فولادی (P late Reinforcement) و جوش‌های چندلایه استفاده می‌شود تا انتقال نیرو کاملاً یکنواخت صورت گیرد. همچنین در سازه‌هایی که از هر سه نوع تیرآهن IPB استفاده می‌شود (HEA، HEB و HEM)، معمولاً HEM در نقاط بحرانی یا باربر اصلی به کار می‌رود تا سازه بیشترین استحکام ممکن را داشته باشد.

از لحاظ اقتصادی، اگرچه قیمت تیرآهن HEM نسبت به انواع سبک‌تر بیشتر است، اما در پروژه‌هایی که هزینه شکست یا تغییر شکل سازه می‌تواند بسیار سنگین‌تر باشد، این نوع تیرآهن از نظر دوام، ایمنی و هزینه‌های نگهداری در بلندمدت کاملاً به‌صرفه است. درواقع انتخاب HEM، تصمیمی برای کاهش ریسک و افزایش عمر مفید سازه است.

در حقیقت می‌توان گفت تیرآهن IPB فوق‌سنگین (HEM) نماد نهایت استحکام در خانواده تیرآهن‌های بال‌پهن است. این محصول برای سازه‌هایی طراحی شده که قرار است دهه‌ها بدون افت عملکرد در برابر بار، لرزش یا تغییرات محیطی مقاومت کنند. تجربه کارشناسان آهن اینجا نشان می‌دهد استفاده از تیرآهن HEM در نقاط حساس سازه، ضمن افزایش ضریب ایمنی، موجب کاهش نیاز به تعمیرات و افزایش پایداری کلی پروژه می‌شود.

تفاوت تیرآهن هاش سبک و سنگین و فوق سنگین

هر سه نوع تیرآهن IPB، یعنی هاش سبک (HEA)، هاش سنگین (HEB) و هاش فوق‌سنگین (HEM)، از نظر شکل ظاهری مشابه‌اند، اما در واقع تفاوت‌های چشمگیری در ضخامت بال، وزن، ظرفیت باربری و نوع کاربرد دارند، در نگاه اول ممکن است همه آن‌ها تنها تیرآهن‌هایی با بال‌های پهن به نظر برسند، اما وقتی وارد جزئیات فنی شویم، متوجه می‌شویم هر مدل برای شرایط بارگذاری خاصی طراحی شده است، در ادامه، این تفاوت‌ها را به‌صورت دقیق بررسی می‌کنیم تا انتخاب بین آن‌ها برای پروژه‌های مختلف، با اطمینان بیشتری انجام شود:

تیرآهن‌های HEA، HEB و HEM هرکدام نقش خاصی در طراحی سازه دارند. در پروژه‌های معمولی و صنعتی سبک، مدل HEA به‌دلیل وزن کمتر و سهولت نصب، گزینه‌ای اقتصادی و کارآمد است. در مقابل، مدل HEB برای سازه‌هایی انتخاب می‌شود که نیاز به مقاومت بالا در برابر نیروهای فشاری و خمشی دارند. اما زمانی که پروژه شامل بارهای سنگین، ارتعاش‌های متناوب یا سازه‌های بحرانی مانند پل‌ها و نیروگاه‌ها باشد، استفاده از تیرآهن HEM ضروری است.

در تجربه کارشناسان آهن اینجا، انتخاب صحیح نوع تیرآهن نه‌تنها بر دوام و ایمنی سازه تأثیر مستقیم دارد، بلکه می‌تواند هزینه کلی پروژه را به‌صورت چشمگیری کاهش دهد. ترکیب هوشمندانه‌ی مدل‌های مختلف IPB در یک سازه، یکی از روش‌های رایج برای بهینه‌سازی وزن، قیمت و استحکام در طراحی‌های مهندسی امروز است.

