کاربرد تیرآهن لانه زنبوری

کاربرد تیرآهن لانه زنبوری چیست؟ چه عواملی بر قیمت روز تیرآهن لانه زنبوری تاثیر با افزایش جمعیت اهمیت ساخت برج­های بلند بیش از پیش مورد توجه قرار گرفت. در ساخت سازه­ های بلند وزن زیاد مصالح به کار رفته مشکل بزرگی است، یکی از راه حل­هایی که برای رفع این مشکل ارائه شد ابداع تیرآهن لانه زنبوری بود. این تیرآهن با برش دادن تیرآهن معمولی و اتصال آن مطابق شکل ساخته می شود.

تیر لانه زنبوری یکی از انواع مختلف و متداول تیرهای ساختمانی است که در کشور ما مورد استعمال فراوانی در اسکلت های فولادی داشته است. فلسفه ساخت تیر لانه زنبوری اصولا برای بالا گشتاور اینرسی و مدول مقطع تیر و در نتیجه بالا بردن ظرفیت تحمل گشتاور در مقایسه با تیر نورد شده اصلی می باشد.

در زمان ها و مکان هایی که تیر اصلی موجود نبوده یا صرفه اقتصادی نداشته باشد استفاده از تیر لانه زنبوری مطرح می شود. مثلا از یک تیر نمره 16 با برش دادن و ساختن تیر لانه زنبوری و اعمال تقویت های لازم می توان جایگزینی برای تیر نمره 20-18 یا حتی نمره 22 به وجود آورد.

ویژگی­ های تیرآهن CPE یا لانه زنبوری

تبدیل تیرآهن نوردی ساده به تیرآهن لانه زنبوری معایب و مزایای خود را دارد. با توجه به نوع کاربرد، لزوم استفاده یا عدم استفاده از این محصول مشخص می شود. طی فرآیند با ثابت ماندن وزن، ارتفاع تیرآهن افزایش می­ یابد همین موضوع در بعضی موارد خاص سبب کاهش کاربری این تیرآهن می شود.

کاربرد تیرآهن لانه زنبوری چیست؟

از عمده ترین کاربردهای تیرآهن لانه  زنبوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

•   به عنوان ستون در سازه ها
•   عناصر سقفی

در کشور ما، به دلیل استفاده از  تیرچه و بلوک، تیرآهن لانه زنبوری به شکل مدفون در بتن استفاده می شود، چرا که بتن، همه ی معایب موجود در لانه زنبوری (اعم از مقاومت بُرشی و ناپایداری پیچشی) را کاهش می دهد. از تیرآهن های لانه زنبوری در سازه های فولادی به عنوان ستون، طاق قوسی، عناصر سقفی، سیستم های فضایی و حتی در مزارع استفاده می کنند.

فلسفه اصلی تولید تیر لانه زنبوری اصولا برای بالا گشتاور اینرسی و مدول مقطع تیر و در نتیجه بالابردن ظرفیت تحمل گشتاور در مقایسه با تیر نوردشده اصلی است. در زمان ها و مکان هایی که تیر اصلی وجود ندارد یا صرفه اقتصادی ندارد، استفاده از تیر لانه زنبوری مطرح می شود. برای مثال: از یک تیر نمره 16 با برش دادن و ساختن تیر لانه زنبوری و اعمال تقویت های لازم می توان جایگزینی برای تیر نمره 20-18 یا حتی نمره 22 به وجود آورد.

علاوه بر این، ساخت تیرهای لانه زنبوری موجب افزایش ارتفاع نیم رخ و در نتیجه افزایش حدود 50% ظرفیت خمشی و کاهش حدود 50% از خیز تیر می شود. از سوراخ های داخل تیر هم می توان برای عبور تأسیسات ساختمانی استفاده کرد.

