تیرآهن چیست؟ چه انواع و کاربردهایی دارد؟

فلزات در قالب پروفیل‌های مختلف در صنعت کاربرد دارند که تیرآهن یکی از مهم ترین‌های آن‌هاست. مقطعی فولادی که بیش از هر صنعت دیگری در ساختمان‌سازی کاربرد داشته و نقش مهمی در افزایش مقاومت، شکل‌گیری اسکلت و تحمل فشارهای وارده بر ساختمان ایفا می‌کند. برای شناخت بهتر کاربردها و مزایای استفاده از این محصول ابتدا باید بدانیم که انواع تیرآهن چیست؟ نحوه‌ی تشخیص آن‌ها چگونه است؟ و چطور تولید می‌شوند؟

در این مقاله به این سوالات پاسخ خواهیم داد. علاوه بر این، پرکاربردترین سایزهای تیرآهن در ساختمان‌سازی را بررسی کرده و در آخر تولیدکننده‌های برتر این محصول در کشور را معرفی خواهیم کرد. با ما همراه شده و ضمن آشنایی با یکی از مهم‌ترین مقاطع فولادی پرکاربرد در صنعت، تیرآهن مناسب برای پروژه‌ی خود را انتخاب کنید.

شما می‌توانید قیمت تیرآهن را از طریق مسیرهای مشخص شده در فولادینو دریافت کنید و به‌راحتی محصول موردنظر خود را خریداری کنید.

تیرآهن چیست؟

تیرآهن مقطعی ساخته‌شده از آلیاژهای متفاوت فولادی است که از دو قسمت اصلی به نام‌های بال و جان تشکیل می‌شود. معروف‌ترین تیرآهن‌ها که همگی ما آن‌ها را دیده‌ایم به شکل حرف I‌ انگلیسی هستند. در این حرف، دو خط افقی موازی با یکدیگر بال‌ها و خط متصل‌کننده‌ی آن‌ها جان تیرآهن محسوب می‌شوند. 

وظیفه‌ی اصلی تیرآهن، تحمل فشارهای وارده بر بخش‌های مختلف ساختمان است. این محصول، یکی از اصلی‌ترین مقاطع سازنده‌ی اسکلت‌های فلزی محسوب شده و البته در ساختمان‌های اسکلت بتنی و دیگر سازه‌های فولادی مانند پل‌های عابر پیاده، پل‌های شهری، ساخت سوله، انبار، راه‌پله و غیره نیز کاربرد دارد. تیرآهن را یا به‌صورت منفرد و یا در قالب سازه‌هایی مانند خرپا و تیر استفاده می‌کنند.

تاریخچه تولید تیرآهن

سابقه‌ی استفاده از تیرآهن در صنعت ساختمان‌سازی به شکل امروزی‌اش به بیش از ۲۰۰ سال قبل باز می‌گردد. البته شواهد نشان می‌دهد که چینی‌ها نیز از آهن ریخته‌گری‌شده با شکلی نسبتا مشابه در ساختمان‌های معروف به Pagoda استفاده می‌کرده‌اند که سابقه‌ی آن به بیش از ۱۰۰۰ سال پیش می‌رسد. بااین‌حال به شکل صنعتی در سال ۱۸۴۹ بود که تیرآهن برای اولین بار توسط مهندسی به نام آلفونسو هالبو ساخته شد. تا همین چند دهه‌ی پیش نیز تنها شاهد تولید تیرآهن‌های I شکل بودیم؛ اما امروزه اشکال متنوع‌تری از آن ساخته می‌شوند. 

تیرآهن به انگلیسی

به‌منظور تحقیقات دقیق‌تر در اینترنت قطعا باید بدانید که معادل انگلیسی تیرآهن چیست؟ به‌طورکلی در زبان انگلیسی به تیر Beam و به تیرآهن، Metal Beam یا Iron Beam گفته می‌شود. اما در صنعت، این محصول با نام‌های دیگری مانند Girder و Joist‌ نیز شناخته می‌شود. تیرآهن‌های I‌ را هم با عنوان I Beam‌ می‌شناسند. همچنین، معادل انگلیسی بال و جان تیرآهن، به‌ترتیب فلنج (Flange) و وب (Web) هستند.

نحوه تولید تیرآهن

حتما می‌پرسید که روش تولید تیرآهن چیست؟ ورق لازم برای این محصول به‌طورکلی از طریق فرآیند نورد گرم به دست می‌آید. فرایندی که طی آن، ورق‌های فولادی، تحت دمای بالا (نزدیک به دمای نرم‌شوندگی) از میان غلطک‌های متعدد عبور کرده و به ضخامت موردنظر می‌رسند. شکل نهایی تیرآهن را نیز قالب قفسه‌های نورد تعیین می‌کنند. این قفسه‌ها در مراحل میانی و پایانی نورد استفاده شده و اشکال و ضخامت‌های متفاوتی دارند. 