ویژگی های تیرآهن IPB

تیرآهن IPB به‌عنوان یکی از پرقدرت‌ترین مقاطع فولادی ساختمانی، مجموعه‌ای از ویژگی‌های فنی، طراحی و اجرایی دارد که آن را به گزینه‌ای مطمئن در پروژه‌های سنگین تبدیل کرده است. این نوع تیرآهن به دلیل طراحی بال‌پهن، مقاومت بالا و پایداری ساختاری، در سازه‌های مرتفع و صنعتی کاربرد گسترده‌ای دارد. در ادامه با ویژگی‌های اصلی این مقطع فولادی آشنا می‌شوید:

1. بال‌های پهن و متقارن برای پایداری بیشتر
   طراحی بال‌های پهن و متقارن در تیرآهن IPB باعث توزیع یکنواخت نیرو در کل مقطع می‌شود. این ویژگی به سازه کمک می‌کند تا در برابر نیروهای خمشی، فشاری و کششی عملکرد بهتری داشته باشد. در عمل، بال‌های عریض موجب افزایش سطح تماس در اتصالات و کاهش تمرکز تنش در نقاط بحرانی سازه می‌شوند، به همین دلیل ایمنی و پایداری سازه‌های فولادی را به‌طور قابل توجهی افزایش می‌دهند.
2. مقطع H شکل با توزیع یکنواخت تنش
   مقطع H شکل تیرآهن IPB باعث می‌شود که نیروهای وارده از بالا یا از طرفین، به صورت یکنواخت در کل مقطع پخش شوند. این ویژگی در سازه‌های بلند و سنگین اهمیت زیادی دارد، چون تمرکز تنش در یک نقطه می‌تواند موجب شکست موضعی شود. در طراحی‌های مدرن سازه، مهندسان از این مزیت برای افزایش طول عمر سازه و مقاومت در برابر خمش استفاده می‌کنند.
3. مقاومت بسیار بالا در برابر خمش و برش
   ضخامت مناسب جان و بال تیرآهن IPB باعث افزایش مقاومت در برابر خمش، برش و پیچش می‌شود. این تیرآهن‌ها در دهانه‌های بزرگ (مانند پل‌ها و سازه‌های صنعتی سنگین) توان تحمل بارهای زیاد را دارند، بدون اینکه دچار تغییر شکل محسوس شوند. در سازه‌هایی که پایداری و سختی فریم اهمیت بالایی دارد، استفاده از IPB موجب افزایش مقاومت کلی در برابر نیروهای جانبی زلزله می‌شود.
4. نسبت عالی مقاومت به وزن (Strength to Weight Ratio)
   یکی از دلایل محبوبیت تیرآهن IPB در بین مهندسان، نسبت بالای استحکام به وزن آن است. این مقطع فولادی می‌تواند وزن سازه را تا ۱۵ تا ۳۰ درصد کاهش دهد، در حالی که مقاومت کلی حفظ می‌شود. همین ویژگی موجب صرفه‌جویی در مصرف فولاد، هزینه حمل‌ونقل و ابعاد فونداسیون می‌شود. در پروژه‌هایی مثل برج‌ها، سوله‌ها یا سازه‌های پیش‌ساخته، این مزیت کاملاً محسوس است.
5. تولید طبق استانداردهای بین‌المللی DIN 1025 و EN 10034
