راهنمای جامع درباره انواع تیرآهن ناودانی

تیرآهن چیست؟

تیرآهن یک نوع پروفیل فولادی است و در ساخت اسکلت سازه­ها، ستون، خرپا و تیر کاربرد دارد. تیرآهن از قدرت خوبی برای تحمل بارهای خمشی و لنگر برشی برخوردار است. این پروفیل در دو شکل انگلیسی H و I تولید می­شود که هرکدام از این اشکال نیز انواع مختلفی دارند. تیرآهن­هایی که به شکل H تولید می­شوند با نام تیرآهن هاش شناخته می­شوند

تیرآهن­ها معمولاً از جنس فولاد ساخته می­شوند اما کارخانه­های مختلف از آلیاژهای گوناگون فولاد استفاده می­کنند که باعث می­شود محصولات تولیدشده در برخی ویژگی­ها با هم تفاوت­های جزئی داشته باشند. تیرآهن به‌صورت شاخه­ای و با طول 6 یا 12 متر تولید می­شود. سطح مقطع این پروفیل­ها از دو بخش جان و بال تشکیل می­شود که نوع تیرآهن، مشخص‌کننده شکل آن است. جان تیرآهن قسمت افقی بدنه را تشکیل می­دهد و بال­ها با زاویه 90 درجه نسبت به آن متصل می­شوند.

کاربردهای تیرآهن

تیرآهن کاربردهای وسیعی در صنعت ساختمان­سازی دارد و وظیفه­ی اصلی آن تحمل فشارهای تنشی و خمشی ساختمان است. در ادامه کاربردهای تیرآهن را به‌صورت مفصل بررسی خواهیم کرد.

ستون­ها

تیرآهن­هایی با مقطع مربعی شکل و بال‌پهن به‌صورت عمودی در ساخت‌وساز استفاده می­شود.

کفی ستون‌ها

ضخامت متفاوت تیرآهن­های موجود در بازار، آن را برای استفاده در صفحات کفی ستونی و صفحات فولادی مناسب می­کند.

اسکلت سازه فولادی

تیرآهن برای مقاوم‌سازی اسکلت سازه ساختمان پرکاربرد است.

تیرهای اصلی

تیرآهن به­عنوان تیرهای اصلی یا شاه‌تیر مورداستفاده قرار می­گیرد. نحوه قرارگیری شاه­تیر در سازه به‌صورت افقی است و وظیفه آن انتقال بار اصلی از تیر فرعی به ستون­ها است.

تیرهای کلاف

تیر کلاف به‌صورت دو تیر عرضی در سقف به خرپای سقف متصل می­شود تا بار تیر اصلی از طریق آن به ستون­ها منتقل شود.

تیرک­های میانی و فرعی

تیرآهن کوچک برای تیرهای میانی مورداستفاده قرار می­گیرد. در تیرک­های میانی و فرعی از تیرآهن به‌صورت افقی استفاده می­شود و وظیفه­ی آن اتصال غیرمستقیم تیر اصلی به ستون است تا بار به تیر اصلی منتقل شود.

تیرهای باریک کرومیت

تیرآهن به‌عنوان تیر باریک کرومیت مورداستفاده قرار می­گیرد. این نوع تیرها از تیرک­ها باریک­تر هستند اما طول بیشتری دارند.
ساخت خرپا

از دیگر کاربردهای تیرآهن استفاده در ساخت خرپا محسوب می­شود.

انواع سایز تیرآهن

تیرآهن­های در انواع سایزهای 12، 14، 16، 18، 20، 22، 24، 26، 28، 30، 32، 34، 36، 38 و 40 بر اساس نوع پروژه و کاربری، تولید و مورداستفاده قرار می­گیرند.