در حال حاضر در کشور ما از تیرهای لانه زنبوری به صورت گسترده ای برای تیرهای فرعی سقف و تیرهای اصلی که تنها وظیفه حمل بارهای ثقلی را دارند، استفاده می شود. همچنین، برخلاف عدم وجود اطلاعات کافی در ارتباط با قاب های برش گیر ساخته شده یا تیرهای لانه زنبوری، تعداد زیادی از قاب های خمشی با استفاده از این تیرها ساخته می شوند.

استفاده زیاد از این تیرها یک دلیل دیگر نیز دارد و آن اقتصادی بودن هزینه آن ها است که به خصوص در شرایط فعلی کشور گزینه بهتری است. این به معنای آن است که اضافه هزینه ساخت این گونه تیرها (هزینه برش، مونتاژ و جوشکاری) کمتر از ارزش فولاد صرفه جویی شده در اثر استفاده از تیرهای لانه زنبوری است.

کاربرد تیرهای لانه زنبوری را می توان در موارد زیر خلاصه کرد:

• تیرهای طولی یا عرضی عرشه پل ها
• اعضا فشاری (ستون ها) و اعضا فشاری-خمشی (تیر-ستون ها)
• تیرهای ماشین آلات ساختمانی
• ساخت سقف، پارکینگ، راه پله و پل سازی
• استفاده در دهانه های مهاربندی نشده
• تیرهای فرعی که دو سر آن ها مفصلی باشد
• تیرهای با مقاطع ظاهری یکنواخت یا متغیر در قاب های صفحه ای دارای تیرهای شیب دار
• تیرهای شبکه های تک لایه فضاکار
• تیرچه ها و تیرهای مختلط در بتن
• طراحی قاب های خمشی
• تیرهای قاب های لنگرگیر و مهاربندی شده

مهندسی دریایی

کاربرد تیرآهن لانه زنبوری در صنعت دریایی، تیرهای لانه زنبوری در بدنه قایق، روسازه کشتی و سکوهای دریایی کاربرد دارند. خواص مقاوم در برابر خوردگی و نسبت استحکام به وزن بالا، آنها را برای این کاربردهای دریایی سخت مناسب می کند.

مهندسی عمران

تیرهای لانه زنبوری را می توان در ساخت پل ها، سقف های دهانه بزرگ و سایر سازه های معماری به کار برد. سفتی، صلبیت و خاصیت جذب انرژی بالا آنها را برای تحمل بارهای مختلف از جمله باد، برف و نیروهای لرزه ای ایده آل می کند.

تجهیزات صنعتی

کاربرد تیرآهن لانه زنبوری در صنعت تولید، از تیرهای لانه زنبوری برای ایجاد سازه های سبک وزن و در عین حال مستحکم برای تجهیزات صنعتی مانند روباتیک، سیستم های نوار نقاله و قاب ماشین آلات استفاده می شود.

ابعاد تیرآهن لانه زنبوری

در حال حاضر تیرآهن های لانه زنبوری (CNP) با سایزهای 14، 16، 18، 20، 22 و 24 و ارتفاع 1.5 برابر تیرآهن های معمولی در بازار موجودند. لازم به ذکر است ضخامت این تیرآهن ها 2، 2.5 و 3 میلی متر بوده و عرض آن ها 1 و 1.5 متر است.

ابعاد تیرآهن لانه زنبوری با توجه به نیاز و محاسبات انجام شده در طراحی سازه، مشخص می شود. ارتفاع تیرآهن لانه زنبوری، 1.5 برابر تیر معمولی می باشد. معمولا برحسب نیاز تیرآهن معمولی را خریداری کرده و برش می­دهند. وزن مخصوص تیرآهن لانه زنبوری به کمک فرمول زیر محاسبه می شود:

وزن مخصوص تیرآهن لانه زنبوری در جدول اشتال طول شاخه : وزن تیرآهن لانه زنبوری

مراحل ساخت تیرآهن لانه زنبوری

این تیرآهن در ساختار خود دارای حفره­هایی مشابه لانه زنبور است که نامگذاری آن هم به همین علت می باشد. برای ساخت تیرآهن لانه زنبوری، روی تیرآهن IPE به کمک یک شابلن به صورت زیگزاگ مشخص می شود، با استفاده از دستگاه برش هوا (گاز استیلن) روی خطوط مشخص شده برش داده می شود.