   تیرآهن‌های IPB طبق استانداردهای معتبر DIN 1025 (استاندارد آلمان) و EN 10034 (استاندارد اروپا) تولید می‌شوند. این استانداردها مشخصات دقیق ضخامت بال، ارتفاع جان، تلرانس ابعادی و خواص مکانیکی فولاد را تعیین می‌کنند. کارخانه‌هایی مانند ذوب‌آهن اصفهان، فایکو، ماهان فولاد و فولاد ناب تبریز از این استانداردها تبعیت می‌کنند تا اطمینان حاصل شود هر شاخه تیرآهن، دقیقاً با طراحی محاسباتی سازه هماهنگ است.
6. مناسب برای سازه‌های مقاوم در برابر زلزله
   یکی از ویژگی‌های کلیدی تیرآهن IPB، عملکرد عالی آن در سازه‌های ضدزلزله است. طراحی متقارن و بال‌های پهن باعث می‌شود انرژی ناشی از ارتعاشات زمین در کل مقطع پخش شود و از تمرکز نیرو در یک ناحیه جلوگیری گردد. در پروژه‌های مناطق لرزه‌خیز، استفاده از تیرآهن IPB به‌عنوان ستون و تیر اصلی، ضریب اطمینان سازه را به‌طور محسوسی افزایش می‌دهد.
7. نصب و اتصالات آسان‌تر در پروژه‌های اجرایی
   بال‌های صاف و پهن تیرآهن IPB باعث می‌شود اجرای اتصالات جوشی یا پیچ‌ومهره‌ای به‌صورت دقیق‌تر و سریع‌تر انجام شود. در کارگاه‌های ساختمانی، این موضوع به معنای کاهش خطای انسانی و صرفه‌جویی در زمان اجراست. علاوه بر این، به دلیل وزن متعادل در مدل‌های سبک‌تر مانند HAE (هاش سبک)، جابه‌جایی تیرآهن‌ها با جرثقیل‌های متوسط نیز به‌راحتی انجام می‌شود.
8. دوام بالا و مقاومت در برابر خوردگی و خستگی فلز
   در فرآیند تولید تیرآهن IPB از فولاد مرغوب با درصد کربن کنترل‌شده استفاده می‌شود. این ترکیب باعث افزایش چقرمگی، مقاومت در برابر ترک‌های موضعی و دوام در برابر شرایط محیطی می‌شود. اگر در هنگام اجرا از پوشش ضدزنگ (Primer) یا رنگ اپوکسی استفاده شود، این تیرآهن‌ها در شرایط رطوبتی یا صنعتی نیز عمر طولانی خواهند داشت.
9. قابلیت ترکیب با سایر مقاطع فولادی در طراحی سازه
   یکی از مزایای مهم تیرآهن‌های بال‌پهن IPB، قابلیت ترکیب با نبشی، ناودانی، ورق فولادی، میلگرد تقویتی و پلیت‌های اتصال است. مهندسان می‌توانند با استفاده از این ویژگی، طرح‌های بهینه‌تری ارائه دهند که ضمن افزایش مقاومت سازه، هزینه‌ها را نیز کاهش دهد. در پروژه‌های صنعتی بزرگ، از IPB به‌عنوان تیر اصلی در کنار ورق‌های تقویتی استفاده می‌شود تا ظرفیت باربری افزایش یابد.
10. تعادل عالی بین قیمت، عملکرد فنی و عمر مفید
    شاید در نگاه اول قیمت تیرآهن IPB کمی بالاتر از تیرآهن‌های معمولی مانند IPE باشد، اما در واقع این مقطع از نظر اقتصادی و فنی کاملاً به‌صرفه است. وزن کمتر در کنار مقاومت بالا باعث می‌شود حجم فولاد مصرفی کاهش یابد و در نتیجه هزینه نهایی پروژه پایین بیاید. از طرف دیگر، دوام و عمر طولانی این تیرآهن در برابر سایش و تغییر شکل، باعث می‌شود هزینه نگهداری و تعمیر در سال‌های آینده بسیار کمتر باشد.

