مزایا و معایب، کاربردها و انواع تیرآهن‌های لانه‌زنبوری

علت نام‌گذاری این نوع تیرآهن، شکل ظاهری‌اش است که در جان خود حفره‌های توخالی شش‌ضلعی به شکل لانه زنبور دارد. تاریخچه تیرآهن‌های لانه‌زنبوری به جنگ جهانی دوم و کمبود فولاد در جهان برمیگردد. در این دوران بود که مهندسان استفاده از تیرآهن‌های لانه‌زنبوری را به‌عنوان روشی مناسب برای مقاوم‌سازی ساختمان‌ها به کاربردند.

این تیرآهن‌ نسبت به وزن خود، استحکام بالایی داشت که استفاده از آن‌ در پروژه بسیار مقرون‌به‌صرفه بود و خریداران بسیاری در بازار داشت؛ اما هر خریدار برای اینکه بتواند خرید مناسبی داشته باشد باید اطلاعات کافی درباره انواع مختلف و تولیدکنندگان آن داشته باشند.

اگر شما هم به تیرآهن لانه‌زنبوری نیاز دارید، باید اطلاعاتی کلی در مورد روش تولید، کاربرد، مزایا و معایب آن داشته باشید. ما این نکات را به شما خواهیم گفت.

تیرآهن‌ لانه‌زنبوری چگونه تولید می‌شود؟

معمولاً تیرآهن‌های لانه‌زنبوری از یک الگوی منظم و تکراری به شکل سوراخ‌های شش‌ضلعی پیروی می‌کنند. برای تولید تیرآهن‌های لانه‌زنبوری ابتدا باید الگوی زیگزاگ روی جان تیرآهن IPE طراحی شود. سپس این طرح روی تیرآهن پیاده‌سازی می‌شود. البته در حال حاضر طرح‌های دیگری ازجمله شکل سینوسی و مستطیلی نیز برای تولید تیرآهن‌های لانه‌زنبوری یا سوراخ‌دار به‌کار می‌روند. در مرحله بعدی تیرآهن را توسط یکی از روش‌های برش فولاد و بر اساس الگوی طراحی‌شده به 2 قسمت برش می‌دهند.

بهتر است قبل از اقدام به برش برای جلوگیری از تاب برداشتن تیرآهن، آن را روی یک شاسی افقی توسط چند خال‌جوش متصل کرد. پس از برش، دونیمه را طوری در کنار هم قرار می‌دهند که طرح لانه زنبور شکل بگیرد و درنهایت پس از تنظیم دو لبه آن‌ها را به یکدیگر جوش می‌دهند.

اغلب برای جوشکاری از روش جوش نیمه‌قوسی اتوماتیک استفاده می‌شود که روشی مقرون‌به‌صرفه، سریع و مناسب است. اگر فرایند جوشکاری به‌درستی انجام نشود، انتقال بار در سازه دچار مشکل خواهد شد و مقاومت آن کاهش پیدا می‌کند. به همین دلیل حتماً باید عملیات جوش‌کاری تحت نظارت کامل صورت بگیرد.

اگر برای برش از شعله‌ی بنفش‌ قوی حاصل از احتراق گاز استیلن و اکسیژن استفاده شود به این فرایند روش گرمایی برنول می‌گویند. دقت کنید که طبق استانداردهای موجود، زاویه داخلی حفره‌های لانه‌زنبوری شکل باید بین 45 تا 60 درجه باشد.

روش دیگری هم برای ساخت تیرآهن لانه‌زنبوری وجود دارد که به برش سرد یا کوپال شهرت دارد. در این روش از یک دستگاه قطع‌کن سنگین مجهز به گیوتین برای برش الگو روی تیرآهن استفاده می‌شود.

درمجموع باید در نظر داشته باشید که طی فرایندهای برش و جوشکاری مجدد، مقاومت و استحکام تیرآهن‌های لانه‌زنبوری افزایش می‌یابد، به همین دلیل گزینه مناسبی برای استفاده در سازه‌های فولادی خواهند بود.

 

چگونه ارتفاع تیرآهن‌های لانه‌زنبوری را افزایش می‌دهند؟

در ساخت تیرآهن‌های لانه‌زنبوری می‌توان از ورق‌های فولادی واسط برای افزایش ارتفاع تیرآهن‌ها استفاده نمود. با این کار می‌توان ارتفاع تیرآهن لانه‌زنبوری تولیدشده را تا دو برابر تیرآهن اولیه افزایش داد. البته در انجام این کار نیاز به‌دقت بسیار برای اجرای فرایند جوشکاری است؛ زیرا باید تمام لبه‌ها از دو طرف کاملاً جوشکاری و به یکدیگر متصل شوند. این کار علاوه بر افزایش ارتفاع، باعث بالا رفتن  مقاومت تیرآهن لانه‌زنبوری نیز می‌شود.