طبق استاندارد زاویه سوراخ­های لانه زنبوری در این تیرآهن­ها بین 45 تا 60 درجه است که مقدار دقیق آن با توجه به مقدار تنش برشی افقی تعیین می شود. پس از برش تیر اولیه به دو پروفیل بالایی و پایینی تقسیم می شود، پروفیل بالایی را به کمک دستگاه جابه­جا کرده و جوری در مقابل پروفیل پائینی قرار می­دهند که کاملا بر هم منطبق شوند سپس با جوش دو طرف تیرآهن جدید را پر می­کنند. جوش نیمه قوسی اتوماتیک، روشی مقرون به صرفه، سریع و مناسب می باشد.

ساخت تیرآهن لانه زنبوری با حفره های دایره ای

موارد کاربرد تیرلانه زنبوری دایره ای هم در صنعت ساخت و ساز زیاد دیده می شود. به نظر بعضی از کارشناسان مزایای تیرآهن لانه زنبوری دایره ای بیشتر از CPE با حفره های شش ضلعی می باشد. در نتیجه کاربرد تیرآهن لانه زنبوری دایره ای هم با استقبال بیشتری روبرو خواهد شد. البته یکی از معایب تیرآهن لانه زنبوری دایره ای مقاومت برشی کم آن است که باید برای کاربرد تیرلانه زنبوری این موضوع را در نظر گرفت.

برای تولید این مقاطع فولادی روی جان تیر اولیه مطابق با الگوها برش های نیم دایره ای داده می شود. سپس دو قسمت جدا شده را به گونه ای جابه جا می کنند که نیم دایره ها کاملا روبروی یکدیگر قرار گرفته و دایره کامل را شکل دهند.

سپس جوشکاری نهایی را اعمال می کنند. مزایای تیرآهن لانه زنبوری دایره ای فراوان است و گسترش کاربرد تیرآهن لانه زنبوری دایره ای در صنعت ساخت و ساز را به همراه داشته می باشد. البته معایب تیرآهن لانه زنبوری دایره ای هم جای بحث دارد.

مزایای تیرآهن لانه زنبوری با حفره های دایره ای

• افزایش ظرفیت خمشی تیرآهن در برابر بار و فشار هم از دیگر مزیت های مهم به شمار می رود که موارد کاربرد تیرلانه زنبوری دایره ای را افزایش می دهد.
• کاربرد تیرلانه زنبوری دایره ای بسیار مقرون به صرفه است، چراکه ارتفاع این تیر در مقایسه با تیر اصلی بین 40 تا 60 درصد افزایش خواهد داشت.
• وزن این مقطع به خاطر وجود حفره ها کاهش پیدا کرده که روی وزن کلی سازه هم اثر می گذارد و کاربرد تیرآهن لانه زنبوری دایره ای را توجیه می کند.
• از دیگر مزایای تیرآهن لانه زنبوری دایره ای هم درست مانند شش ضلعی می توان به افزایش مقاومت و سختی خمشی آن ها اشاره کرد که برای تعیین کاربرد تیرآهن لانه زنبوری بسیار موردتوجه قرار می گیرد.

ساخت CPE با حفره های شش ضلعی

کاربرد تیرآهن لانه زنبوری با حفره های شش ضلعی در صنعت بسیار می باشد. از جمله کاربرد تیرلانه زنبوری شش ضلعی می توان به استفاده در سقف ها اشاره کرد. برای ساخت این مقطع، برشی که روی طول تیر اولیه ایجاد می شود، مطابق با الگوها و به صورت زیگزاگی اعمال خواهد شد.

