تیرآهن زنبوری چیست و چه کاربردی در سازه ها دارد؟

با گذشت زمان و افزایش جمعیت، نیاز به سازه های بزرگ و ایجاد بزرگراه ها روز به روز بیشتر می شود. از طرفی، وجود خانه های کوچک در شهرهای بزرگ و بالابودن قیمت آن ها سبب شده است که استفاده از سازه های چند طبقه ای از جمله ستون های فولادی، تیرآهن های فولادی و همچنین اسلب های بتنی تقویت شده ضروری شود.

اساسی ترین تغییراتی که در سال های اخیر در سازه های فولادی ایجاد شده است، استفاده از تیرآهن زنبوری بود که به عنوان تیرهای فرعی سقف و تیر اصلی مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله می خواهیم به بررسی تیرآهن لانه زنبوری، کاربرد و ویژگی های آن بپردازیم. پس با ما در دانشنامه آهن مهام همراه باشید.

تیرآهن لانه زنبوری چیست؟

تیرآهن لانه زنبوری به این دلیل نام گذاری شده است که در طول خود، حفره های توخالی و شبیه به لانه زنبور دارد. از طرفی، این مقطع به عنوان تیرآهن شبکه شناخته می شود. تیرآهن لانه زنبوری به این دلیل ساخته می شود که بتواند کمان خمشی بیشتری را با کمترین تغییر شکل، تحمل کند.

هنگامی که بر روی تیرآهن، عمل بریدن و جوش دادن انجام شود سبب افزایش ارتفاع تیر از 18 سانتی متر به 27 سانتی متر می شود و در آخر این که، ممان اینرسی مقطع افزایش پیدا می کند.برای اطلاع از قیمت تیرآهن لانه زنبوری بر روی نام محصول کلیک کنید.

نحوه ساخت تیرآهن لانه زنبوری

برای ساخت و برش این محصولات از دو روش سرد یا کوپال و روش گرم یا نوبل استفاده می شود که در ادامه به بررسی هر دو روش می پردازیم.

روش سرد یا کوپال: تولید نوع تیر در این روش به این صورت است که شش ضلعی های موجود بر روی جان تیرآهن، به وسیله ی گیوتین برش می خورد.

روش گرم یا نوبل: در این روش، ابتدا محل برش را با ایجاد خال جوش روی خطوط بر جان تیرآهن مشخص می کنند. پس از آن، به اندازه ی یک دندانه، قسمت بالا و پایین تیرآهن جا به جا می شود و با روی هم قرار فتن لبه ها، شش ضلعی ایجاد می شود.

در نهایت برای تقویت تیرآهن، حفره ها را توسط ورق پر می کنند. این روش از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است و به همین دلیل در میان تولید کنندگان تیرآهن پرطرفدار است.

مزایای استفاده از تیرآهن لانه زنبوری

مهم ترین مزایای تیرآهن لانه زنبوری عبارت است از:

• مقاومت خمشی تیر را افزایش می دهد.
• به دلیل سبک وزن بودن تیر، از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است.
• وجود حفره ها در جان تیر باعث می شود که فضاهای مناسبی را برای عبور لوله های تأسیساتی و برق ایجاد کند.
• در صنایع مختلف مانند پل سازی، حمل و نقل و همچنین عمران بسیار کاربرد دارد.

معایب استفاده از تیرآهن لانه زنبوری

وجود حفره ها در جان تیرآهن باعث می شود که مقامت برشی تیر در محل اتصال پل به ستون ها کاهش پیدا کند، در نتیجه برای رفع این مشکل حفره ها را با ورق پر می کنند.

• اگر در ساخت تیرآهن، استانداردهایی که باعث می شود ارتفاع سازه افزایش پیدا کند، رعایت نشود، در این صورت تیرآهن دچار خرابی می شود.
• تیرآهن زنبوری در مقایسه با دیگر مقاطع فولادی ضریب اطمینان و ایمنی پایینی دارد.
• هنگام جوشکاری باعث می شود که مقاومت فولاد کاهش پیدا کند.

کاربردهای تیرآهن لانه زنبوری

از تیرآهن لانه زنبوری به عنوان ستون در سازه ها و عناصر سقفی استفاده می شود. در کشور ما به جهت استفاده از تیرچه و بلوک، تیرآهن زنبوری به صورت مدفون در بتن مورد استفاده قرار می گیرد؛ زیرا بتن باعث کاهش مقاومت برشی و ناپایداری پیچشی در تیرآهن زنبوری می شود.

از کاربردهای این تیرها در سازه های فولادی می توان به سیستم های فضایی، عناصر سقفی، طاق قوسی، ستون و همچنین مزارع اشاره کرد. این نوع محصول در ساخت پل و سقف سوله ها نیز استفاده می شود.

روش های تقویت تیرآهن لانه زنبوری

یکی از معایب تیرآهن لانه زنبوری این است که به دلیل حفره های زنبوری شکل در طول خود، از مقاومت برشی کمی برخوردار است. روش هایی برای تقویت این نوع تیرها وجود دارد که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم.

تقویت با ورق

حفره‌های خالی در این تیرها باعث می شود که سازه در برابر تنش‌های برشی ضعیف شود. برای رفع این عیب، حفره‌ها را به وسیله ی جوش و با ورق های تقویتی پر می کنند. نوع دیگری از تیرهای لانه زنبوری هستند که از ورق واسطه برای بریدن قطعات بالا و پایین آنها استفاده می‌کنند. ورق واسطه میان دندانه‌ها جوش می‌خورد. ساخت تیرآهن به این روش، بسیار مستحکم تر و قوی تر از تیرآهن های بدون ورق واسطه است.

تقویت با بتن و فولاد

نیروی برشی و لنگر خمشی در قسمت تکیه گاه تیرآهن زنبوری زیاد است و به همین دلیل باعث افزایش تنش های خمشی می شود. در این مواقع، محل هایی که دچار تنش هستند با بتن پر شود. زیرا از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه بوده و همچنین باعث افزایش سختی و مقاومت تیر می شود.

هدف از ساخت تیرآهن لانه زنبوری

برای خیلی از افراد این سوال پیش می آید که چرا تیرآهن را لانه زنبوری می کنند؟ مهم ترین مزایای استفاده از تیرآهن لانه زنبوری شامل افزایش دوام، تطبیق پذیری، هزینه ی کم و همچنین سبک وزن بودن آن می شود که در ادامه به بررسی هر یک از آن ها می پردازیم:

افزایش دوام: سختی تیر بدون ایجاد تغییر در وزن ماده، یکی از اساسی ترین خصوصیات تیرآهن لانه زنبوری به شمار می رود. افزایش دوام این نوع محصول سبب می شود که طول عمر بیشتری در برابر عوامل مختلف و لرزش های رایج داشته باشد.

تطبیق پذیری: این نوع تیرآهن در انواع متفاوتی تولید می شود. همچنین در پروژه های ساختمانی مانند پارکینگ های چند طبقه و پل ها، قابلیت تطبیق پذیری بالایی دارد.

وزن سبک: تیرآهن لانه زنبوری با کم ترین میزان فلز در ساختار خود، باعث می‌شود که سختی بیشتری در سازه به همراه وزن کمتر بدست آوریم. این محصول، علاوه بر سبک وزن بودن، دارای مقاومت و پایداری بالایی نیز است.

هزینه ی کم: استفاده از تیرآهن لانه زنبوری از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است و هزینه ی پایینی در مقایسه با دیگر تیرآهن ها دارد.