اجزای تشکیل دهنده تیرآهن

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 بخوانید

کاربردهای تیرآهن IPB

تیرآهن IPB به‌دلیل طراحی خاص، مقاومت بالا و بال‌های پهن، یکی از پرکاربردترین مقاطع فولادی در ساخت‌وساز مدرن به شمار می‌رود. این مقطع در پروژه‌هایی استفاده می‌شود که علاوه بر تحمل بارهای سنگین، نیاز به پایداری طولانی‌مدت و ایمنی بالا دارند. مهندسان سازه معمولاً زمانی به سراغ IPB می‌روند که تیرآهن‌های معمولی مانند IPE یا INP پاسخگوی نیروهای وارده بر سازه نباشند. در ادامه، مهم‌ترین حوزه‌های کاربرد تیرآهن IPB را مرور می‌کنیم:

• ستون‌های اصلی در اسکلت فلزی ساختمان‌ها
  یکی از رایج‌ترین موارد استفاده تیرآهن IPB، به‌کارگیری آن در ستون‌های اصلی سازه‌های فولادی است. بال‌های پهن و جان ضخیم این تیرآهن باعث می‌شود نیروهای فشاری به‌صورت یکنواخت در مقطع توزیع شوند. به همین دلیل در برج‌ها، ساختمان‌های چندطبقه و پروژه‌های بزرگ شهری، IPB نقش ستون فقرات سازه را دارد. بسیاری از مهندسان برای طبقات پایین‌تر که بیشترین بار روی ستون‌ها وارد می‌شود، از تیرآهن هاش سنگین (HEB) استفاده می‌کنند تا ایمنی سازه افزایش یابد.
• پل‌های فلزی و سازه‌های سنگین عمرانی
  در ساخت پل‌های فلزی، اسکله‌ها، سکوهای نفتی و پروژه‌های صنعتی سنگین، تیرآهن IPB یکی از عناصر اصلی محسوب می‌شود. طراحی متقارن و مقاومت خمشی بالا، امکان تحمل بارهای متناوب و دینامیکی را فراهم می‌کند. در این سازه‌ها معمولاً از تیرآهن‌های HEB یا HEM استفاده می‌شود که ظرفیت باربری بسیار بالایی دارند و در برابر لرزش و خستگی فلز مقاوم‌اند.
• سوله‌های صنعتی و سازه‌های پیش‌ساخته
  در اجرای سوله‌ها و سالن‌های صنعتی بزرگ، کاهش وزن سازه و افزایش سرعت اجرا اهمیت زیادی دارد. به همین دلیل، تیرآهن IPB سبک (HEA) معمولاً به‌عنوان تیر فرعی یا عضو افقی در سقف‌ها به‌کار می‌رود. این تیرآهن علاوه بر مقاومت مناسب، نصب آسان‌تری دارد و هزینه کلی پروژه را کاهش می‌دهد. ترکیب تیرآهن‌های HEA و HEB در سوله‌ها، تعادلی بین وزن و استحکام ایجاد می‌کند که به پایداری سازه در برابر نیروهای باد و زلزله کمک می‌کند.
• سازه‌های مقاوم در برابر زلزله
  یکی از ویژگی‌های شاخص تیرآهن‌های IPB، عملکرد عالی آن‌ها در سازه‌های ضدزلزله است. طراحی بال‌پهن و جان ضخیم این مقاطع، باعث توزیع یکنواخت انرژی لرزه‌ای در کل اسکلت فلزی می‌شود. در بسیاری از سازه‌های شهری، مخصوصاً در مناطق لرزه‌خیز ایران، تیرآهن IPB در ترکیب با اتصالات پیچ‌ومهره‌ای استاندارد به‌عنوان ستون و تیر اصلی استفاده می‌شود تا پایداری سازه در زمان زلزله تضمین شود.
• کاربرد در سازه‌های صنعتی سنگین و نیروگاه‌ها
  در ساخت نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، کارخانه‌های فولاد و سازه‌های پتروشیمی، از تیرآهن IPB برای ستون‌ها و تکیه‌گاه‌های اصلی استفاده می‌شود. این تیرآهن‌ها باید توان تحمل وزن تجهیزات صنعتی سنگین و لرزش ناشی از کارکرد آن‌ها را داشته باشند. استفاده از تیرآهن HEB و HEM در این پروژه‌ها باعث افزایش طول عمر سازه و کاهش خطر شکست در اثر بارهای مکرر می‌شود.
• پایه‌ها و فریم‌های سازه‌های خاص (مثل جرثقیل و اسکله)
  در پروژه‌هایی که نیاز به سازه‌های مقاوم در برابر بارهای متمرکز وجود دارد، مانند پایه‌های جرثقیل، فریم‌های پشتیبان خطوط تولید و ستون‌های اسکله‌ها، از تیرآهن IPB استفاده می‌شود. این مقاطع در برابر تغییر شکل موضعی مقاوم‌اند و تحمل بارهای محوری بالا را دارند.
• پروژه‌های زیرساختی شهری
  در ساخت تونل‌ها، ایستگاه‌های مترو و پل‌های روگذر شهری، تیرآهن IPB نقش حیاتی دارد. به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و لرزش، از این نوع تیرآهن در بخش‌های حساس زیرساختی استفاده می‌شود تا ایمنی و دوام پروژه برای سال‌ها تضمین گردد.
• قاب‌های فلزی و تیرهای نگهدارنده سقف‌ها
  در بسیاری از ساختمان‌های اداری و صنعتی، از تیرآهن IPB به‌عنوان تیر اصلی در سقف‌ها استفاده می‌شود. این مقاطع به دلیل سطح تماس زیاد در بال‌ها، گزینه‌ای ایده‌آل برای اتصالات پیچ‌ومهره‌ای و جوشی هستند و قابلیت ترکیب با ورق فولادی و ناودانی تقویتی را دارند.
• سازه‌های پیش‌تنیده و ترکیبی (Steel Composite)
  در پروژه‌های مدرن، ترکیب تیرآهن IPB با بتن مسلح به‌عنوان سازه‌های مرکب (Steel Composite) استفاده می‌شود. این سیستم سازه‌ای باعث افزایش سختی و کاهش تغییر شکل در دهانه‌های بزرگ می‌شود. استفاده از IPB در این ترکیب، علاوه بر استحکام بالا، اجرای پروژه را سریع‌تر و دقیق‌تر می‌کند.
• پروژه‌های بازسازی و مقاوم‌سازی سازه‌های قدیمی
  در پروژه‌های بازسازی ساختمان‌ها یا پل‌های قدیمی، از تیرآهن IPB برای تقویت اسکلت فلزی و افزایش ظرفیت باربری استفاده می‌شود. به‌دلیل تطبیق‌پذیری بالا و قابلیت اتصال به مقاطع موجود، این نوع تیرآهن در عملیات مقاوم‌سازی نقش کلیدی دارد و می‌تواند بدون تخریب کامل سازه، استحکام کلی آن را به‌صورت قابل‌توجهی افزایش دهد.

