تیرآهن H عنصر اساسی در ساخت سازه‌های فلزی ساختمانی، پس از میلگرد، یکی از مهم‌ترین مواد ساختمانی است. این تیرها به دلیل استحکام و انعطاف پذیری که دارند، در ایجاد اسکلت فلزی ساختمان‌ها بکار می‌روند.
اما کاربرد آن‌ها تنها به این حوزه محدود نمی‌شود. انواع مختلفی از تیرآهن وجود دارند که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوتی دارند. در این مقاله به بررسی تیرآهن از نوع Hسبک و سنگین می‌پردازیم.
انواع H سبک و سنگین
تیرآهن H یا همان IPB، یک نوع تیرآهن فولادی است که با تیرآهن‌های دیگر مانند IPE و INP تفاوت دارد. تفاوت اصلی آن در ساختار و شکل ظاهری است که تأثیر مستقیمی بر ویژگی‌های آن دارد. تیرآهن H دارای بالهای برابر با جان تیرآهن است، در حالی که تیرآهن‌های دیگر بالهای کوتاه‌تری دارند.
این ویژگی باعث می‌شود که تیرآهن H به عنوان “تیرآهن بال پهن” شناخته شود. تیرآهن H از استانداردهای اروپایی تولید می‌شود. این تیرآهن با عناوین مختلفی، از جمله بال پهن سنگین (HEB)، بال پهن سبک (HEA) و فوق سنگین (TPB) وجود دارد.
هر کدام از این نوع تیرآهن‌ها دارای کاربردها و ویژگی‌های خاصی است. برای تفکیک تیرآهن‌های سبک و سنگین، علامت‌های V و L استفاده می‌شود. V نشان دهنده سنگین بودن تیرآهن و L نشان دهنده سبک بودن آن است. به عنوان مثال، IPBV بیانگر تیرآهن H سنگین و IPBL نمایانگر تیرآهن H سبک است.
تیرآهن‌ها، مواد ساختمانی با ارزش و پرکاربرد در صنعت ساختمان‌سازی و مهندسی عمران به شمار می‌روند. به دلیل ویژگی‌هایی مانند بالهای موازی، اتصال و نصب آن‌ها بسیار آسان می‌شود. استفاده از این تیرآهن‌ها در سازه‌ها می‌تواند به کاهش بار مرده تا 30 درصد کمک کند.
این تیرآهن‌ها خواص مکانیکی مناسبی دارند و با دقت بالا، وزن سبک و ضریب مقطع بالا شناخته می‌شوند. در انتخاب و خرید تیرآهن‌ها، مقایسه قیمت‌ها و اطمینان از کیفیت محصول بسیار مهم است.
بیشتر بدانید : خرید ریل آهن
مراحل تولید تیرآهن
تولید تیرآهن از طریق فرآیند نورد گرم انجام می‌شود. در این فرآیند، شمش‌های فولادی ابتدا به قفسه اول نورد فرستاده می‌شوند. در این قسمت، شمش‌ها از بین غلتک‌هایی عبور می‌کنند که باعث کاهش ارتفاع و افزایش طول آن‌ها می‌شود.
سپس، شمش‌ها به قفسه‌های میانی و پایانی انتقال می‌یابند. در این مراحل، با استفاده از غلتک‌های عمودی و افقی، شکل نهایی تیرآهن شکل‌دهی می‌شود. در پایان، تیرآهن با ابعاد استاندارد از خط نورد خارج شده و برش‌های لازم برای به دست آوردن طول مورد نظر انجام می‌شود.
مقایسه انواع تیرآهن H سبک و سنگین :
تیرآهن‌های سبک و سنگین از نظر ساختاری هر دو به شکل H انگلیسی هستند، اما دارای تفاوت‌هایی در ضخامت و وزن می‌باشند. تیرآهن‌های سبک دارای جان نسبتاً نازک و بالهای کوتاه‌تر هستند که باعث کاهش وزن متریال و به تبع آن وزن کلی سازه می‌شود.
از طرف دیگر، تیرآهن‌های سنگین دارای جان، بالها و طولی با ارتفاع مشابه هستند که باعث افزایش وزن متریال و به تبع آن وزن کلی سازه می‌شود. تفاوت دیگر میان این دو نوع، در تحمل بار است؛ تیرآهن‌های سبک به دلیل وزن کمتر، تحمل بار کمتری دارند در حالی که تیرآهن‌های سنگین بدلیل وزن بیشتر، تحمل بار بیشتری دارند.
برای تشخیص این دو نوع، می‌توانید به فاکتورهای ضخامت و وزن توجه کنید. همچنین، اطلاعات دقیق درباره مشخصات محصول معمولاً بر روی آن نوشته می‌شود که می‌تواند به شناخت تیرآهن‌های سبک و سنگین کمک کند.
بیشتر بدانید : ریل صنعتی
مقایسه تیرآهن H سبک و سنگین از جهات مختلف:
• تفاوت از نظر کاربرد
هر دو نوع تیرآهن سبک و سنگین در صنعت ساخت و ساز و تولید ماشین‌آلات سنگین کاربرد دارند، اما کاربردهای آن‌ها متفاوت است.