جدول استاندارد تیرآهن

تیرآهن طبق استانداردهای مختلفی از جمله  استانداردهای IPB ،IPE ،INP تولید می­شود. تفاوت هرکدام از این تیرآهن­ها در عملکرد و شکل ظاهری آن‌ها است. در سال 1938 یک مهندسی آلمانی جدولی به نام جدول اشتال تیرآهن طراحی کرد تا بتوان وزن تقریبی هر مقطع تیرآهن را محاسبه کرد. مهندسین در جدول اشتال تیرآهن با ارائه مشخصات ابعادی و مهندسی به‌خصوص گشتاورهای خمشی حول محورهای x و y کیفیت و دوام آهن‌آلات مورداستفاده در سازه را محاسبه می­کنند.

چگونه تیرآهن تقلبی را تشخیص دهیم؟

تیرآهن نسبت به سایر مقاطع فولادی در انواع مختلفی تولید می­شود پس برای تشخیص تیرآهن تقلبی نسبت به اصل باید شاخص­های مختلفی را در نظر گرفت. مواردی که در ادامه آورده شده است برای تشخیص تیرآهن تقلبی از اصل کاربرد دارند.

• مشخصات ظاهری و شکل هندسی تیرآهن اولین نکته­ای است که برای تشخیص تیرآهن تقلبی باید موردتوجه قرارداد. هر دسته از تیرآهن دارای شکل و مشخصات هندسی متفاوتی است. با مطالعه دقیق در مورد مشخصات ظاهری و مشخصه­های استاندارد می­توان از کیفیت محصول خریداری‌شده اطمینان حاصل کرد.
• وزن تیرآهن یکی دیگر از شاخص­های تشخیص تیرآهن تقلبی است. با تطبیق وزن تیرآهن دریافتی در جدول استاندارد وزنی می­توان تیرآهن اصل از تقلبی را تشخیص داد.
• از دیگر روش­های تشخیص تیرآهن اصل از تقلبی علامت هک‌ شده بر روی تیرآهن است. تمامی تولیدکنندگان تیرآهن در زمان تولید علامت اختصاصی خود را بر روی تیرها حک می­کنند. نام تجاری تیرآهن از چند حرف اصلی برند تشکیل می­شود.
• بسته‌بندی تیرآهن یکی دیگر از روش­های تشخیص تیرآهن تقلبی از اصل است. تیرآهن­ها در حجم بالا بسته­بندی می­شوند. بسته­های تیرآهن همیشه در وزن 5 تن هستند که گاهی اوقات بر اساس روند تولید کارخانه به‌طور متغیر در اندازه­های 2 الی 5 تن نیز به فروش می­رسند.
• پلاک تیرآهن یکی از روش­های تشخیص تیرآهن اصل است. همیشه قبل از ارسال بر روی هر بندیل تیرآهن یک پلاک نصب می­شود و به‌عنوان شناسنامه تیرآهن محسوب می­شود. اطلاعاتی همچون نام محصول، نام تولیدکننده، پارامترهای مورداستفاده، وزن و استاندارد بر روی پلاک درج می­شود.
• قدرت جوش‌پذیری تیرآهن برای تشخیص تیرآهن اصل کاربرد دارد زیرا مواد اولیه مورداستفاده، ضخامت و ترکیبات شیمیایی مورداستفاده بر کیفیت جوشکاری اثر می­گذارد. تیرآهن تقلبی ازخصوصیت جوش­پذیری قابل قبولی برخوردار نیست.
• رنگ تیرآهن یکی دیگر از روش­های تشخیص تیرآهن تقلبی از اصل است و نشان­دهنده­ی کیفیت بالای آن است. تیرآهنی که زنگ‌زده باشد یا رنگ یکنواختی نداشته باشد محصول مرغوب و اصلی نخواهد بود. البته رنگ تیرآهن ممکن است به دلیل انبارداری نادرست نیز تغییر کند.

انواع تیرآهن در صنعت جهانی چیست؟

برخی از انواع تیرآهن که در صنعت جهانی مورداستفاده قرار می­گیرند عبارت‌اند از:

تیرآهن­ کاربردی(Structural Steel Billet): این تیرآهن برای تولید تیر و بلوک­های ساختمانی برای ساختمان­ها، پل­ها و سازه­های فلزی مورداستفاده قرار می­گیرند

تیرآهن مسطح (Flat Steel Billet): این تیرآهن برای تولید ورق‌های آجدار و فولاد آلیاژی مورداستفاده قرار می­گیرند.

