معرفی تیر آهن IPN
تیرآهن، یکی از مهم ترین و کاربردی ترین مقاطع فولادی است که در صنعت ساخت و ساز و ساختمان‌سازی وظیفه تحمل تنش‌های ایجاد شده از نیروهای وارد شده بر آن را دارد. تیرآهن دارای سطح مقطعی به شکل حروف انگلیسی I و H است.در ساختمان‌های ساخته شده بر پایه اسکلت فلزی، تیرآهن وظیفه تحمل و انتقال بارهایی که بر ساختمان وارد می شود را دارد.
تیرآهن پروفیلی است که در طراحی ستون، خرپا و تیرها به عنوان بهترین گزینه، از آن استفاده می‌کنند. بر اساس تفاوت در سطح مقطع و میزان آلیاژ و استانداردهای تولید، این مقطع فولادی را نامگذاری می کنند. بدنه تیرآهن شامل دو بخش اصلی می‌باشد که بال (flange) و جان (web) نام دارند. اندازه و شکل این دو بخش است که تعیین کننده نوع تیرآهن می‌باشد. شکل ظاهری و خواص مکانیکی تیرآهن موارد استفاده این پروفیل را گوناگون می‌کند، که یکی از آن‌ها، نوع IPN است.
تیرآهن IPN، شبیه به حرف I انگلیسی است. بال‌های این تیرآهن شیب‌دار ساخته می شود، به صورتی که ضخامت بال در ابتدا نازک و به تدریج در نزدیکی مرکز تیرآهن، ضخیم می گردد. تیرآهن های INP طبق استاندارد آمریکا تولید می شوند و به اسم S Beam یا S Shapeنیز شناخته می شوند. چین، روسیه، اوکراین و آلمان در ساخت تیرآهن های خود،از این استاندارد استفاده می کنند.
درتیرآهن با استاندارد IPN، ضخامت نقاط مختلف با هم برابر نیست و با شیبی ملایم از سمت ابتدای بال با ضخامت کمتر به سمت انتهای جان تیرآهن بیشتر می‌شود.تیرآهن INP از سایز ۸۰ تا ۵۵۰ میلی متر قابل تولید است، اما معمولا در ابعاد محدود تولید می شود. بیشترین کاربرد تیرآهن INP نیز در صنعت کشتی سازی است.
تیرآهن‌ها از یک جان و دو بال تشکیل می‌شوند. منظور از بال کناره‌ها و لبه‌های تیرآهن است و منظور از جان، قسمتی است که میان دو لبه قرار می‌گیرد. جان در تیرآهن اصلی‌ترین بخش به شمار می‌رود. جان تيرآهن، بارهای خمشی در سازه و بال، نیروهای برشی را تحمل می‌کند.
مشخصات ظاهری تیرآهن IPN
ظاهر تیر آهن IPN به شکل I انگلیسی است و تفاوتی که با نوع دیگر تیرآهن ( IPE ) دارد در ضخامت بال ها است.در تیرآهن IPE ضخامت بال ها برابر است، اما ضخامت بال‌ها در تیرآهن IPN در همه جای بال یکسان نیست. این تیرآهن طبق استاندارهای چین و روسیه تولید می شود. تفاوتی که تیرآهن INP با تیرآهن IPE دارد، این است که در تیرآهن INP با فاصله گرفتن از جان تیرآهن، ضخامت بال کاهش پیدا می کند.ارتفاع این تیرآهن، 80-600 میلی متر است
انواع تیرآهن ها معمولا با توجه به شکل ظاهری، سطح مقطع و … نام گذاری خواهد شد.
ابعاد و اندازه ی تیرآهن IPN به نوع آن بستگی دارد. این ابعاد عبارتند از:
| مشخصه | نماد |
|---|---|
| ارتفاع بال | حرف h |
| ضخامت جان | حرف ts |
| عرض بال | حرف b |
| ضخامت بال | حرف tg |
| سطح مقطع | حرف A |
| وزن هر متر | حرف G |
کاربردهای تیرآهن IPN
تیرآهن IPN، تحت تأثیر استانداردهای مشخص تهیه می‌شود و به همین دلیل سطح مقطع آن می‌تواند از ۸ تا ۶۰ سانتی‌متر مربع نیز متفاوت باشد که براین‌اساس کاربردهای گوناگونی پیدا می‌کند.