در مجموع، تیرآهن IPB به‌دلیل مقاومت بالا، طراحی پایدار، نصب آسان و طول عمر زیاد، یکی از اجزای حیاتی در اجرای پروژه‌های عمرانی مدرن محسوب می‌شود. تجربه کارشناسان آهن اینجا نشان می‌دهد که انتخاب درست نوع تیرآهن (سبک، سنگین یا فوق‌سنگین) متناسب با نوع پروژه، می‌تواند هم ایمنی سازه را تضمین کند و هم هزینه‌های کلی ساخت را کاهش دهد.

استانداردها و مشخصات فنی تیرآهن IPB

تولید تیرآهن IPB بر اساس مجموعه‌ای از استانداردهای بین‌المللی انجام می‌شود تا از نظر کیفیت، ابعاد، تحمل بار و خواص مکانیکی فولاد، بالاترین سطح اطمینان برای مصرف‌کننده فراهم شود. هر شاخه تیرآهن باید در مراحل نورد، کنترل کیفیت و بسته‌بندی، دقیقاً مطابق با این استانداردها بررسی شود. در ادامه مهم‌ترین مشخصات فنی و استانداردهای این نوع تیرآهن را بررسی می‌کنیم:

1. استاندارد تولید DIN 1025 و EN 10034
   اصلی‌ترین استاندارد مرجع برای تولید تیرآهن‌های IPB، استاندارد آلمانی DIN 1025 در بخش‌های مختلف (۱ تا ۵) و استاندارد اروپایی EN 10034 است. این استانداردها شامل جزئیات کامل درباره ابعاد مقطع، ضخامت بال، ضخامت جان، وزن واحد طول، و تلرانس‌های ابعادی هستند.
   بر اساس این استانداردها، تیرآهن‌های بال‌پهن در سه گروه اصلی HEA، HEB و HEM طبقه‌بندی می‌شوند. رعایت این استانداردها تضمین می‌کند که محصول نهایی از نظر استحکام، هم‌خوانی ابعادی و ایمنی در سطح مطلوبی قرار دارد.
2. ابعاد و اندازه‌های مقطع H شکل
   مقطع H شکل تیرآهن IPB به گونه‌ای طراحی شده که نسبت بین ارتفاع جان و عرض بال، تعادل مناسبی برای انتقال نیرو ایجاد کند. ابعاد معمول تیرآهن IPB از ۱۰۰ میلی‌متر تا ۱۰۰۰ میلی‌متر متغیر است و هرچه سایز تیر بزرگ‌تر باشد، ضخامت بال و جان نیز افزایش می‌یابد.
   در طراحی‌های مهندسی، نسبت ابعاد مقطع یکی از عوامل کلیدی برای اطمینان از پایداری در برابر خمش و برش محسوب می‌شود، بنابراین رعایت دقیق آن در فرآیند نورد ضروری است.
3. ضخامت بال و جان (Flange & Web Thickness)
   ضخامت بال (Flange) و جان (Web) یکی از پارامترهای تعیین‌کننده در مقاومت تیرآهن است. در مدل‌های سبک (HEA) ضخامت بال کمتر و در مدل‌های سنگین و فوق‌سنگین (HEB و HEM) این ضخامت بیشتر است.
   افزایش ضخامت بال باعث بهبود مقاومت خمشی و پایداری موضعی می‌شود، در حالی که ضخامت بیشتر جان، توان تیر را در برابر نیروهای برشی و فشاری افزایش می‌دهد. در استاندارد DIN 1025، تلرانس ضخامت بال ±۰.۵ میلی‌متر و برای جان ±۰.۳ میلی‌متر تعریف شده است.
4. وزن هر متر طول تیرآهن (Weight per Meter)
   وزن تیرآهن IPB به سایز و ضخامت مقطع بستگی دارد. به‌طور متوسط، وزن تیرآهن‌های IPB بین ۱۷ تا ۱۶۰ کیلوگرم بر متر متغیر است.
   برای مثال:
   تیرآهن HEA 200 وزنی حدود ۴۲.۸ کیلوگرم بر متر دارد.
   تیرآهن HEB 200 وزنی حدود ۵۴.۳ کیلوگرم بر متر دارد.
   تیرآهن HEM 200 وزنی نزدیک به ۷۹.۲ کیلوگرم بر متر دارد.
