تاریخچه تیرآهن

تاریخچه تیرآهن به تولید نیمرخ‌های فولادی نبشی در سال ۱۸۱۹ و نیمرخ‌های H شکل در سال ۱۸۸۴ برمی‌گردد. این نقطه آغاز، زمینه‌ساز تحولی شگرف در صنعت ساختمان‌سازی بود. ویلیام لو بارون جنی، که به عنوان سازنده اولین آسمانخراش شناخته می‌شود، ساختمان ۱۰ طبقه خود را با استفاده از ستون‌های چدنی و آهن شکل‌پذیر بنا نهاد.

آتش‌سوزی بزرگ شیکاگو در سال ۱۸۷۱، به‌ویژه نیاز به مصالح غیرقابل احتراق را افزایش داد و بدین ترتیب، استفاده از چدن و آهن فرفورژه در ساختمان‌سازی رونق گرفت.

بین سال‌های ۱۸۷۵ تا ۱۹۲۰، پیشرفت‌های فناوری به گسترش استفاده از تیرآهن‌ها در پروژه‌های عمرانی منجر شد و تیرآهن IPB برای نخستین بار در سال ۱۹۰۷ تولید گردید.

از دهه ۱۹۴۰ به بعد، فولاد به‌طور منظم در ساخت و سازها مورد استفاده قرار گرفت و این امر موجب رونق اشتغال در کارخانه‌های فولاد ایالات متحده شد.

انواع استاندارد تیرآهن

تیرآهن‌ها به‌طور عمومی به دو نوع مقطع I و H تقسیم می‌شوند و در چهار استاندارد اصلی تولید و عرضه می‌گردند. از میان این استانداردها، تیرآهن‌های IPB (هاش) و IPE به عنوان محبوب‌ترین گزینه‌ها در ایران شناخته می‌شوند. در ادامه، به معرفی مختصر این تیرآهن‌ها می‌پردازیم:

1. تیرآهن IPE

تیرآهن IPE با بال‌های یکسان در دو طرف، از استانداردهای اروپایی بهره می‌برد و به‌طور گسترده‌ای در ایران تولید می‌شود. این تیرآهن معمولاً در طول‌های 8 تا 16 متر و عرض‌های بین 46 تا 220 میلی‌متر در دسترس است. به دلیل ویژگی‌های مکانیکی عالی و کاربردهای متنوع، تیرآهن IPE در پروژه‌های ساختمانی محبوبیت بسیاری دارد.

2. تیرآهن INP

تیرآهن INP با ساختاری منحصر به فرد که بال‌های آن از باریک به ضخیم می‌شود، دارای ابعاد 60 تا 800 میلی‌متر و لبه‌های گرد است. این تیرآهن معمولاً در طول‌های 8 تا 16 متر ارائه می‌شود و از آن برای ساخت ستون‌ها استفاده می‌شود. مقاومت و قابلیت استفاده در ساخت و سازهای مختلف این تیرآهن را به یکی از گزینه‌های پرطرفدار تبدیل کرده است.

3. تیرآهن IPB (هاش)

تیرآهن IPB یا هاش به شکل حرف H طراحی شده و طول بال‌های آن از جان بیشتر است. این تیرآهن به دو نوع سبک و سنگین تقسیم می‌شود و عموماً در ارتفاع‌های 100 تا 1000 میلی‌متر تولید می‌گردد. با اندازه 12 متر، این تیرآهن به دلیل مقطع عریض و مقاومت بالا، انتخابی مناسب برای پروژه‌های سنگین به شمار می‌آید.

4. تیرآهن لانه زنبوری

این تیرآهن که به نام تیرآهن شبکه نیز شناخته می‌شود، دارای حفره‌های توخالی مشابه لانه زنبور است و از وزن پایینی برخوردار بوده که ایجاب می‌کند جابه‌جایی آن آسان باشد. ابعاد آن معمولاً 12 تا 18 میلی‌متر و ارتفاع آن 27 سانتی‌متر است. به‌دلیل طراحی خاص، تیرآهن لانه زنبوری دارای مقاومت بالایی است و برای ساخت سازه‌های سبک انتخاب مناسبی است.