 

چطور مقاومت تیرآهن‌ لانه‌زنبوری را افزایش می‌دهند؟

معمولاً تیرآهن‌های لانه‌زنبوری در برابر نیروهای برشی مقاومت کمی دارند. این مساله در برخی موارد مانند محل تکیه‌گاه‌های تیر مهم بوده و برای حل این مشکل نیاز به راهکارهایی وجود خواهد داشت. یکی از روش‌های افزایش مقاومت تیرآهن‌های لانه‌زنبوری، پر کردن حداقل یک حفره‌ با ورق‌های تقویتی است.

"مزایا و معایب، کاربردها و انواع تیرآهن‌های لانه‌زنبوری" "مزایا و معایب، کاربردها و انواع تیرآهن‌های لانه‌زنبوری"

آیا تیرآهن لانه‌زنبوری گزینه مناسبی برای ساختمان‌سازی است؟

باوجوداینکه استفاده از تیرآهن‌های لانه‌زنبوری در ساختمان‌سازی بسیار جا افتاده، هنوز هم برخی از مهندسان مخالف استفاده از این مقاطع فولادی در صنعت ساخت‌وساز هستند.

به عقیده این افراد، این تیرآهن‌ها دچار کمبودهایی هستند که می‌تواند امنیت ساختمان را به خطر بیاندازد. به‌طور مثال حفره‌های موجود مقاومت برشی بسیار کمی دارند که می‌تواند از استحکام سازه بکاهد.

اما درنهایت با نگاهی تاریخی به استفاده از تیرآهن باید اعتراف کرد که همچنان نوع لانه‌زنبوری برای برخی کاربردها در ساختمان‌سازی حرف اول را می‌زند. همان‌طور که پیش‌تر نیز به آن اشاره شد، اولین بار اروپایی‌ها به‌دلیل کمبود فولاد به فکر استفاده از تیرآهن‌های لانه‌زنبوری افتادند؛ اما سؤال اینجاست که چرا در امریکا که مشکل تأمین فولاد وجود نداشت استفاده از تیرآهن لانه‌زنبوری رایج شد؟

برای پاسخ به این سؤال بهتر است به بررسی خواص تیرهای لانه‌زنبوری پرداخت. این نوع تیرها باوجود وزن کمتر، استحکام قابل قبولی دارند. درواقع استفاده از تیرآهن لانه‌زنبوری سبب می‌شود که بدون کاهش یکپارچگی ساختمان، سازه‌ای سبک‌تر داشته باشیم.

برای ساخت ساختمان‌های بلند در مواردی مانند سقف به تیرهای فلزی نیاز است و استفاده از تیرهای فلزی سنگین یا خرپاهای بزرگ مطلوب نیست؛ زیرا وزن اضافه‌شده ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی در سقف شود. اینجاست که تیرآهن‌های لانه‌زنبوری به‌کار می‌آیند.

از طرفی استفاده از این تیرآهن‌ها به دلیل داشتن وزن سبک‌تر، باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های ساخت می‌شود.

بنابراین استفاده از تیرآهن‌های لانه‌زنبوری هم مقرون‌به‌صرفه بوده و هم دوام بالایی دارد. پس چرا نباید از تیرهای لانه‌زنبوری استفاده شود؟ وقتی می‌توان بدون به خطر انداختن سازه، هزینه ها را هم کاهش داد.

 

نکات فنی مهم در استفاده از تیرآهن لانه‌زنبوری

در حال حاضر تیرآهن‌های لانه‌زنبوری در سازه‌های مختلفی کاربرد دارند. این مقاطع فولادی با کاهش وزن سازه کمک بسیاری به مهندسان می‌نماید. البته در اجرای این مقاطع فولادی باید کلیه ضوابط مطرح در آیین‌نامه ساختمانی را رعایت نمود. همچنین بررسی جان تیرآهن و حفره‌های روی آن، اتصالات و جوشکاری لبه‌ها از نکات ضروری است.

 

کاربردهای تیرآهن‌ لانه‌زنبوری

همان‌طور که گفته شد تیرآهن لانه‌زنبوری یکی از مقاطع فولادی پرکاربرد در ساختمان‌سازی است که معمولاً در مواردی که نیاز به وزن کم و مقاومت خمشی بالا وجود دارد به کار می‌رود. معمولاً از تیرآهن‌های لانه‌زنبوری در ساخت سقف، پارکینگ، راه‌پله و پل‌سازی استفاده می‌شود.

