تیر مرکب چیست و چرا استفاده می شود؟

تیر مرکب چیست و چرا استفاده می شود؟ قیمت تیر مرکب چقدر است و آیا قیمت روز تیرآهن بر آن تاثیر می گذارد؟ تیرهای مرکب فولادی بتنی شامل یک تیرآهن می باشند که بر روی آن بلوک بتنی با کمک اتصالات برشی نصب می شود.

در ساخت و ساز سنتی تیر مرکب، بلوک های بتنی بدون اتصالات خاص روی تیرآهن قرار می گیرد و توسط آن حمایت می شود. از آنجا که در این حالت هیچ اتصالی بین بلوک بتنی و تیرآهن قرار ندارد، تحت اثر بارهای مختلف، هرکدام به شکل مستقل واکنش عمل می کنند. برای شناخت کاربردها و مزایای تیر مرکب با ما همراه باشید.

آشنایی با تیر مرکب و موارد استفاده از آن در صنعت

تیر مرکب یا تیر مختلط، ترکیبی از مصالح فولادی و بتنی است که به منظور افزایش استحکام و عملکرد سازه‌ای در ساختمان‌ها و پروژه‌های عمرانی طراحی شده است. در زیر به برخی از ویژگی‌ها و مزایای تیر مرکب اشاره می‌شود:

• ساختار ترکیبی: تیرهای مرکب معمولاً از یک تیر فولادی که بر روی یک بلوک بتنی قرار دارد، تشکیل می‌شوند. این ترکیب باعث بهبود عملکرد سازه‌ای و افزایش باربری می‌شود.
• مقاومت در برابر خوردگی و آتش: یکی از مزایای تیر مرکب، مقاومت بالای آن در برابر عوامل محیطی مانند خوردگی و آتش‌سوزی است. این ویژگی آن را برای استفاده در محیط‌های مختلف مناسب می‌کند.
• افزایش سختی و استحکام: تیرهای مرکب به‌دلیل ترکیب مصالح مختلف، معمولاً از تیرهای فولادی به تنهایی مقاوم‌تر و سخت‌تر هستند. این امر باعث می‌شود که آنها در برابر بارهای سنگین و نیروهای جانبی بهتر عمل کنند.
• اتصالات برشی: برای یکپارچه کردن پوشش‌های بتنی با تیرهای فولادی، از اتصالات برشی مناسب استفاده می‌شود که این امر باعث افزایش کارایی تیر مرکب می‌گردد.
• کاربرد گسترده: این نوع تیر در صنعت ساخت و ساز به‌ویژه در پروژه‌های بزرگ، پل‌ها و ساختمان‌های چند طبقه به کار می‌رود.

تیر مرکب به‌عنوان یک گزینه کارآمد و اقتصادی در طراحی سازه‌ها شناخته می‌شود و به مهندسان این امکان را می‌دهد که سازه‌های با کارایی بالا و ایمنی بیشتر طراحی کنند.

چرا از تیر مرکب استفاده می شود؟

• صرفه جویی در مصرف فولاد
• کاهش عمق تیر و در نتیجه افزایش ارتفاع سقف
• کاهش وزن تیر
• امکان ایجاد دهانه های بزرگ با افزایش مقاومت
• پوشش مساحت های وسیع بدون نیاز به هرگونه ستون واسط
• افزایش مقاومت به خوردگی و آتش سوزی به خاطر پوشش بتنی
• از خواص بتن و فولاد به شکل مؤثری بهره می برد.
• در مقایسه با تیرهای غیرمرکب با طول دهانه و میزان بار یکسان، استفاده از تیرهای مرکب موجب صرفه جویی بیشتری در هزینه فولاد می شود.
• عمق و وزن تیرآهن مورد نیاز در تیر مرکب کاهش پیدا می کند. پس با کاهش عمق تیر، ارتفاع سقف ساختمان بیشتر شده و فضای بیشتری ایجاد می شود.
• استحکام بالا نسبت به بتن و تیرآهن
• افزایش باربری
• افزایش میزان بار بحرانی در کمانش ها

موارد استفاده از تیر های مرکب

در گذشته از تیرآهن و دال بتنی در کنار هم استفاده می شد که به وسیله برش گیرهای جوش شده روی بال بالایی تیرآهن به هم متصل می شدند. از معایب این اتصالات یک بار مصرف بودن دال بتنی، تیر و ستون فولادی بود که قابل بازیافت هم نبودند. به عبارتی بلوک های بتنی بدون اتصال خاصی روی تیرهای فولادی قرار داده می شدند.