انواع سایز تیرآهن

تیرآهن‌ها به عنوان یکی از اجزای حیاتی در صنعت ساخت و ساز، تنوع فراوانی از نظر ابعاد و اندازه دارند. این تنوع به مهندسان و معماران این امکان را می‌دهد تا با توجه به نیاز پروژه‌های خود، بهترین نوع تیرآهن را انتخاب کنند. در ادامه به بررسی انواع تیرآهن بر اساس سایز می‌پردازیم:

1. تیرآهن سایز 12

تیرآهن سایز 12 با وزن 10.4 تا 26.8 کیلوگرم، یکی از سبک‌ترین انواع تیرآهن است که اغلب در ساخت ستون، تیر و سقف به کار می‌رود. این محصول از استاندارد **IPE** پیروی می‌کند و به دلیل سبک بودن، در پروژه‌های مختلف بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

2. تیرآهن سایز 14

تیرآهن سایز 14 یکی از پرمصرف‌ترین تیرآهن‌ها است که وزن آن بین 12.9 تا 33.7 کیلوگرم متغیر می‌باشد. این نوع تیرآهن به عنوان تیرآهن سنگین‌تر شناخته می‌شود و کارشناسان داخلی بسیاری اقدام به تولید آن کرده‌اند. مقاومت بالای این تیرآهن آن را به گزینه‌ای مناسب برای ساخت ستون تبدیل کرده است.

3. تیرآهن سایز 16

تیرآهن 16 با وزنی بین 15.8 تا 41.6 کیلوگرم، معمولاً برای ساخت نعل و تیر استفاده می‌شود. جنس فولادی آن آن را در برابر برش و خمیدگی مقاوم می‌سازد. تیرآهن 16 به صورت شاخه‌ای با طول‌های مختلف (6، 9 و 12 متر) تولید می‌شود.

4. تیرآهن سایز 18

این تیرآهن با طول جان حدود 18 سانتی‌متر و بال 91 میلی‌متر، از استانداردهای **IPE، INP** و **IPB** پیروی می‌کند. تیرآهن 18 به دلیل مقاومت بالا در برابر تنش، بیشتر در سازه‌های سنگین به کار می‌رود.

5. تیرآهن سایز 20

تیرآهن 20 با وزن 22.4 تا 60 کیلوگرم در هر متر، یکی از پرکاربردترین تیرآهن‌ها در ساختمان‌سازی است. به دلیل سنگینی و مقاومت، این نوع تیرآهن برای سازه‌های بزرگ و طبقات زیرین به کار می‌رود.

تیرآهن سبک و سنگین

تیرآهن سبک و سنگین از نظر ضخامت و وزن تفاوت‌های بارزی دارند. ضخامت بال و جان تیرآهن سنگین بیشتر است که بر شکل ظاهری آن تأثیر می‌گذارد. از نظر کاربری، تیرآهن سبک معمولاً در سازه‌های کم‌بار و تیرآهن سنگین در پروژه‌های پر بار مورد استفاده قرار می‌گیرد. قیمت این دو نوع تیرآهن نیز وابسته به ضخامت و کاربردهایشان متغیر است. فرآیند تولید آن‌ها مشابه است و تنها در مرحله نورد و غلتک‌کاری، میزان فشار غلتک متفاوت است.

برای تشخیص تیرآهن‌ها، می‌توان به ضخامت، پلاک شناسایی یا وزن آن‌ها مراجعه کرده و اطلاعات دقیق مقطع معمولاً بر روی بندیل‌های تیرآهن درج شده است.

انواع تیرآهن بر اساس کاربرد

تیرآهن‌ها به عنوان یکی از اجزای کلیدی در صنعت ساخت‌وساز، بر اساس کاربردهای متنوعشان به دسته‌های مختلف تقسیم می‌شوند. در بازار ایران، تیرآهن‌ها معمولاً بر اساس استانداردهای خاص نام‌گذاری می‌شوند. در اینجا به بررسی مهم‌ترین انواع تیرآهن براساس کاربرد می‌پردازیم:

1. تیر بتن تقویت شده (Reinforced Concrete Beam): 

این تیرآهن ترکیبی از فولاد و بتن است که استحکام و سختی آن را افزایش می‌دهد و معمولاً در ساخت سازه‌های سنگین و پل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

2. تیر کامپوزیت (Composite Beam):

از ترکیب فولاد با مواد سبک مانند FRP یا CFRP ساخته شده و به دلیل وزن کم و مقاومت بالا، در صنایع مختلف همچون هواپیما و خودروسازی کاربرد دارد.

