امروزه به دلیل تأثیر گسترده تیرآهنهای لانه زنبوری بر استحكام و دوام سازه‌های مدرن، به‌کارگیری آنها در ساختمان‌سازی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. با نگاهی اجمالی به سازه‌های مختلف، از مزایای تیرآهن لانه زنبوری و کاربردهای گسترده این نوع تیرآهن خاص برای اهداف مختلف آگاه خواهید شد. این تیرآهنها می‌توانند نقش مهمی در تعیین کیفیت کلی ساختمان داشته باشند. تیرآهن لانه زنبوری را میتوان در ساخت یک انبار صنعتی یا یک ساختمان چندطبقه استفاده کرد. شکی نیست که شما می‌توانید این نوع تیرآهن را در پروژه‌های آینده خود به کار ببرید؛ ولی قبل از استفاده باید بدانید تیرآهن لانه زنبوری چیست. کاربرد تیرآهن لانه زنبوری در ساختمان سازی چگونه است؟ قیمت تیر لانه زنبوری چقدر است؟ استاندارد تیرآهن لانه زنبوری چیست؟ درباره دستگاه برش لانه زنبوری تیرآهن بخوانید و اینکه چه ممنوعیت‌هایی برای استفاده از تیرآهن لانه زنبوری وجود دارد؟
تیرآهن لانه زنبوری چیست؟
انواع تیرآهن بر اساس شکل به 4 دسته تیرآهن معمولی، تیرآهن اروپایی، تیرآهن هاش و تیرآهن لانه زنبوری (CNP) تقسیم میشوند. تیرآهنهای لانه زنبوری دارای حفره‌های توخالی در مقطع جان خود بوده که به همین دلیل وزن پایین‌تری نسبت به تیرآهنهای معمولی دارند.
تیرآهن لانه زنبوری در مقایسه با تیرآهن معمولی با وزنی برابر، دارای استحکام، مقاومت خمشی، مقاومت اینرسی و انعطاف بالاتری است. به همین دلیل در بخشهایی از ساختمان که وجود حفره تیرآهن لانه زنبوری مشکلی ایجاد نکند، استفاده از این نوع تیرآهن توصیه میشود.
تاریخچه تیر لانه زنبوری
در زمان جنگ جهانی دوم، جهان با کمبود فولاد مواجه شد و به همین دلیل مهندسان در راستای صرفه‌جویی در استفاده از فولاد، به ایده به‌کارگیری تیرآهنهای لانه زنبوری رسیدند. این تیرآهنها باوجود وزن کم، استحکام بالایی دارند و استفاده از آنها بسیار مقرون‌به‌صرفه خواهد بود.
کاربرد تیر لانه زنبوری در کجاست؟
تیرآهن یکی از مقاطع فولادی پرکاربرد است که در ساختمان‌سازی به‌عنوان ستون برای بالا بردن مقاومت سازه در برابر نیروهای وارده به کار می‌رود. همچنین از انواع تیرآهن در صنایع مختلف دیگری نیز استفاده میشود.