سپس قطعه برش خورده بالایی، به اندازه نیم برش به سمت راست یا چپ شیفت داده خواهد شد و مجددا روی قطعه پایینی قرار می گیرد. البته کاربرد تیرآهن لانه زنبوری اینجا شروع نمی شود؛ بلکه نیاز است قبل از آن محل اتصال دو قطعه برش خورده با روش های به یکدیگر جوش بخورند.

به این ترتیب حفره های شش ضلعی روی جان تیرآهن پدیدار می شوند که کاربرد تیرلانه زنبوری را متفاوت تعریف می کند. مهم ترین مزایای تیرآهن لانه زنبوری با حفره های شش ضلعی این است که ارتفاع آن بدون استفاده از مصالح اضافه را افزایش می دهد.

در واقع یکی از اصلی ترین دلایل فراوانی کاربرد تیرآهن لانه زنبوری در پروژه های مختلف همین موضوع است که تیرآهن لانه زنبوری حتی تا 1.5 برابر نسبت به تیرآهن اولیه بلندتر خواهد شد. در ادامه مزایای تیرآهن لانه زنبوری با حفره های شش ضلعی را مورد بررسی قرار خواهیم داد؛ اما از معایب تیرآهن لانه زنبوری شش ضلعی هم چشم پوشی نخواهیم کرد.

• استحکام بخشی به سازه بدون افزایش وزن آن از دیگر مزایای تیرآهن لانه زنبوری است که باعث گسترش کاربرد تیرلانه زنبوری در ساختمان های عظیم خواهد شد.
• افزایش مقاومت و استحکام سازه بدون استفاده از مصالح اضافی موجب صرفه جویی در هزینه های پروژه و گسترش کاربرد تیرآهن لانه زنبوری خواهد شد.
• افزایش مقاومت خمشی تیر را به دنبال دارد که روی نوع کاربرد تیرلانه زنبوری اثر می گذارد.
• وجود حفره ها، عبور لوله های تاسیسات و اتصالات برق را آسان می کند و کاربرد تیرآهن لانه زنبوری را توجیه می سازد.

حالا بعد از پرداختن به مزایای تیرآهن لانه زنبوری شش ضلعی، نوبت به بررسی معایب آن می رسد. از جمله مهم ترین معایب تیرآهن لانه زنبوری با حفره های شش ضلعی، سخت بودن مراحل برش و جوشکاری برای تولید آن می باشد.

مزایای تیرآهن لانه زنبوری

قرار است در ادامه نگاهی کلی به مزایای تیرآهن لانه زنبوری داشته باشیم. مشخص است که وجود همین مزایا باعث افزایش میزان استفاده و کاربرد تیرآهن لانه زنبوری شده است و از این رو اهمیت فراوانی دارد.

به طور کلی می توان گفت که مزایای تیرآهن لانه زنبوری که روی کاربرد تیرلانه زنبوری اثر می گذارد، شامل موارد زیر خواهد شد:

• یکی از دلایلی که افزایش میزان کاربرد تیرلانه زنبوری را به همراه داشته، قیمت مناسب تر آن می باشد. به طور کلی در بازار آهن آلات قیمت مقاطع فولادی براساس وزن آن ها اعلام می شود و به خاطر وزن کمتری که تیرآهن CPE دارد، قیمت کمتر هم پیدا می کند که همین امر روی افزایش میزان کاربرد تیرآهن لانه زنبوری اثر به سزایی دارد.
• یکی از چالش هایی تکمیل پروژه های ساختمانی، عبور لوله های تاسیساتی و اتصالات برقی است که وجود حفره ها در تیرآهن CPE این مشکل را حل می کند و همین موضوع فراوانی کاربرد تیرلانه زنبوری را توجیه می سازد. البته از مزایای تیرآهن لانه زنبوری دایره ای در مقایسه با شش ضلعی این است که سوراخ های دایره ای آزادی عمل بیشتری به کارگران برای نصب تاسیسات و برقکاری فراهم می کنند. به همین علت کاربرد تیرآهن لانه زنبوری دایره ای هم بیشتر می باشد.
• کاربرد تیرلانه زنبوری به ساخت ساختمان ها محدود نمی شود و برای تکمیل سازه های عمرانی مثل پل های شهری و غیره هم از این تیرآهن استفاده می شود.
• بعضی از کارشناسان به خاطر وجود سوراخ ها روی بدنه تیرآهن CPE تصور می کنند که یکی از معایب تیرآهن لانه زنبوری مقاومت کمتر آن می باشد. در صورتی که میزان تحمل این مقطع در برابر بار بیشتر از تیرهای معمولی ست. البته مقاومت کم در برابر نیروهای برشی از معایب تیرآهن لانه زنبوری است که برای کاربرد تیرآهن لانه زنبوری حفره های آن را پوشش می دهند.
• ردپای کاربرد تیرآهن لانه زنبوری حتی در صنعت حمل و نقل هم دیده می شود که از جمله مزایای تیرآهن لانه زنبوری به شمار می رود.