از این رو در اثر وارد شدن بارهای مختلف، هر کدام به طور مجزا واکنش نشان می دادند. اما در حال حاضر از تیر مرکب مورد استفاده قرار می گیرد که یکپارچه عمل می کند و احتمال لغزش بین تیرآهن و دال بتنی را کاهش می دهد. تا قبل از سال 1940 تیر مرکب فقط در ساخت پل ها استفاده می شد. اما از سال 1944 به بعد با وضع ضوابط مخصوص به تیرهای مرکب کاربرد آن ها گسترش یافت.

استفاده از این تیرها در کشورهای اروپایی و آمریکا تا قبل از 1940 میلادی به تعداد محدودی پروژه ساخت پل محدود می شد. از سال 1944 با وارد شدن ضوابط مربوط به تیرهای مرکب در آئین نامه AASHTO، استفاده از تیرهای مرکب در طراحی و ساخت پل ها به طور چشمگیری رواج یافت و کاربرد تیرهای مرکب در سازه های ساختمانی پس از آن مورد توجه قرار گرفت.

این تیرها مهم ترین حسن هریک از مصالح تشکیل دهنده را دارا هستند. مقاومت فشاری، جرم، استحکام و مقاومت در مقابل آتش سوزی را بتن، مقاومت کششی و شکل پذیری مناسب را فولاد برای تیر تامین می کند.

این ترکیب مفید فولاد و بتن موجب شده که تیر مرکب نسبت به تیرآهن مشابه برتری داشته باشد. که از جمله موارد آن می توان به : افزایش باربری، افزایش بار بحرانی در انواع کمانش ها و افزایش مقاومت در مقابل خوردگی اشاره کرد. علاوه بر آن، کاربرد تیر مرکب در پوشش سقف ها باعث صرفه جویی در مصرف فولاد، کاهش عمق تیر و افزایش استحکام در مقابل بارهای وارده می شود.

انواع تیر های مرکب

تیر چسبی لمینتی (Glued Laminated Beam) یا تیر گلولام (Glulam Beam)

این تیر از صفحه های به هم چسبیده ساخته می شود. این صفحات تیر بزرگ تری را تشکیل می دهند. تیرهای گلولام کاربرد گسترده ای در ساخت و ساز ساختمان های کوچک دارند.

تیر ورق (Plate Girder)

این تیر، یک نوع تیرآهن رایج در ساخت تیرها و ساختمان های بزرگ به حساب می آید. این تیرآهن ها از سه صفحه فولادی جوش داده شده به هم تشکیل می شوند. ویژگی این نوع تیر این است که می توان آن ها را در ابعاد بسیار بزرگ تری نسبت به تیرهای بال پهن و I شکل ساخت.

تیر جعبه ای (Box Beam)

این نوع تیر از دو الوار به عنوان بال یا «فلنج» (Flange) و دو تخته چندلا به عنوان «جان» (Web) ساخته می شود. این بخش ها توسط اتصالاتی نظیر میخ، پیچ یا چسب در کنار یکدیگر قرار می گیرند تا در زمان اعمال بار، رفتار آن ها مثل یک تیر واحد باشد. تیرهای جعبه ای از مواد دیگری نظیر فولاد، پلاستیک ها و کامپوزیت ها هم ساخته می شوند.

انواع تیرهای مرکب از نظر ساختار

تیرهای مرکب از نظر ساختار به چند نوع مختلف تقسیم می شوند که هر یک از آن ها ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در زیر به توضیح سه نوع اصلی تیر مرکب اشاره می شود:

تیر مخروطی:

• • این نوع تیر دارای شکل مخروطی است و معمولاً در سازه هایی که نیاز به طراحی خاص و کاهش وزن دارند، استفاده می شود.
  • تیرهای مخروطی به دلیل شکل خاص خود می توانند بارهای بالایی را تحمل کنند و در عین حال وزن کمتری نسبت به تیرهای معمولی داشته باشند.
  • این نوع تیر به ویژه در سازه های صنعتی و پل ها به کار می رود.

تیر محیطی:

• • تیرهای محیطی به طور معمول در اطراف سازه ها و در نقاطی که نیاز به پشتیبانی بیشتری وجود دارد، نصب می شوند.
  • این تیرها می توانند به صورت یک قاب یا شبکه ای از تیرها طراحی شوند که بارهای عمودی و جانبی را به خوبی تحمل کنند.
  • تیرهای محیطی معمولاً در ساختمان های چند طبقه و سازه های بزرگ به کار می روند.