3. تیرآهن آویزان (Overhanging Beam):

این تیرآهن برای ساختمان‌هایی با بارهای متغیر و طراحی‌های خاص مناسب است و به ایجاد ساختارهای با ویژگی‌های خاص کمک می‌کند.

4. تیرهای کنسولی (Cantilever Beam):

این تیرها برای بارهای نامتعادل استفاده شده و به طور معمول در پروژه‌های مدرن و طراحی‌های خلاقانه به کار می‌روند.

5. تیرآهن منحنی (Curved Beam):

طراحی منحنی‌شکل این تیرآهن، آن را برای ساخت و نصب سازه‌های خاص و پل‌های معلق مناسب می‌سازد.

6. تیرهای پیوسته (Continuous Beams):

این تیرها به طور یکنواخت بار را در سازه تقسیم می‌کنند و معمولاً در پروژه‌های بزرگ و پیچیده به کار می‌روند.

7. تیرآهن شاه‌تیر (Girder):

این نوع تیرآهن که به صورت افقی قرار می‌گیرد، به عنوان تکیه‌گاه اصلی بارهای وارده از جانب تیرچه‌ها به ستون‌ها منتقل می‌کند.

8. تیرچه (Beam):

تیرچه‌ها معمولاً از تیرآهن اصلی کوچک‌تر و سبک‌تر هستند و بار وارده را به شاه‌تیر منتقل کرده و به صورت مستقیم با ستون‌ها ارتباط ندارند. هر دو تیر و تیرچه با وجود تفاوت‌هایشان، وظیفه اصلی یعنی مقاومت در برابر نیروی خمشی را بر عهده دارند.

این تنوع و چیدمان تیرآهن‌ها، مهندسان و معماران را قادر می‌سازد تا بسته به نیازهای خاص پروژه‌های خود، بهترین گزینه را انتخاب نموده و کیفیت و استحکام سازه‌های خود را تضمین کنند.

جدول مشخصات وزنی تیرآهن

انواع کاربرد تیرآهن

تیرآهن‌ها به عنوان یکی از اجزای کلیدی در ساخت و ساز، نقش مهمی در استحکام و پایداری سازه‌ها ایفا می‌کنند. در این متن به بررسی کاربردهای مختلف تیرآهن در ساختمان‌سازی و صنایع دیگر می‌پردازیم.

کاربردهای متنوع تیرآهن

تیرآهن‌ها به دلیل دوام و استحکام بالا در بخش‌های مختلفی از قبیل سازه‌های ساختمانی، مهندسی عمران و صنایع دیگر کاربرد دارند. از جمله کاربردهای رایج تیرآهن شامل موارد زیر است:

1. سازه‌های ساختمانی:

تیرآهن‌ها در ساخت و پشتیبانی از کف، سقف و دیوارها در ساختمان‌ها کاربرد دارند.

2. پل‌ها:

در ساخت عرشه‌ پل‌ها برای تحمل بارهای ترافیکی، تیرآهن‌ها به کار می‌روند.

3. مهندسی عمران:

در پروژه‌های عمرانی مانند ساخت برج‌ها، مخازن و تونل‌ها، تیرآهن‌ها نقش اساسی دارند.

4. صنایع مختلف:

تیرآهن‌ها در صنایع خودروسازی، هوایی و سنگین نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کاربردهای تخصصی تیرآهن در ساختمان‌سازی

یک سری از کاربردهای خاص تیرآهن در ساختمان‌سازی شامل موارد زیر است:

- کفی ستون:

تیرآهن به عنوان کفی ستون، برای اتصال نبشی و ستون و تحمل بار استفاده می‌شود.

- ستون:

تیرآهن‌های با بال پهن به عنوان ستون در ساختمان‌های چند طبقه به کار می‌روند.

- شاه تیر:

شاه تیر، یک نوع اتصال است که می‌تواند با استفاده از نبشی به ستون متصل شود و به نگه‌داشتن تیرک‌های میانه در هر طبقه کمک کند.

- تیرآهن خرپا:

این نوع تیرآهن برای ساخت سقف‌های سوله و انبارها استفاده می‌شود.

در نهایت، تیرآهن‌ها به عنوان کرانمای اساسی در ساخت و ساز، علاوه بر ایفای نقش کلیدی در استحکام سازه‌ها، قابلیت‌های متنوعی دارند که آن‌ها را به یکی از انتخاب‌های اصلی مهندسان و معماران تبدیل کرده است. این مقاطع فولادی، با حفظ ایستایی و تعادل سازه، به طور وسیعی در انواع پروژه‌های ساختمانی و عمرانی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فرآیند تولید تیرآهن: از شمش فولادی تا محصول نهایی

تولید تیرآهن به مراحل مختلفی تقسیم می‌شود که از شمش‌های فولادی شروع و با محصول نهایی پایان می‌یابد.