در آخر نیز تیرآهن‌های تولید شده در اندازه‌های لازم برش داده شده و تحت فرآیندهای شستشو قرار می‌گیرد. همانطورکه گفتیم، جنس تیرآهن از آلیاژهای متنوع فولادی است. فولاد ماده‌ای است که به خودی‌خود، مقاومتی در برابر رطوبت و مواد شیمیایی و خوردگی‌های ناشی از آن‌ها ندارد. به همین دلیل، تیرآهن را معمولا را تحت فرآیند گالوانیزه قرار می‌دهند. فرایندی که طی آن، یک لایه از فلز روی یا زینک، روی مقطع تیرآهن تشکیل می‌شود.

تولید تیرآهن‌های H به روش‌های اکستروژن و جوشکاری مقاطع جداگانه نیز انجام می‌شود؛ اما تیرآهن‌های معمول I را عمدتا به روش نورد گرم با مراحل ذکر شده تولید می‌کنند. 

انواع تیرآهن

تیرآهن بر اساس آلیاژ، شکل و ضخامتش به انواع مختلفی تقسیم می‌شود که هریک از آن‌ها خواص مکانیکی متفاوتی نیز دارند. لازم به ذکر است که مقاطع فولادی در دنیا، طبق چند استاندارد معروف نامگذاری می‌شوند. استاندارد آمریکایی، اروپایی و روسی از مهم‌ترین آن‌ها هستند. در کشور ما از استاندارد روسی برای نام‌گذاری تیرآهن استفاده می‌شود.

در ادامه انواع تیرآهن را بر اساس این استاندارد معرفی می‌کنیم. 

۱- تیرآهن هاش

حتما می‌پرسید که تیرآهن هاش چیست و منظور از کلمه هاش در عنوان یک تیرآهن چیست؟ این کلمه به معنی حرف H در زبان انگلیسی است. به تیرآهن‌هایی که به این شکل تولید می‌شوند، بال پهن نیز گفته می‌شود. بارزترین ویژگی این محصول این است که عرض بال‌های آن با عرض جانش برابر است. در استانداردهای اروپایی و آلمانی به تیرآهن هاش، IPB گفته می‌شود. این محصول، بزرگترین تیرآهنی است که از نظر طول در صنعت می‌توانید پیدا کنید و خود به دو نوع اصلی زیر تقسیم می‌شود:

• HE-A یا IPBL؛ با ضخامت یا جان نازک‌تر و وزن سبکتر
• HE-B یا IPBV؛ با ضخامت قطورتر و وزن سنگین‌تر

۲- تیرآهن IPE

در نام این محصول نیز حرف I‌ نشان‌دهنده‌ی شکل اولیه‌ی آن است. تیرآهن IPE‌ امروزه تبدیل پرکاربردترین شکل تیرآهن محسوب می‌شود و به همین دلیل آن را در بازار با عنوان تیرآهن معمولی نیز می‌شناسند. مشخصه‌ی اصلی این محصول، ضخامت یکسان بال‌های آن در تمام طول مقطع است. 

اگر می‌پرسید که مهم‌ترین ویژگی این تیرآهن چیست؟ باید به قابلیت بالای آن در تحمل نیروهای فشاری، خمشی و کششی و مقاومت اندک در برابر نیروهای پیچشی در آن اشاره کنیم. تیرآهن IPE عمدتا از فولادهای S235، S275 و S355 تولید می‌شود. 

۳- تیرآهن INP

حرف I در ابتدای نام این تیرآهن نیز نشان‌دهنده‌ی شکل آن است. مشخصه‌ی مهم این محصول کاهش ضخامت بال‌ها با افزایش فاصله‌شان از جان است. به‌گونه‌ای‌که مقطع بال‌ها به شکل یک مثلث متساوی‌الساقین است. این محصول را در استاندارد اروپایی با عبارت EN 10365 می‌شناسند.

امروزه و به‌خصوص با وجود تیرآهن‌های IPE از تیرآهن INP کمتر استفاده می‌شود. بااین‌حال شکل ظاهری این دو تا حد زیادی شبیه به یکدیگر است.

۴- تیرآهن لانه زنبوری

اگر می‌پرسید که ضخیم‌ترین تیرآهن چیست؟ پاسخ، تیرآهن لانه زنبوری یا CPE خواهد بود. این محصول از دو عدد تیرآهن I شکل متصل به یکدیگر تشکیل شده است که داخل جان هریک با مقاطع شش‌ضلعی منتظم، خالی شده است. به‌این‌ترتیب، علی‌رغم ضخامت بالای این تیرآهن، وزن آن متعادل بوده و از مجموع دو تیرآهن I معمولی کمتر است. امروزه، تیرآهن CPE با حفره‌های دایره‌ای نیز تولید می‌شود. 

تیرآهن لانه زنبوری به دلیل همین حفره‌های تعبیه‌شده در آن، مقاومت خمشی بسیار بالاتری نسبت به تیرآهن‌های معمولی دارد. بااین‌حال مقاومت آن در برابر بارهای برشی درست به همین دلیل چندان بالا نیست و در صورت لزوم، حفره‌های آن با ورق‌های فلزی جداگانه پر می‌شوند.