دقت کنید که در سیستم‌های مهاربندی‌شده، تنها می‌توان از تیرآهن‌های لانه‌زنبوری در دهانه‌های غیر مهاربندی‌شده استفاده نمود. همچنین می‌توان تیرآهن‌های لانه‌زنبوری را برای تیرهای فرعی که دو سر آن‌ها مفصلی بوده به کار برد.

 

در چه مواردی نمی‌توان تیرآهن لانه‌زنبوری را استفاده کرد؟

تیرآهن‌های لانه‌زنبوری به دلیل فیزیک خاص و ویژگی‌های متفاوت، تنها در موارد خاصی اجازه کاربری داشته و طبق ضوابط استفاده از آن‌ها در برخی موارد ممنوع است. در ادامه به برخی از ممنوعیت‌های کاربری تیرآهن‌های لانه‌زنبوری اشاره خواهیم کرد:

• تیرآهن‌های لانه‌زنبوری را نمی‌توان به‌عنوان تیرهای پل که دو سر مفصل‌اند به کار برد؛ زیرا تیرهای فرعی روی آن‌ها قرار می‌گیرند و باید برش‌های زیاد در جان آن‌ها انجام شود.
• معمولاً جوش‌های صورت گرفته روی تیرآهن‌های لانه‌زنبوری بی‌کیفیت بوده و مقاومت برشی کمی دارند؛ به همین دلیل در بند ۱۰-۳-۷-۱ مورد پ مبحث دهم مقررات ملی ساختمان آمده است که نمی‌توان از تیرآهن‌های لانه‌زنبوری (تیرهایی با جان سوراخ‌دار متوالی) به‌عنوان اعضای باربر جانبی در قاب‌های خمشی معمولی، متوسط و ویژه استفاده کرد. درصورتی‌که نیاز به ایجاد سوراخ برای دسترسی در قاب‌های خمشی وجود داشته باشد، این سوراخ باید خارج از ناحیه حفاظت شده دو انتهای تیر و در نیمه میانی طولی دهانه تیر ایجاد شود. همچنین اطراف این سوراخ باید تقویت گردد.
• ازآنجایی‌که تیرآهن لانه‌زنبوری یک نوع تیر غیر فشرده محسوب می‌شود، مطابق با بندهای ۱۰-۳-۱۱-۱ مورد چ، ۱۰-۳-۱۰-۱ مورد پ و ۱۰-۳-۱۲-۱ نمی‌توان از آن‌ها به‌عنوان تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده همگرای معمولی، ویژه و واگرا استفاده کرد.

 

مزایای تیرآهن‌های لانه‌زنبوری

به‌کارگیری تیرآهن‌های لانه‌زنبوری به‌جای انواع دیگر تیرآهن، به دلیل مزایای فراوان این محصول بوده که در ادامه به برخی از مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌نماییم:

• افزایش طول تا 1.5 برابر تیرآهن معمولی
• کاهش وزن قابل‌توجه نسبت به تیرآهن معمولی و کاهش مصرف فولاد
• کاهش وزن مرده ساختمان
• انبارداری و جمع‌آوری آسان
• زیبایی ظاهری
• امکان تطبیق عمق تیر با توجه به تحمل بار موجود
• امکان ترکیب تیرآهن سبک و سنگین به‌عنوان دونیمه تیرآهن لانه‌زنبوری
• افزایش مقاومت خمشی مقطع

(تیرآهن‌های لانه‌زنبوری عمق بیشتری داشته و بنابراین مقاومت خمشی بیشتری را نسبت به تیرهای معمولی ارائه می‌دهند. به‌عبارت‌دیگر، آن‌ها از سختی خمشی بیشتری نسبت تیرآهن‌های معمولی برخوردارند. به همین دلیل استفاده از تیرآهن‌های لانه‌زنبوری برای دهانه‌های بزرگ با بارهای كوچک بسیار مناسب است.)

• استفاده از حفره‌ها برای عبور لوله‌های تأسیساتی و کابل‌های برق و...
• ممان اینرسی بالاتر نسبت به تیرآهن‌های معمولی

(درواقع با ثابت ماندن وزن واحد طول تیرآهن، ممان اینرسی تیرآهن لانه‌زنبوری تقریباً ۲٫۵ برابر ممان اینرسی تیرآهن معمولی است.)