برای خواندن "همه چیز درباره تیرآهن و کاربردهایش"
کلیک کنید
کاربردهای تیر لانه زنبوری بسیار است که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
1. ساخت سقف، پارکینگ، راهپله و پلسازی
2. استفاده در دهانههای مهاربندی نشده
3. تیرهای فرعی که دو سر آنها مفصلی باشد
4. طراحی قابهای خمشی
مزایا و معایب تیر لانه زنبوری چیست؟
مزایای تیر لانه زنبوری نسبت به معایب آنها بسیار بیشتر است؛ اما به‌هرحال این تیرها نیز در کنار مزایای بی‌شمار خود دارای معایبی هستند. در جدول زیر مزایا و معایب تیر لانه زنبوری به‌طور خلاصه آمده است:
|
ویژگی‌های تیر لانه زنبوری
|
|
مزایای تیر لانه زنبوری
|
معایب تیر لانه زنبوری
|
|
طول بیشتر تا 1.5 برابر تیرآهنهای معمولی
|
ضریب امنیتی کمتر و امکان گسیختگی
|
|
وزن کمتر
|
مقاومت برشی کمتر
|
|
کاهش مصرف فولاد
|
تغییر خواص فولاد به دلیل جوشکاری
|
|
تسهیل در امور تأسیساتی با حفره‌های موجود در جان
|
الزام جوشکاری سرتاسری
|
|
تطبیق عمق تیر با تحمل بار
|
ضعف جان تیر
|
|
مقاومت خمشی بالاتر
|
امکان لهیدگی در بخش‌های جوش خورده
|
|
ممان اینرسی بالاتر
|
انتقال بار کمتر و درنتیجه باربری کمتر
|
|
انعطاف بالاتر
|
-
|
|
مقرون‌به‌صرفه بودن
|
-
|
|
کاهش ضخامت سقف
|
-
|
|
انتقال بار بهتر به سایر عناصر سازه
|
-
|
چطور میتوان تیرآهن های لانه زنبوری را برش داد؟
به‌منظور ایجاد طرح لانه زنبوری روی تیرآهن، ابتدا الگوی مشخصی روی جان تیر پیاده‌سازی میشود. سپس مقطع تیر توسط یکی از شیوه‌های برشی، به دو نیمه تقسیم میشود. درنهایت نیز لبه‌های دو نیمه در مقابل یکدیگر قرار گرفته و توسط عملیات جوشکاری به یکدیگر متصل می‌گردد. دستگاه برش تیرآهن لانه زنبوری به روش گرمایی برنول یا روش برش سرد کار می‌کند. در ادامه به توضیح هریک از این روش‌ها خواهیم پرداخت.
1. روش گرمایی برنول
در این روش احتراق گاز استیلن و اکسیژن سبب به وجود آمدن شعله بنفش رنگی میشود که از این شعله برای برش تیرآهن لانه زنبوری استفاده می‌کنند.
۲. روش برش سرد یا کوپال
در برش تیرآهن لانه زنبوری (CNP) به روش برش سرد یا کوپال، یک دستگاه قطع کن سنگین مجهز به گیوتین برای تقسیم تیر به کار می‌رود.
آیا محدودیت های استفاده از تیرآهن لانه زنبوری را میدانید؟
به دلیل ویژگی‌های خاص تیرآهن لانه زنبوری، در موارد خاصی نمیتوان از این محصول استفاده کرد:
-
در تیرهای پل دو سر مفصل که نیاز است تیرهای فرعی با برش‌های زیاد روی جان آن قرار بگیرد، نمیتوان از تیر لانه زنبوری استفاده کرد.
-
برای اعضای باربر جانبی در قابهای خمشی معمولی، متوسط و ویژه نمیتوان از تیرآهنهای لانه زنبوری استفاده کرد.
-
نمیتوان تیرآهن لانه زنبوری را به‌عنوان تیرهای دهانههای مهاربندی‌شده همگرای معمولی، ویژه و واگرا به کار برد.
وزن استاندارد تیر لانه زنبوری + جدول اشتال
وزن یکی از پارامترهای مهم در تولید مقاطع فولادی بوده و تمامی این مقاطع دارای وزنی استاندارد و جهانی هستند که در جدولی به نام جدول اشتال آورده شده‌اند. در جدول زیر وزن استاندارد تیر لانه زنبوری و تیرآهن معمولی به همراه وزن تیرآهنهای لانه زنبوری کارخانه ذوب‌آهن آورده شده‌اند:
|
جدول اشتال تیرآهنهای لانه زنبوری
|
|
سایز
|
وزن تیرآهن معمولی (Kg به ازای 12 متر)
|
وزن تیرآهن لانه زنبوری (Kg به ازای هر متر)
|
وزن تیرآهن لانه زنبوری ذوب‌آهن (Kg به ازای 12 متر)
|
|
8
|
72
|
6
|
-
|
|
10
|
98
|
8.1
|
-
|
|
12
|
125
|
10.4
|
125
|
|
14
|
155
|
12.9
|
155
|
|
16
|
190
|
15.8
|
195
|
|
18
|
226
|
18.3
|
225
|
|
20
|
269
|
22.4
|
275
|
|
22
|
315
|
26.2
|
325
|
|
24
|
369
|
30.7
|
375
|
|
27
|
434
|
36.1
|
425
|
|
30
|
507
|
42.2
|
507
|
|
33
|
590
|
49.1
|
-
|
|
36
|
686
|
57.1
|
-
|
|
40
|
796
|
66.3
|
-
|
|
45
|
932
|
77.6
|
-
|
|
50
|
1089
|
90.2
|
-
|
|
55
|
1272
|
106
|
-
|
|
60
|
1464
|
122
|
-
|
چگونه میتوان عملکرد تیرآهن لانه زنبوری را بهبود بخشید؟
همان‌طور که گفته شد تیرآهنهای لانه زنبوری باوجود تمام مزیت‌هایشان، معایبی نیز دارند که استفاده از بتن و فولاد می‌تواند تا حدی از این معایب بکاهد. به دلیل وجود برش‌هایی در مقطع تیرآهنهای لانه زنبوری، تنش‌های خمشی ثانویه‌ای ایجاد می‌کند که در برخی مواقع مقداری بزرگ‌تر از تنش‌های اصلی دارند.