نحوه تشخیص انواع تیرآهن

حتما تاکنون هم متوجه شده‌اید که روش تشخیص انواع تیرآهن چیست؟ اصلی‌ترین معیار برای این منظور، توجه به شکل تیرآهن است. همانطور که گفتیم، به‌طورکلی تیرآهن را در دو شکل H و I تولید می‌کنند. به‌طورخلاصه مهم‌ترین تفاوت این دو در ابعاد بال‌ها و جان‌شان است. تیرآهن H یا هاش، بال‌های بلندی دارد که عرض آن‌ها به‌اندازه‌ی جان است؛ اما تیرآهن‌های I بال‌های کوتاه و جان بلندی دارند. 

پرکاربردترین سایزهای تیرآهن

علاوه بر نوع و استاندارد تیرآهن، سایز آن نیز یکی از معیارهای دسته‌بندی‌اش است. بر این اساس این محصول با ضخامت‌های ۱۲ تا ۲۰ سانتی‌متر و حتی بالاتر هم تولید می‌شود. این عدد، در واقع، فاصله‌ی دو بال از یکدیگر یا عرض جان است.

در ادامه، پرکاربردترین سایزهای تیرآهن را معرفی می‌کنیم.

تیرآهن 14

پرکاربردترین سایز تیرآهن، سایز ۱۴ سانتی‌متر با کاربری بالا در ساخت ستون، خرپا و تیرهای سقفی است. این محصول معمولا در استاندارد IPE یعنی با بال‌های یکنواخت از نظر ضخامت و به شکل I تولید می‌شود. در ساخت تیرآهن‌های لانه زنبوری نیز معمولا تیرآهن ۱۴ کاربرد دارد. 

تیرآهن 16

پس از تیرآهن ۱۴، تیرآهن ۱۶ بیشترین کاربرد را در ساخت‌وساز دارد. از این محصول برای ساخت خرپا و تیرهای سقفی و تیرآهن‌های CPE استفاده می‌شود. مقاومت تیر‌آهن ۱۶ نسبت به تیرآهن ۱۴ بیشتر بوده و در ساخت همه‌ی اشکال تیرآهن کاربرد دارد.

تیرآهن 18

تیرآهن ۱۸ سنگین‌ترین تیرآهن پرکاربرد در صنعت محسوب شده و به همین دلیل، کمتر از آن در ساخت سقف و ستون استفاده می‌شود. بیشترین کاربرد این محصول در پایه‌های اسکلت و ارتفاعات پایین است. تیرآهن ۱۸ در استانداردهای IPE و INP بیشتر از دیگر استانداردها ساخته می‌شود. 

مهم‌ترین کارخانه‌های تولید کننده تیرآهن

حتما می‌پرسید که بهترین راه خرید تیرآهن چیست؟ برای پاسخ به این سوال باید بهترین تولیدکننده‌های این محصول را بشناسید.

برترین تولیدکننده‌‌های تیرآهن در ایران عبارتند از:

• کارخانه ذوب آهن اصفهان
• کارخانه فولاد کوثر اهواز
• کارخانه فولاد فایکو
• کارخانه فولاد ناب تبریز
• کارخانه پروفیل صنعت ماهان
• کارخانه ظفر بناب
• کارخانه فولاد یزد

وب‌سایت فولادینو محصولات این تولیدکننده‌ها را با قیمت رقابتی، امکان خرید آنلاین و بدون محدودیت در سفارش و با ارسال سریع عرضه می‌کند.

تیرآهن، استخوان بسیاری از ساختمان‌ها

تیرآهن، مقطعی فولادی با اشکال متنوع مانند H، I و لانه زنبوری است. پرکاربردترین نوع این محصول در صنعت تیرآهن‌های IPE در ضخامت‌های ۱۴ تا ۱۸ سانتی‌متر هستند. هر تیرآهن از دو بال و یک جان بین آن‌ها تشکیل شده و بسته به تناسب اندازه‌ی این بخش‌ها به یکدیگر، نام‌گذاری می‌شود.

تیرآهن چیست؟ این سوالی بود که در این مقاله تلاش کردیم به آن پاسخ دهیم. این محصول پرکاربرد در صنعت ساختمان‌سازی، سبب افزایش مقاومت اسکلت در برابر نیروهای برشی، خمشی و فشاری می‌شود. لزوم کاربرد هوشمندانه، حساب‌شده و استفاده از همه‌ی ظرفیت تیرآهن به دلیل وزن نسبتا بالای این محصول، ضروری است.

شما می‌توانید به منظور اطلاع از قیمت روز و خرید انواع محصولات فولادی به شرکت فولادسازان راه ابریشم (فولادینو) مراجعه کرده و از قسمت‌های مختلف آن دیدن نمایید.