تیرآهن تقویت‌شده (Reinforcement Steel Billet): از این تیرآهن برای تولید میلگردهای فولادی که در سازه­های بتنی و تقویت­کننده­های فلزی کاربرد دارند استفاده می­شود.

تیرآهن ریلی (Rail Steel Billet): این تیرآهن برای ساخت ریل­های راه‌آهن و سیستم­های حمل‌ونقل ریلی استفاده می­شود.

تیرآهن پروفیلی (Profile Steel Billet):  تیرآهن پروفیلی برای تولید تیرها و ناودان­های مخصوص برخی صنایع مانند صنعت خودروسازی مورداستفاده قرار می­گیرد.

تیرآهن ورق‌سازی (Sheet Steel Billet): این تیرها برای تولید ورق­های آجدار که در تولید انواع محصولات استفاده می­شود کاربرد دارد.

تیرآهن ناودانی (Rolled Steel Billet): این تیرآهن برای تولید میلگرد و محصولات فلزی مرتبط کاربرد دارد.

نحوه تولید تیرآهن

تیرآهن از شمش­های فولادی تولید می­شود. در فرآیند ساخت تیرآهن، ابتدا شمش­های فولادی در کوره­هایی با دمای 1100 درجه سانتی­گراد ذوب می­شوند، سپس با استفاده از غلتک به شکل دلخواه درمی­آیند و در طول­های مشخصی برش می­خورند. فرآیند تولید تیرآهن در مرحله نورد، فرآیند سایزینگ و کنترل و بسته­بندی انجام می­شود.

برترین کارخانه‌های تولید تیرآهن در ایران

در ایران کارخانه­های متعددی، تیرآهن با ویژگی و کیفیت­های متفاوتی تولید می­کنند. چند کارخانه برتر تولیدکننده تیرآهن عبارت‌اند از:

• ذوب‌آهن اصفهان
• کارخانه جهان فولاد غرب (کرمانشاه)
• تیرآهن پروفیل صنعت ماهان
• تیرآهن ظفر بناب
• شرکت فولاد خوزستان
• کارخانه آریان فولاد
• کارخانه کوثر اهواز
• فایکو

انواع تیرآهن‌های موجود در بازار

تیرآهن­­ها در ویژگی­ و کیفیت­های متنوعی در بازار موجود هستند. انواع تیرآهن موجود در بازار ایران عبارت‌اند از:

IPE

شکل ظاهری این تیرآهن شبیه به حرف انگلیسی I است و بر اساس استانداردهای اروپایی تولید می­شود. اندازه بال در این تیرآهن نسبت به جان کوچک‌تر است.

IPB

در IPB یا تیرآهن هاش، اندازه بال و جان یکسان است و شکل و ساختار متفاوتی نسبت به IPE دارد. تیرآهن هاش دارای بال‌پهن است و در سه نوع HEB، HEA و HEM  تولید می­شود.

 INP

تیرآهن INP دارای شکل ظاهری I است. تفاوت دو تیرآهن INP و IPE در شکل هندسی آن‌ها است.

CNP

CNP یا تیرآهن لانه‌زنبوری در بدنه خود دارای برشکاری­هایی برای کاهش وزن است.

انواع تیرآهن ساختمانی

تیرآهن­ها عمدتاً در ساخت­وساز مورداستفاده قرار می­گیرند.همان‌طور که قبلاً اشاره شد انواع تیرآهن ساختمانی در چهار دسته IPE، INP، IPB  و CNP قرار می­گیرند و در فرآیند تولید آن‌ها از نورد گرم استفاده می­شود.