۱. نورد مقدماتی

در این مرحله، شمش‌های حرارت‌دیده به قفسه‌های نورد مقدماتی منتقل شده و با استفاده از **غلتک‌ها** ضخامت آن‌ها کاهش می‌یابد. هرگونه عیب ظاهری با برش ۱۰ تا ۱۵ سانتی‌متری حذف می‌شود.

۲. نورد میانی و نهایی

شمش‌ها سپس به **نورد میانی** منتقل می‌شوند تا به فرم نزدیک به تیرآهن برسند. در این مرحله، غلتک‌های تخصصی به تیرآهن‌ها شکل نهایی می‌دهند.

3. کنترل کیفیت

پس از نورد، تیرآهن‌ها بر روی **بستر خنک‌کننده** قرار گرفته و ابعاد و وزن آن‌ها به دقت کنترل می‌شود. اگر در این مرحله عدم تقارن ایجاد شود، با استفاده از غلتک‌های کالیبره اصلاح می‌شود.

4. برشکاری و بسته‌بندی

تیرآهن‌ها به طول ۱۲ متر بریده شده و در بندیل‌های مشخص بسته‌بندی می‌شوند. مشخصات فیزیکی و شیمیایی هر بندیل بر روی پلاک‌ها درج و به آن‌ها متصل می‌شود.

فرآیند تولید تیرآهن نه تنها بر کیفیت محصول تمرکز دارد، بلکه استانداردهای صنعتی را نیز رعایت می‌کند و تیرآهن‌های باکیفیت را برای استفاده در ساخت و ساز فراهم می‌آورد.

کارخانه های تولید کننده تیرآهن

در کشورمان ایران کارخانه های زیادی به تولید تیرآهن مشغول هستند و خوشبختانه ایران در زمینه تولید تیرآهن خودکفاست. برخی از برترین کارخانه های تولیدکننده تیرآهن در ادامه به صورت مختصر آورده شده است.

• کارخانه ذوب آهن اصفهان

کارخانه ذوب آهن اصفهان که به مادر صنعت فولاد ایران معروف است به عنوان بزرگترین تولیدکننده محصولات فولادی در خاورمیانه شناخته می شود. قیمت تیرآهن تولید شده در کارخانه ذوب آهن اصفهان نسبت به سایر کارخانه ها بالاتر است و دلیل آن کیفیت بالای محصول می باشد. ، بال نیم پهن موازی و IPN می باشند.

• کارخانه تیرآهن نورد آریان فولاد

کارخانه نورد آریان فولاد بزرگترین کارخانه خصوصی در زمینه تولید انواع فولاد است که در شهر بوئین زهرا قرار دارد. تیرآهن های تولید شده در کارخانه نورد آریان فولاد در سایزهای ۱۶ تا ۲۷ و به صورت بال پهن موازی و بال نیم پهن می باشند.

• کارخانه فولاد خوزستان

کارخانه فولاد خوزستان دومین کارخانه تولیدکننده تیرآهن در ایران می باشد که در شهر اهواز واقع شده است. تیرآهن تولیدی این کارخانه در سایزهای ۱۴ و ۱۶ است. بارزترین ویژگی کارخانه فولاد خوزستان، امکان برش تیرآهن در سایزهای سفارشی می باشد.

• مجتمع فولاد ظفر بناب

کارخانه فولاد ظفر بناب در سال ۱۳۸۶ در شهر بناب تاسیس شد. کارخانه فولاد ظفر بناب در ابتدا تنها میلگرد تولید می نمود ولی در سال ۱۳۹۶ تولید تیرآهن را شروع کرد. تیرآهن های تولید شده این کارخانه در استانداردهای IPE و در سایز ۱۴ می باشند.

معایب و مزایا انواع تیرآهن

تیرآهن‌ها علی‌رغم معایبشان، با توجه به مزایای متعدد و کاربردهای فراوانی که دارند، اجزای بحرانی در ساختمان‌سازی به حساب می‌آیند. انتخاب درست نوع و اندازه تیرآهن می‌تواند به بهینه‌سازی عملکرد و زیبایی سازه کمک کند.