هاش سبک:
معمولاً در سازه‌ها و ساختمان‌هایی کاربرد دارد که نیاز به کاهش وزن و فشار دارند. این نوع تیرآهن برای سازه‌هایی که از نظر وزنی حساسیت دارند یا نیاز به استحکام فوق‌العاده ندارند، مثل سازه‌های موقتی یا سازه‌هایی که ارتفاع آن‌ها محدود است، مناسب است.
هاش سنگین:
به‌خاطر وزن بیشتری که دارد، در ساخت ساختمان‌های بزرگ، ستون‌های اصلی ساختمان و ساخت ماشین‌آلات سنگین استفاده می‌شود. هاش سنگین برای سازه‌هایی که نیاز به استحکام و مقاومت بیشتر دارند و یا در معرض بارهای سنگین قرار می‌گیرند، مناسب است. وظیفه اصلی تیرآهن در این سازه‌ها، توزیع فشار اصلی وارده بر سازه است تا سازه به بهترین شکل ممکن مقاومت کند.
• تفاوت از نظر وزن
تیرآهن‌های سبک:
با وزن کمتری ساخته می‌شوند که باعث می‌شود بتوانند در سازه‌های معمولی و سبک استفاده شوند. وزن کمتر آن‌ها باعث کاهش نیروهای فشاری بر ساختمان می‌شود، اما به دلیل وزن کمتر، تحمل بار کمتری دارند.
تیرآهن‌های سنگین:
دارای وزن بیشتری هستند که برای سازه‌های بزرگ و مرتفع مناسب هستند. وزن بیشتر آن‌ها باعث می‌شود که تحمل بارهای بیشتری داشته باشند و به دلیل وزن بیشتر، برای افزایش استحکام و مقاومت ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• تفاوت از نظر کیفیت و استحکام
تیرآهن‌های سبک:
از لحاظ استحکام، عملکرد مناسبی دارند اما نسبت به تیرآهن‌های سنگین، استحکام کمتری دارند.
تیرآهن‌های سنگین:
دارای کیفیت و استحکام بالاتری هستند که بتوانند نیروهای کششی بیشتری را تحمل کنند و به دلیل وزن بیشتر، استحکام و کیفیت بالاتری دارند.
• تفاوت از نظر ابعاد
تیرآهن‌های سبک:
دارای ابعاد کمتری هستند که از جمله طول بال کمتر و ضخامت کمتر در قسمت جان می‌باشد.
تیرآهن‌های سنگین:
دارای ابعاد بزرگتری هستند که طول بال و ضخامت آن‌ها بیشتر است.
• تفاوت از نظر روش تولید
تیرآهن‌های سبک:
با استفاده از رول‌های معمولی تولید می‌شوند که فرآیند تولید آن‌ها ساده‌تر است.
تیرآهن‌های سنگین:
برای تولید آن‌ها از نوردهای چند جهته استفاده می‌شود یا از روش جوشکاری استفاده می‌کنند که فرآیند تولید پیچیده‌تری دارد.
بیشتر بدانید : ریل ذوب آهن
مزایا و معایب تیرآهن H :
مزایا:
• تیرآهن به دلیل وزن سبک، مناسب برای ساخت سازه‌های بزرگ و چندین طبقه است، و همچنین امکان گسترش و توسعه آن پس از اتمام سازه وجود دارد.
• اجرای سازه‌های فولادی با استفاده از تیرآهن با سرعت بالا امکان‌پذیر است.
• کار با تیرآهن در ارتفاع‌های زیاد به دلیل وزن سبک آن، راحت‌تر است.
• امکان سرهم‌بندی قطعات و جایگذاری آن‌ها به صورت بهینه و با استفاده از فضای کمتر وجود دارد.
معایب:
• تیرآهن در برابر دماهای بالا مقاومت کمی دارد و در صورتی که دما بالاتر از ۵۰۰-۶۰۰ درجه سانتیگراد باشد، ممکن است ساختمان ریزش کند.
• استفاده از تیرآهن به جای اتصال استاندارد باعث مشکلاتی مانند خم شدن، خوردگی و رطوبت در سازه‌های فولادی می‌شود.
بیشتر بدانید : ریل پهلوی
حرف آخر:
در این مقاله، به بررسی تقسیم‌بندی تیرآهن‌های H شکل به دو دسته سبک و سنگین پرداختیم و اهمیت شناخت تفاوت‌های آن‌ها برای استفاده بهینه از این محصولات را مورد بررسی قرار دادیم. همانطور که بیان شد، تیرآهن‌های هاش سبک و سنگین از نظر وزن، ابعاد، استحکام و کیفیت، روش تولید و کاربرد با یکدیگر متفاوت هستند.
اما اصلی‌ترین تفاوت آن‌ها در نوع کاربردشان قابل مشاهده است؛ یعنی اگر نیاز به ساخت سازه‌های بزرگ با تحمل وزن بالا دارید، بهتر است از تیرآهن هاش سنگین استفاده کنید. اما اگر سازه‌هایی با بار زیاد ولی با وزن کمتر برای ساختارهای معمولی را مد نظر دارید، بهتر است از تیرآهن هاش سبک استفاده نمایید.