توانایی تحمل بار این نوع تیرآهن بسیار زیاد است. استفاده از این قطعه باعث می‌شود سازه در برابر خطا‌های انسانی و بلایای طبیعی مقاومت مطلوبی داشته باشد. ازاین‌رو در کاربری‌های زیر استفاده می‌شود:
- ساخت انواع کشتی
- سدسازی و اسکله‌سازی
- ساخت برج‌های بلندمرتبه
- اجرای خرپا، ستون و سقف
مشخصات فنی تیرآهن IPN
به طور کلی، این نوع تیرآهن در طول بین 12 متر، ارتفاع از ۸۰ تا ۵۵۰ میلی متر و عرض بال متفاوت ۴۲ تا ۲۰۰ میلی متر تولید می گردد. مشخصات ابعادی تیرآهن های INP تولید شده در ایران نیز طبق استاندارد در طول ۴ تا ۱۲ متر (تولیدات سفارشی تا ۱۵ متر برا اساس توافق سازنده و خریدار)، ارتفاع ۸۰ تا ۵۵۰ میلی متر و عرض ۴۲ تا ۲۰۰ میلی متر می باشد.
انواع تیرآهن INP براساس ابعاد
تیرآهن های INP را می شود از جنبه های مختلف طبقه‌بندی کرد، از جمله: سایز تیرآهن، آلیاژ به کار رفته در ساخت، کارخانه یا کشور سازنده تیرآهن و … . تقسیم بندی تیرآهن های INP بر اساس ابعاد متداول را به صورت زیر می توان نشان داد؛ اما به طور کل، رایج ترین سایز این نوع تیرآهن، سایزهای ۱۲، ۱۴، ۱۶، ۱۸ و ۲۰ می باشد.
مزایای و معایب استفاده از تیرآهن IPN
مزیت اصلی تیرآهن IPN، شکل بال آن می باشد. هنگامی که بال ها ضخامت یکسان نداشته باشند (به اصطلاح، مخروطی شکل باشند) باعث می شود این نوع تیرآهن در نقاط بحرانی سازه در برابر خم شدن، بهتر مقاومت کند. سایر مزایای تیرآهن IPN مشابه تیرآهن های دیگر و به صورت زیر می باشد:
مزایای تیرآهن IPN چیست؟
- تمامی تیرآهن ها از جمله تیرآهن IPN سازگاری خوبی برای اتصال به سایر اعضای اصلی یا ثانویه ساختمان فراهم می کنند.
- استفاده از تیرآهن ها باعث کاهش هزینه های عملیاتی می شود.
- تیرآهن IPN مانند سایر تیرآهن ها از مقاومت و استحکام بالایی برخوردار است.
- نصب تیرآهن IPN به آسانی انجام می گیرد که این موضوع باعث افزایش سرعت اجرای سازه می شود.
- با استفاده از این نوع تیرآهن، امکان توسعه مجدد بعد از پایان پروژه وجود دارد.
- تیرآهن IPN فضای کمتری نسبت به سازه بتنی اشغال می کند.
معایب استفاده از تیرآهن IPN
نوع بال تیرآهن IPN علاوه بر این که مزیت اصلی آن محسوب می شود، در عین حال مهمترین عیب نیز به شمار می رود؛ زیرا ضخامت بیشتر بال ها، اتصال این نوع تیرآهن را به دیگر اعضای سازه دشوارتر می کند و ممکن است مهندسین به جای تیرآهنIPN ، تیرآهن IPE را انتخاب کنند. به طور کل، معایب اصلی تیرآهن IPN را می توان به صورت زیر بیان کرد:
- اتصال بال های تیرآهنIPN به دیگر قسمت های سازه، دشوار تر از سایر تیرآهن ها می باشد.
- تیرآهنIPN ظرفیت ساختاری بسیار کمی در حالت افقی یا محور X نسبت به استفاده به صورت عمودی (محور Y) دارد.
- این نوع تیرآهن، مقاومت پیچشی کمی دارد.
همچنین سایر معایبی که تمامی تیرآهن ها با آن مواجه هستند، شامل موارد زیر می شود:
- در صورتی که افزایش دمای محیط تیرها زیاد باشد، مقاومت آن ها کاهش می یابد.
- در برابر شرایط جوّی نامناسب از خود واکنش نشان می دهد و موجب کاهش ابعاد در دمای پایین یا خوردگی در محیط مرطوب می شود.
- به طور کلی، تمامی تیرها تمایل به کمانش دارند که یکی دیگر از نقاط ضعف آن ها است.
- در صورتی که برای اتصالات تیرآهن از عملیات جوشکاری استفاده شود، ممکن است مقاومت کافی را نداشته باشند و جوش از بین برود. به همین جهت، بهتر است برای اتصال میان قطعات از پیچ و پرچ استفاده شود.
قیمت های اعلام شده امروز
| نام محصول | سایز | وزن هر شاخه (kg) | طول هر شاخه (m) | قیمت |
|---|---|---|---|---|
| تیر آهن IPB | 10 | 120 | 12 | 1,320,000 |
| تیر آهن IPB | 12 | 130 | 12 | 1,320,000 |
| تیر آهن IPB | 14 | 140 | 12 | 1,320,000 |
| تیر آهن IPB | 16 | 150 | 12 | 1,320,000 |