• منعطفتر و ایمن شدن سازه در برابر زلزله به دلیل کاهش مؤلفه‌های نیروی زلزله
• حمل‌ونقل آسانتر به دلیل وزن کمتر
• مقرون‌به‌صرفه بودن
• اگر در اجرای سقف از این تیرآهن استفاده شود ضخامت یا ارتفاع سقف کاهش خواهد یافت.
• درصورتی‌که از تیرآهن‌های لانه‌زنبوری در ساخت پایه‌های پل برای نگه‌داشتن بتن استفاده شود، باد می‌تواند از میان سوراخ‌های موجود در سطح مقطع آن عبور کند و نیروی کمتری به تیر وارد شود.
• انتقال بار بهتر به سایر عناصر سازه

 

معایب تیرآهن‌های لانه‌زنبوری

تیرآهن‌های لانه‌زنبوری علاوه بر تمام مزایای خود، معایبی نیز دارند که در زیر به آن‌ها اشاره می‌کنیم:

• ضریب امنیتی کمتر
• مقاومت برشی کمتر
• امکان لهیدگی در بخش‌هایی با بار زیاد
• امکان بروز گسیختگی
• نیاز به جوشکاری سرتاسری
• تغییر خواص فولاد به دلیل جوشکاری
• ضعف جان تیر به علت کاهش مساحت
• پر نشدن برخی از حفره‌های تیر با بتن (اگر به‌عنوان تیرچه در سازه به کار رود.)

 

کارخانه‌های تولیدکننده تیرآهن لانه‌زنبوری

کارخانه ذوب‌آهن اصفهان به‌عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده مقاطع فولادی طویل در خاورمیانه، یکی از مهم‌ترین تولیدکنندگان تیرآهن در ایران است.قیمت تیر آهن اصفهان به نوعی مرجع قیمتی تیرآهن سایر کارخانه ها است. همچنین بنگاه ها و کارگاه‌های بسیاری تیرآهن‌های لانه‌زنبوری را تولید و نیاز بازار داخل را تأمین می‌نمایند.

 

آهن آلات مورد نیاز خود را از کجا بخریم؟ خرید تیرآهن لانه‌زنبوری وسایر آهن آلات از کارخانه، بنگاه و شرکت‌های بازرگانی معتبر آهن و فولاد ممکن است. شما می‌توانید بسته به نیاز خود هریک از آن‌ها را برای خرید تیرآهن لانه‌زنبوری انتخاب و خرید خود را انجام دهید. حتی می‌توانید تیرآهن معمولی خود را با کمک خدمات آسرون به تیرآهن لانه زنبوری تبدیل کنید.

 

ابعاد تیرآهن لانه‌زنبوری

معمولاً تیرآهن‌های لانه‌زنبوری را در سایزهای 14، 16، 18، 20، 22 و 24 با ارتفاعی 1.5 برابر تیر معمولی تولید می‌کنند. البته خریدار می‌تواند با توجه به کاربری و نیاز خود آن را برش بزند.

وزن تیرآهن لانه‌زنبوری ذوب‌آهن در جدول زیر آمده است:

وزن تیرآهن لانه‌زنبوری ذوب‌آهن اصفهان
سایز	12	14	16	18	20	22	24	27	30
وزن (کیلوگرم)	125	155	195	225	275	325	375	425	507

 

تیرآهن لانه‌زنبوری 16 ذوب‌آهن اصفهان

یکی از معروف‌ترین انواع تیرآهن‌های لانه‌زنبوری، تیرآهن لانه‌زنبوری 16 ذوب است که طرفداران زیادی در بازار دارد. همان‌طور که در جدول بالا آمده است تیرآهن لانه‌زنبوری 16 ذوب‌آهن وزنی حدود 190 کیلوگرم دارد و اغلب در ساختمان‌سازی برای اسکلت‌بندی استفاده می‌گردد.

 

 

قیمت تیرآهن لانه‌زنبوری در بازار آهن قیمت تیر آهن در انواع مختلف آن مانند دیگر مقاطع فولادی به قیمت ارز، میزان عرضه و تقاضا، قیمت جهانی فولاد و حتی سیاست‌های اقتصادی داخلی و بین‌المللی وابسته است. قیمت تیرآهن لانه‌زنبوری نیز علاوه بر همه این‌ها بسته به ابعاد (سایز و طول) و برند تولیدکننده آن متفاوت خواهد بود.

 

سخن آخر

امروزه تیرآهن‌های لانه‌زنبوری با توجه به مزایای بی‌شمار خود موردتوجه سازندگان هستند و در بسیاری موارد از آن‌ها استفاده می‌شود. البته باید به خاطر داشته باشید که استفاده از تیرآهن‌های لانه‌زنبوری تنها در صورت رعایت مقررات و ضوابط مجاز است. در غیر این صورت استفاده از این مقطع فولادی محبوب نه‌تنها سودی نخواهد داشت، خطرآفرین نیز خواهد بود.

البته اگر مواردی که در این مقاله در خصوص تیرآهن‌های لانه‌زنبوری گفته شد را به‌درستی رعایت نمایید، خواهید توانست از مزایای این مقطع فولادی بهره ببرید.