تیرآهن زنبوری
طی سال های اخیر تغییر و تحولات بسیاری در سازه های فولادی شکل گرفته و تیرآهن زنبوری از انواع تیرآهن است که در ساخت و سازها مورد استفاده قرار می گیرد. علت نام گذاری تیرآهن زنبوری این است که دارای حفره های توخالی شبیه لانه زنبور است که بعد از بریدن و جوش دادن به این شکل در می آیند. اما مزیت استفاده از این نوع تیرآهن چیست و چگونه ساخته می شود؟
در ادامه همراه ما باشید تا به بررسی کامل تیرآهن زنبوری بپردازیم.
تیرآهن زنبوری چیست؟
پرکاربردترین نوع تیرآهن است که به عنوان تیرهای فرعی سقف و هم چنین تیر اصلی مورد استفاده قرار می گیرد و هدف از ساخت این تیرآهن این است که بتواند با کمترین تغییر شکلی، بیشترین میزان خمش را تحمل کند. زمانی که عملیات برش و جوش دادن تیرآهن زنبوری انجام می شود، ارتفاع آن افزایش پیدا می کند، در حالی که وزن آن ثابت باقی می ماند. از تیرآهن زنبوری امروزه به طور گسترده در ایران و در ساخت پل و سقف سوله ها استفاده می شود و دلیل اصلی استفاده از آن این است که با توجه به شرایط اقتصادی موجود در کشور، بسیار اقتصادی است و هزینه برش و جوشکاری این نوع تیرآهن بسیار کمتر می باشد.
مزایای استفاده از تیرآهن زنبوری
از جمله مزایای استفاده و بکارگیری تیرآهن زنبوری در سازه ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• افزایش مقاومت خمشی
• تطبیق پذیری بالا که برای ساخت پارکینگ های طبقاتی مورد استفاده قرار می گیرد
• مقرون به صرفه بودن به دلیل سبک بودن
• قابل استفاده در صنایع مختلف مانند پل سازی و حمل و تقل
• وجود فضای مناسب میان حفره ها برای عبور تاسیسات و برق
• صرفه جویی در مصرف فولاد
• افزایش ارتفاع سقف، به خصوص زمانی که طراحی سازه به گونه ای است که محدودیت هایی در ناحیه سقف باید اعمال شود
علی رغم مزایایی که تیرآهن زنبوری دارد، اما برخی از مهندسان، استفاده از این نوع تیرآهن را در سازه های فولادی توصیه نمی کنند، آن هم به این دلیل که می تواند معایب زیر را به همراه داشته باشد:
• کاهش خاصیت فولاد در اثر جوشکاری
• ضریب ایمنی پایین نسبت به دیگر مقاطع فولادی
• کاهش مقاومت برشی در محل اتصال پل به ستون به دلیل وجود حفره
در ساخت این نوع تیرآهن باید یک سری اصول و استانداردها رعایت شود، در غیر این صورت احتمال خرابی تیر زیر بار بسیار بالا خواهد بود.
مراحل ساخت و تولید تیرآهن زنبوری
با طی مراحل نورد به دست می آید، فرآیندی که فلز به دمای نرم شوندگی می رسد و با عبور از میان غلتک های مختلف، شکل آن ها را به خود می گیرد. برای ساخت و برش تیرآهن زنبوری از دو روش استفاده می شود:
• روش گرم: که ابتدا تک خال جوش در نقاط مختلف زده می شود تا تیرآهن تاب برندارد و سپس محل برش مشخص می شود و پروفیل به دو قسمت بالا و پایین تقسیم خواهد شد. قسمت بالا و پایین به اندازه یک دندانه جابجا می شوند و دو طرف با جوش پر خواهند شد. در این روش، بعضی از حفره ها با ورق پر می شوند تا تیرآهن تقویت شود.
• روش سرد: در این روش، تیرآهن با استفاده از دستگاهی به نام گیوتین برش می خورد و تیرآهن زنبوری به دست خواهد آمد.
روش های تقویت تیرآهن زنبوری
از آن جایی که آن، دارای حفره است و می تواند مشکلاتی را ایجاد کند، نیاز است که این نوع تیرآهن تقویت شود تا استحکام آن افزایش یابد. روش های تقویتی عبارتند از:
• استفاده از ورق: حلقه های کناری تیر که تنش های خمشی به آن ها وارد می گردد، با ورق پر می شوند تا مقاومت و کارایی شان افزایش یابد.
• استفاده از فولاد و بتن: اگر نواحی که فشارهای تنشی به آن ها وارد می شود، با بتن و فولاد پر شوند، مقاومت تیرآهن بیشتر می شود و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه خواهد بود.