معایب تیرآهن

تیرآهن‌ها به رغم کاربردهای گسترده‌ای که دارند، معایب خاص خود را نیز به همراه دارند:

• خوردگی و زنگ‌زدگی:

تیرآهن‌ها به دلیل اینکه از فلز ساخته شده‌اند، در معرض عوامل جوی و خوردگی قرار دارند. این خوردگی می‌تواند ابعاد و استحکام تیرآهن‌ها را کاهش دهد و هزینه‌های نگهداری را افزایش دهد.

• تمایل به کمانش:

قطعات تیرآهن ممکن است در برابر بارهای سنگین دچار کمانش شوند، که این مشکل می‌تواند به عملکرد و ایمنی سازه آسیب بزند.

• اتصالات نامناسب:

اغلب اتصالات تیرآهن‌ها با جوش انجام می‌شود، اما عدم مهارت جوشکاران و نظارت ناکافی مهندسان ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی در آینده شود.

• خم شدن زیر بار:

تحت بارگذاری‌های سنگین، تیرآهن‌ها ممکن است خم شوند و به افتادگی و غیرقابل قبول بودن سازه بینجامند که نه تنها زیبایی بلکه عملکرد آن‌ها را نیز تهدید می‌کند.

• لرزش:

تیرآهن‌ها تحت بارهای ناگهانی ممکن است به لرزش دچار شوند و این لرزش‌ها می‌توانند خطرات جدی برای سازه‌ها ایجاد کنند.

- مزایای تیرآهن

تیرآهن‌ها به علت ویژگی‌های مثبت زیادی که دارند، در ساخت و سازها بسیار مورد توجه قرار می‌گیرند:

• سرعت بالا در نصب:

تیرآهن‌ها به دلیل داشتن طراحی پیش‌ساخته، به راحتی و به سرعت در محل نصب می‌شوند.

• قابلیت توسعه سازه:

بعد از تکمیل سازه، امکان توسعه و تغییرات وجود دارد که این ویژگی به طراحان آزادی عمل بیشتری می‌دهد.

• اتصالات متعددی:

تیرآهن‌ها به سادگی به یکدیگر متصل می‌شوند، که این ویژگی به ساخت سازه‌های مرتفع کمک می‌کند.

• مقاومت در ارتفاع:

تیرآهن‌ها به خوبی در سازه‌های بلند و عمیق مورد استفاده قرار می‌گیرند و استحکام بالایی دارند.

 نکات کلیدی در خرید تیرآهن

    1. انتخاب تیرآهن مناسب بر اساس نوع سازه

برای انتخاب تیرآهن مناسب، ابتدا نوع سازه و نیازهای آن را در نظر بگیرید. تیرآهن‌ها در سایزهای 8 تا 60 موجود هستند و هر سایز بسته به میزان مقاومت مورد نیاز سازه تغییر می‌کند. به عنوان مثال، برای ساختمان‌های تک‌طبقه، تیرآهن با سایز 12 و بالاتر گزینه‌ای مناسب است. توجه به این نکته می‌تواند تاثیر زیادی بر استحکام و عمر سازه داشته باشد.

    2. عوامل مؤثر بر قیمت تیرآهن

قیمت تیرآهن یکی از نکات حیاتی در ساخت و ساز است و عواملی همچون نوع، ابعاد و وزن تیرآهن، تحولات سیاسی و اقتصادی، قیمت بازار جهانی آهن، قیمت شمش، نوسانات ارز و کارخانه سازنده بر آن تاثیر دارند. لذا، قبل از خرید، برآورد صحیحی از هزینه‌ها داشته باشید تا از خسارات مالی جلوگیری شود.

   3. منابع معتبر برای استعلام قیمت تیرآهن

برای خرید و اطلاع از قیمت تیرآهن، پیشنهاد می‌شود به منابع معتبر مراجعه کنید. یکی از گزینه‌های مطمئن، نوین پارس است که با سال‌ها تجربه در فروش مقاطع فولادی، می‌تواند اطلاعات دقیقی درباره قیمت روز تیرآهن ارائه دهد. جهت استعلام قیمت، می‌توانید با شماره تماس 05191002001 تماس بگیرید.

توجه به این نکات کلیدی در هنگام خرید تیرآهن می‌تواند به انتخاب بهتر و بهینه‌تری منجر شود و از بروز مشکلات احتمالی در پروژه‌های ساختمانی جلوگیری کند.