وجود این تنش‌ها می‌تواند عملکرد تیر را تحت تأثیر قرار دهد که با پر کردن حلقه‌های کناری این تیرآهنها با ورق، میتوان تا حدی این مشکل را برطرف کرد؛ اما زمانی که این تیرها به‌صورت یکسره به کار گرفته شوند این کار صرفه اقتصادی نخواهد داشت. به همین دلیل استفاده از رفتار مرکب بتن و فولاد جایگزین شد. در این روش نقاط حساس تیرآهنهای لانه زنبوری را با بتن پر می‌کنند که این کار علاوه بر افزایش سختی و مقاومت تیر، از لحاظ اقتصادی نیز مقرون‌به‌صرفه خواهد بود.
انواع سایز تیرآهن لانه زنبوری
در حال حاضر تیرآهنهای لانه زنبوری (CNP) با سایزهای 14، 16، 18، 20، 22 و 24 و ارتفاع 1.5 برابر تیرآهنهای معمولی در بازار موجودند. لازم به ذکر است ضخامت این تیرآهنها 2، 2.5 و 3 میلیمتر بوده و عرض آنها 1 و 1.5 متر است.
قیمت تیر لانه زنبوری و عوامل مؤثر بر آن
قیمت آهن و مقاطع فولادی به نرخ ارز، نسبت عرضه و تقاضا، قیمت جهانی فولاد و حتی سیاست‌های اقتصادی داخلی و بین‌المللی بستگی دارد. در مورد قیمت تیرآهن چه از نوع لانه زنبوری و چه از انواع دیگر علاوه بر همه این موارد، با تغییر سایز، ضخامت، طول و برند تولیدکننده قیمت محصول متفاوت خواهد شد.
در اهمیت کاربرد تیرآهن لانه زنبوری همین بس که استفاده از آن در ساختمان سازی اجتناب ناپذیر است.از مهمترین مزایای تیرآهن لانه زنبوری کاهش استفاده فولاد و در نتیجه کاهش هزینه هاست. امروزه همه ایده‌های نوآورانه به دنبال استفاده از مقاطع فولادی سبک‌تر در ساختمان هستند، برای ساخت این محصول نیز استاندارد تیرآهن لانه زنبوری وجود دارد که تولیدکنندگان برند، تحت این استاندارد محصول را روانه بازار می‌کنند. درواقع با این کار وزن مرده ساختمان کم میشود و از این طریق میتوان از استهلاک ساختمان و میزان خسارت‌های احتمالی در هنگام حوادثی مانند زلزله کاهش داد.
به‌کارگیری تیر لانه زنبوری (CNP) می‌تواند راهکار مناسبی برای کاهش فولاد مورد استفاده در ساختمان باشد. البته با توجه به حفره‌ها و برش‌های انجام شده در تولید تیرآهن لانه زنبوری، امکان استفاده از آنها تنها در موارد خاصی وجود دارد که در این مقاله به آنها اشاره شد.