تقویت تیرآهن لانه زنبوری

گاهی تیرآهن لانه زنبوری به خاطر کاربرد تیرآهن لانه زنبوری علاوه بر تنش ­های خمشی تحت تنش­های برشی هم قرار می­گیرد، در صورتی که تنش­های برشی از تنش­های خمشی بزرگ­تر باشند، در تیرآهن مشکل ایجاد شده و از کارآیی ورق کاسته می شود. برای حل این معضل، داخل حفره­ها را به کمک ورق و به وسیله جوش به طور کامل پر می­کنند، این تیرآهن­ها از تیرآهن­های بدون ورق بسیار مستحکم­تر هستند.

در تیرآهن، علاوه بر تنش­های خمشی اصلی در حفره­ها، تنش­های خمشی ثانویه حاصل از تنش­های برشی هم به وجود می­آیند، در صورتی­که تنش­های ثانویه از تنش­های اصلی باشند کارآیی تیرآهن کمتر می شود.

برای رفع این مشکل تیر باید تقویت شود، استفاده از ورق در بسیاری از موارد توجیه اقتصادی ندارد به همین علت ترکیب فولاد و بتن برای تقویت تیر به کار برده می شود. داخل حفره­های تیرآهن لانه زنبوری در نقاطی که تنش­های ثانویه قابل ملاحطظه هستند از بتن پر شده و به این ترتیب مقاومت تیر افزایش می ­یابد.

قیمت تیر لانه زنبوری و عوامل مؤثر بر آن

قیمت آهن لانه زنبوری و مقاطع فولادی به نرخ ارز، نسبت عرضه و تقاضا، قیمت جهانی فولاد و حتی سیاست های اقتصادی داخلی و بین المللی 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.

تیرآهن الانه زنبوری به عنوان یک محصول فلزی جزو بازار جهانی فلزات است. تغییرات در بازارهای بین المللی مانند تغییرات در قیمت آهن، فلز مس، نقره و طلا می توانند به تغییرات قیمت تیرآهن الانه زنبوری در بازارهای محلی منجر شوند.

تقاضا و عرضه در بازار می توانند به طور مستقیم تغییرات در قیمت تیرآهن الانه زنبوری ایجاد کنند. در صورتی که تقاضا بیشتر از عرضه باشد، قیمت ممکن است افزایش یابد و برعکس. عوامل مختلفی مانند رشد ساخت و ساز، صنعت خودروسازی و زیرساخت های توسعه می توانند تقاضا را تحت تأثیر قرار دهند.

امروزه همه ایده های نوآورانه به دنبال استفاده از مقاطع فولادی سبک تر در ساختمان هستند، برای ساخت این محصول نیز استاندارد تیرآهن لانه زنبوری وجود دارد که تولیدکنندگان برند، تحت این استاندارد محصول را روانه بازار می کنند. درواقع با این کار وزن مرده ساختمان کم می شود و از این طریق می توان از استهلاک ساختمان و میزان خسارت های احتمالی در هنگام حوادثی مانند زلزله کاهش داد. برای دریافت قیمت روز تیرآهن با آیرونید تماس بگیرید.