   این وزن‌ها بر اساس جداول رسمی استاندارد DIN محاسبه می‌شوند و در طراحی سازه، مبنای محاسبه بار مرده ساختمان و انتخاب نوع تیرآهن قرار می‌گیرند.
5. خواص مکانیکی فولاد مصرفی (Mechanical Properties)
   فولاد مورد استفاده در ساخت تیرآهن IPB باید دارای خواص مکانیکی مناسب باشد تا بتواند نیروهای وارده را بدون تغییر شکل دائم تحمل کند. بر اساس استاندارد EN 10025، معمول‌ترین گریدهای فولادی مورد استفاده عبارت‌اند از:
   S235JR با حداقل استحکام تسلیم ۲۳۵ مگاپاسکال
   S275JR با حداقل استحکام تسلیم ۲۷۵ مگاپاسکال
   S355JR با حداقل استحکام تسلیم ۳۵۵ مگاپاسکال
   انتخاب نوع فولاد بسته به نوع پروژه، شرایط محیطی و میزان بارگذاری انجام می‌شود. در سازه‌های سنگین و صنعتی معمولاً از گریدهای بالاتر مانند S355 استفاده می‌شود.
6. کنترل کیفی و آزمون‌های فنی (Quality Control Tests)
   در کارخانه‌های معتبر مانند ذوب‌آهن اصفهان، تیرآهن‌های IPB در پایان خط تولید تحت آزمون‌های مختلف قرار می‌گیرند. این آزمون‌ها شامل تست کشش، تست خم، تست ابعادی، و بازرسی چشمی سطح هستند.
   هدف از این کنترل‌ها، اطمینان از تطابق کامل ابعاد با استاندارد و حذف تیرهایی است که دارای انحراف ابعادی یا نقص سطحی هستند. نتیجه این تست‌ها معمولاً روی گواهی کیفیت (Certificate of Quality) ثبت و همراه محصول ارائه می‌شود.
7. تلرانس‌های ابعادی و وزنی (Dimensional & Weight Tolerances)
   طبق استاندارد EN 10034، میزان مجاز خطای ابعادی در تولید تیرآهن IPB بسیار محدود است.
   تلرانس ارتفاع تیر ±۲ میلی‌متر
   تلرانس عرض بال ±۱.۵ میلی‌متر
   تلرانس وزن هر شاخه ±۴٪ نسبت به مقدار تئوریک
   این دقت بالا، اطمینان می‌دهد که تیرآهن‌ها در هنگام نصب، بدون نیاز به اصلاح یا برش مجدد، با سایر قطعات فولادی سازه هماهنگ می‌شوند.
8. طول شاخه‌های تولیدی و شرایط برش
   تیرآهن‌های IPB معمولاً در شاخه‌های ۱۲ متری تولید می‌شوند، اما بسته به سفارش پروژه، امکان برش در طول‌های ۶، ۹ یا سفارشی نیز وجود دارد.
   در پروژه‌های صنعتی که نیاز به اتصال دقیق در قاب‌های فولادی دارند، برش تیرآهن‌ها با دستگاه CNC انجام می‌شود تا دقت میلی‌متری در طول و زاویه برش حفظ شود.
9. پوشش و سطح نهایی (Surface Finish & Protection)
   سطح تیرآهن‌های IPB معمولاً به‌صورت نورد گرم است و برای جلوگیری از اکسیداسیون و زنگ‌زدگی، در کارخانه با لایه‌ای از پوشش ضدزنگ (Primer) محافظت می‌شود. در پروژه‌های صنعتی یا مناطق مرطوب، استفاده از رنگ‌های اپوکسی و پوشش گالوانیزه نیز توصیه می‌شود. این اقدامات، طول عمر مقطع را به‌ویژه در محیط‌های خورنده افزایش می‌دهد.
10. کدگذاری و علامت‌گذاری محصول (Marking & Identification)
    هر تیرآهن IPB دارای کد شناسایی مخصوص شامل نوع مقطع، سایز، استاندارد تولید و کارخانه سازنده است. برای مثال، عبارت حک‌شده روی جان تیر ممکن است به شکل زیر باشد:
    HEB 300 – DIN 1025 – Esfahan Steel
    این کدگذاری به مهندسان و خریداران کمک می‌کند تا نوع دقیق تیرآهن را هنگام تحویل، انبارداری یا نصب، بدون خطا شناسایی کنند.