تیر همبسته:

• • تیر همبسته به تیرهایی اطلاق می شود که به صورت پیوسته و یکپارچه با یکدیگر ترکیب شده اند و معمولاً از دو یا چند نوع ماده مختلف ساخته می شوند.
  • این تیرها به طور خاص برای تحمل بارهای پیچیده و ناهمسان طراحی می شوند و می توانند به کاهش تنش ها و افزایش ایمنی در سازه کمک کنند.
  • تیرهای همبسته معمولاً در پروژه های خاص و مهندسی پیچیده مورد استفاده قرار می گیرند.

هر یک از این نوع تیرهای مرکب به مهندسان این امکان را می دهند که با توجه به نیازهای خاص پروژه، بهترین گزینه را انتخاب کنند و عملکرد سازه را بهینه سازی کنند.

عملکرد تیر مرکب فولادی بتنی

عملکرد مرکب دال بتنی و تیرآهن در ساختمان های مرکب بتنی فولادی عموما به وسیله برشگیرهای جوش شده روی بال بالایی تیرآهن تامین می شود. یکی از مشکلات اصلی این نوع از اتصالات عدم امکان استفاده مجدد از اعضای سازه ای (دال بتنی، تیر و ستون فولادی) در دیگر ساختمان ها و یا بازیافت کامل آن ها در پایان دوره بهره برداری آن ها و همینطور تولید مقدار زیادی مواد زاید ساختمانی ناشی از تخریب و صرف مقدار قابل توجهی از انرژی می باشد.

علاوه بر این، عملیات بتن ریزی برای اجرای دال های بتنی، آرماتوربندی و قالب بندی در محل پروژه انجام شده که زمان بر بوده و موجب افزایش هزینه های ساخت خواهد شد.

اتصال دال بتنی به تیرآهن در سازه های مرکب موجب افزایش قابل توجه ظرفیت باربری تیر خواهد شد و بنابراین یکی از روش های مناسب و مقرون به صرفه برای پوشش دهانه های با طول متوسط و بزرگ در ساخت و اجرای پل ها و ساختمان های معمولی استفاده از تیرهای مرکب می باشد.

کمانش تیر های مرکب

وقتی ورقی در صفحه میانی خود فشرده می شود ورق ناپایدار می گردد و شروع به کمانه کردن در یک مقدار بحرانی از بار صفحه ای می کند. وقتی به عضو فشاری وارد می شود، تا حدی رفتار فشاری عادی خواهد داشت ولی در یک لحظه از خود رفتار کمانشی نشان می دهد. به عبارت دیگر رفتار سیستم یا عضوی از سازه در مقابل برای اعمال بار به یکباره عوض خواهد شد. پس باری که تا آن حد بار سازه از خود رفتار عادی نشان دهند و در آن بار به طور ناگهانی از خود رفتار کمانشی بروز می دهد مهم است.

در بررسی پایداری تیرچه فلزی در تیرهای مرکب با دو نوع کمانش روبرو خواهیم بود. در زمان ساخت بتن تر بوده و کمانش پیچشی جانبی در ناحیه خمش مثبت، قبل از این که تیر به طور مرکب عمل کند، رخ خواهد داد. نوع دیگر کمانش به زمان بهره برداری در ناحیه خمش منفی و در تکیه گاه های میانی رخ می دهد. تنش های فشاری در بال پایین و ناحیه زیرین جان تیرچه موجب به وجود آمدن کمانش تغییر شکلی جانبی می گردد.

با کمک ضوابط مربوط به پایداری در آئین نامه های مختلف می توان از کمانش نوع اول جلوگیری کرد. در زمینه نوع دوم کمانش دال بتنی از چرخش و تغییر مکان بالای بال تیرچه جلوگیری می کند.

🔸 دریافت قیمت روز آهن آلات  شامل میلگرد، تیرآهن و سایر محصولات فولادی را به سادگی از سایت آیرونید انجام دهید!

🔸 با به‌روزترین اطلاعات و بهترین قیمت‌ها، انتخابی مطمئن و اقتصادی داشته باشید.  برای مشاهده قیمت‌ها و جزئیات بیشتر، هم‌اکنون به وب‌سایت ما مراجعه کنید و از خدمات ما بهره‌مند شوید!

🌐 آیرونید – کیفیتی بی‌نظیر، قیمتی مناسب!