تیر آهن
تیرآهن پروفیلی است با سطح مقطعی به شکل I و H که بیشترین مورد مصرف ان در ساختمان سازی است. ساختمان های اسکلتی بدون وجود تیرآهن امکان سرپا شدن ندارند. این پروفیل ها وظیفه‌ی انتقال بار ساختمان را به پی ساختمان دارند. نقش زیادی که تیرآهن در ساختمان سازی دارد باعث میشود قیمت تیرآهن در قیمت تمام شده ساختمان بسیار موثر باشد. این نوع پروفیل از دوقسمت بال و جان تشکیل شده است. قسمت وسطی تیراهن ، جان و دوقسمت اطراف آن بال نام دارد.
تیرآهن به عنوان عنصری تعریف می شود که ماهیت ساختاری دارد و می تواند در برابر بار مقاومت کند. بدون تیرها هیچ سازه ای وجود نخواهد داشت، که بتواند بارها را تحمل کند. تیرآهن عضوی ساختاری است که به تحمل بارها کمک می کند. اگر تیرها وجود نداشته باشند، ساختاری وجود نخواهد داشت. از نظر تاریخی، تیرها همان الوارهای مربعی هستند، اما در طول زمان شاهد تیرهایی بودیم که از تعدادی مواد و در انواع مختلف ساخته شده اند.
نیروی خمشی که بر روی تیر آهن وارد می شود، به دلیل بارهای خارجی وارد شده بر تیر، وزن خود تیر، دهانه و واکنش های خارجی به بارهایی است که، به عنوان لنگر خمشی شناخته می شود. تیرها بارهای وارد شده را به تکیه گاه ها، ستون ها و دیوارها منتقل می کنند.
انواع تیر آهن
تیرهای کنسولی
تیر کنسول تیری است که، از یک سر ثابت و در سر دیگر، آزاد است.
تیر آهن تکیه گاه
تیری که در دو انتها بر روی تکیه گاه ها قرار می گیرد یا تکیه می کند، تیر تکیه گاه نامیده می شود.
تیر آهن آویزان
در یک تیرآهن، اگر یکی از انتهای آن فراتر از تکیه گاه کشیده شود، به آن تیر آویزان می گویند.
تیر آهن ثابت
تیری که هر دو سر آن ثابت یا داخل دیوار باشد تیر ثابت نامیده می شود.
تیر آهن پیوسته
تیری است که بیش از دو تکیه گاه داشته باشد، تیر آهن پیوسته نام دارد.
متداول ترین تیر مورد استفاده، تیری است که توسط دو ستون حمایت می شود، اما تیر کنسول در موارد خاص استفاده می گردد.
تیرآهن و ستونها
تیرها و ستونها دو نوع مهم از عناصر سازه‌ای هستند که نقش کلیدی در ایجاد مسیر باری ایمن برای انتقال وزن و نیروهای وارد بر سازه به پی و داخل زمین دارند. تیرها معمولاً عناصر سازه ای افقی هستند که بارها را عمود بر جهت طولی خود حمل می کنند. به عضو فشاری که مایل یا افقی است و تحت بارهای محوری قرار می گیرد Strut می گویند.وظیفه ستون ها انتقال بار سازه به صورت عمودی به سمت پایین برای انتقال آن به پی است.
تیرآهن چه تفاوتی با ستون ها دارد؟
ستون عنصر سازه ای عمودی است که به ، تیر یا سقف متصل می شود و بار را به پایه های ساختمان منتقل می کند، در حالی که تیر یک عنصر سازه ای برای حمل بارها از دال ها به ستون ها و ایستادگی در برابر خمش است.
جایگزینی تیر آهن به عنوان ستون
تیرها و ستونها را می‌توان با استفاده از شکل‌ها و مصالح مشابه ساخت، اما هر کدام عملکرد متفاوتی را ایفا می‌کنند و طراحی متفاوتی دارند. از تیرها برای تحمل وزن کف، سقف ساختمان و انتقال بار به یک عنصر باربر عمودی سازه استفاده می شود.
تیر یک عنصر سازه‌ای افقی است که بارهای عمودی را تحمل میکند در حالی که ستونها اساساً اعضای عمودی هستند که نقش مهمی در انتقال بار از بالای سازه به پایه دارند.
فرایند تولید تیرآهن
در فرایند تولید تیرآهن با روش نورد گرم که یکی از متداول ترین روش های شکل دهی فلزات است ، ابتدا شمش های فولادی به درون کوره های حرارتی وارد شده و پس از تحمل درجه حرارت مناسب ، سطح مقطع آن کاهش و طول ان افزایش پیدا میکند. و در نهایت به شکل تیرآهن هایی که ما می‌شناسیم فرم میگیرد و به اندازه‌های مورد نیاز بریده میشود.
استانداردهای تیرآهن
انواع تیرآهن براساس استاندارد به ۴دسته تقسیم میشود.
تیراهن INP
این تیرآهن براساس استاندارد چین و روسیه و شبیه حرف I انگلیسی تلید میشود. ارتفاع ان بین ۸۰ تا ۶۰۰میلی متر متغیر است.
تیرآهن IPE
این نوع تیراهن براساس استاندارد اروپا ساخته میشود. ایران نیز از این استاندارد تبعیت میکتد. ارتفاع این نوع تیراهن بین ۸۰تا ۶۰۰ میلی متر است و شکل ظاهری ان شبیه I تولید میشود. ضخامت بالها در این نوع ثابت است.
تیراهن IBP
این نوع تیرآهن پهن بال است و ارتفاع ان بین ۱۰۰تا ۱۰۰۰میلی متر است و به شکل H انگلیسی است. مقاومت این نوع بیشتر از دو نوع دیگر است. بخاطر مقاومت بالای ان ، در صنعت پل سازی، برج سازی و سدسازی کاربرد دارد.
تیرآهن CPE
این نوع تیرآهن بخاطر فضاهای خالی که در طول جان خود دارد تیر آهن زنبوری هم نامیده میشود. دلیل وجود این فضاها در جان تیرآهن ، ایجاد مقاومت در برابر لنگر خمشی است. همچنین این فضاهای خالی محل مناسبی برای عبور دادن لوله های برق و دیگر تاسیسات است. البته همین حفره‌ها علاوه بر مزیتهایی که دارد باعث ضعفهایی نیز میشود.