استاندارد های مربوط به تیرآهن

در صنعت ساخت‌وساز، تیرآهن یکی از مهم‌ترین مقاطع فولادی است که نقش اصلی در تحمل بارهای خمشی، انتقال نیرو به ستون‌ها و حفظ پایداری سازه دارد، کیفیت و عملکرد تیرآهن به طور مستقیم به رعایت استاندارد های تولید تیرآهن وابسته است، در این مقاله به استاندارد های مربوط به تیرآهن می پردازیم:

بیشتر بخوانید

جدول مشخصات فنی تیرآهن‌های IPB بر اساس استاندارد DIN 1025

جمع‌بندی

تیرآهن IPB یا هاش یکی از مقاوم‌ترین و پرکاربردترین مقاطع فولادی است که در دو نوع سبک (HEA) و سنگین (HEB) تولید می‌شود. انتخاب بین این دو نوع به نوع پروژه، شرایط بارگذاری و محدودیت‌های وزنی بستگی دارد. آگاهی از تفاوت‌ها و ویژگی‌های فنی هر مدل، به شما کمک می‌کند تا خریدی بهینه‌تر و اقتصادی‌تر داشته باشید.

برای داشتن خریدی آگاهانه و انتخاب مقطع فولادی متناسب با نیاز پروژه، بهره‌مندی از مشاوره تخصصی امری ضروری است، کارشناسان مجرب و حرفه‌ای ما در آهن اینجا با تسلط کامل بر بازار آهن و شناخت دقیق نیازهای فنی، آماده‌اند تا مشاوره‌ای سودمند و کاربردی به شما ارائه دهند. این مشاوره به شما کمک می‌کند تا با اطمینان بیشتر، انتخابی دقیق‌تر و اقتصادی‌تر داشته باشید.