انواع تیرآهن IPE

تیرآهن IPE مخفف عبارت I Profile Eroeenne است و به‌عنوان محصول نیم پهن شناخته می­شود. این پروفیل بر اساس استاندارد اروپا تولیدشده و دارای شکل ظاهری شبیه به حرف I انگلیسی است. انواع مختلف تیرآهن IPE عبارت‌اند از:

• St 37
• St 44
• St 52

انواع تیرآهن هاش

تیرآهن هاش(H Beam) یا بال‌پهن خواص مکانیکی بهتری در واحد وزن نسبت به تیرآهن­های معمولی دارد. این تیر باعث کاهش متریال مصرفی و زمان ساخت سازه می­شود. انواع تیرآهن بال‌پهن عبارت‌اند از:

1. تیرآهن سبک هاش(IPBL – HEA)
2. تیرآهن سنگین هاش(HEB یا IPB)
3. تیرآهن فوق سنگین هاش(HEM)

انواع تیرآهن اصفهان

تیرآهن­های ذوب­آهن اصفهان وزن نزدیکی به جدول اشتال دارند و به‌عنوان مرجع ارزیابی کیفیت در بازار مطرح هستند. محصولات ذوب‌آهن اصفهان به سه دسته تیرآهن بال نیم پهن موازی (IPE)، تیرآهن بال‌پهن موازی (IPB) و تیرآهن بال باریک شیب‌دار (IPN) تقسیم می­شود.

انواع تیرآهن لانه‌زنبوری

تیرآهن لانه‌زنبوری دارای حفره­های توخالی شبیه به لانه زنبور است و به همین دلیل تیرآهن لانه‌زنبوری نامیده می­شود. تیرهای لانه نبوری از لحاظ هندسی و ابعاد خط برش به دو نوع تقسیم می­شوند.

• تیر لانه‌زنبوری حاصل از روش پانیر

در این روش ارتفاع تیر حاصل 1.5 برابر تیرI شکل است.

• تیر لانه‌زنبوری حاصل از روش لیتسکا

در این روش قطعات مربع یا مستطیل شکل روی دندانه­ها جوش داده می­شود که منجر به افزایش ظرفیت خمشی می­شود. در این روش نهایت دقت در حین جوشکاری لازم است.

انواع تیرآهن ناودانی

تیرآهن ناودانی بر اساس شکل ظاهری، وزن، شکل سطح مقطع، کاربرد و نحوه تولید به انواع مختلفی تقسیم می­شود که در ادامه هرکدام را توضیح خواهیم داد.

انواع ناودانی بر اساس شکل ظاهری

ناودانی از نظر ظاهری در دو نوع ساده و مشبک تولید می­شود. نوع ساده در ساخت پل­های باربر کاربر دارد و در سایزهای 8، 10، 12، 14 و 16 در ارتفاع­های متنوعی موجود است. نوع ساده دارای دو نوع صنعتی و ساختمانی است. نوع مشبک معمولاً برای ساخت قفسه­های فولادی استفاده می­شود.

انواع ناودانی بر اساس شکل سطح مقطع

ناودانی از لحاظ شکل بال به سه نوع UPE، UPN و UNP تقسیم می­شود. بال­های UPE صاف و موازی است درحالی‌که بال­های UPN مخروطی شکل است. UNP یا ناودانی اروپایی از وزن سنگین­تری برخوردار است و در پروژه­های بزرگ و صنعتی مورداستفاده قرار می­گیرد.

انواع ناودانی بر اساس روش تولید

ناودانی بر اساس روش تولید به دو دسته پرسی و فابریک تقسیم می­شود. ناودانی پرسی با پرس ورق­های فلزی تولید می­شود. ناودانی فابریک با نورد سرد یا گرم شمش فلزی تولید می­شود.

انواع تیرآهن 18

تیرآهن 18 جز مستحکم­ترین تیرهای موجود در بازار محسوب می­شود و مطابق با استاندارد IPE تولید می­شود. این تیر بیشترین کاربرد را در اسکلت بنیادی ساختمان دارد.