نواندیش:
متخصصان حوزه ساخت و ساز همواره به دنبال راهی برای افزایش مقاومت و پایداری سازه های مختلف بوده اند. از این رو همواره گزینه های متنوعی را مورد آزمایش قرار داده و از میان آن ها، مواد و ابزارهایی با بهترین کاربرد و مزایا را به انتخاب های رایج و ثابت تبدیل می کردند. از این رو تیرآهن زنبوری یکی از این انتخاب هاست؛ این تیرآهن از تیرهای تقویت شده فولاد ضد زنگ ساخته شده اند و ساختاری پایدار، مقاوم و یکپارچه در سازه های ساختمانی ایجاد می کنند.
تیرآهن زنبوری یا Cpe چیست؟
تیرآهن زنبوری، به عنوان یکی از فناوری های کاربردی و مهم در صنعت آهن آلات شناخته می شود. این تیرآهن ها به منظور افزایش مقاومت و پشتیبانی بیشتر، در قسمت های مختلف یک سازه به کار می روند و کیفیت ساخت را تا حدود زیادی بهبود می بخشند.
قیمت تیرآهن لانه زنبوری به عنوان عاملی بسیار مهم باعث شده است که این تیرآهن ها با هزینه های معقول و مناسب، برای پروژه های مختلف مورد استفاده قرار گرفته و در عین حال ظاهری یکپارچه و مقاوم برای سازه ایجاد کنند. اگرچه پیش از این تیرآهن های زنبوری تنها بر اساس یک الگو ایجاد می شدند اما امروزه با بهره گیری از فناوری های مختلف، ساختارها و نمونه های متنوعی از این تیرآهن ها تولید شده و در پروژه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. علت نام گذاری این تیرآهن، ساختار آن است که با حفره هایی مانند لانه زنبور، در عین سبکی، سطح مقاومت مطلوبی را ارائه می دهد.
“تیرآهن لانه زنبوری” که یک کاربرد متداول در زمینه سازه های فولادی است، هم از نظر محاسباتی و هم از نظر ساخت با سایر کاربردها متفاوت است. حل مسئله انتخاب مناسب ترین تیرآهن “I” برای استفاده در ساخت تیر لانه زنبوری و به ویژه روشی که در فرآیند برش باید رعایت شود، از نظر عملی و اقتصادی بسیار مهم است.
تیرهایی با بدنه توخالی که با برش بدنه پروفیل های مختلف «I» مطابق شکل زیر، لغزاندن دو قسمت تشکیل شده پس از برش نسبت به یکدیگر و جوش دادن آن ها مانند شکل زیر به دست می آیند و سرانجام باعث تولید ” تیرهای لانه زنبوری ” می گردد. این نوع تیر به این دلیل نامگذاری شده است که فضاهای بدنه شش ضلعی و لانه زنبوری است.
شکاف های بدنه تیرهای لانه زنبوری نیز در برخی موارد به دلیل صفحات فاصله ساز برای افزایش ارتفاع تیر می تواند ظاهری هشت ضلعی داشته باشد.
توسعه تاریخی تیرهای لانه زنبوری به سال 1928 بر می گردد. اولین کاربردهای این تیرها برخلاف وضعیت فعلی در کشورهای اروپایی به جز آلمان یافت می شود. در گذشته در آلمان میل به استفاده که مبتنی بر زیبایی ظاهری بود به تدریج جای خود را به مزیت صرفه جویی حاصل از این تیرها داد. امروزه رایج ترین کاربرد این گونه تیرها در آلمان یافت می شود.
روش ساخت تیرآهن لانه زنبوری
استفاده از تیرآهن زنبوری دارای سابقه 20 ساله است؛ این تیرآهن از آن زمان تا به امروز مورد بررسی و آزمایش های مختلفی قرار گرفته است و امروزه با فناوری مدرن و ساختار قابل اعتماد، در انواع سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد.
به بیان ساده برای ساخت این تیرآهن، حفره‌هایی در سطح تیرآهن ایجاد شده و به روش های مختلف برش داده می شود. سپس ارتفاع و عمق تیرآهن افزایش یافته و برای مصارف مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. روش های مختلفی برای تولید این نوع تیرآهن وجود دارد که در ادامه به بیان برخی از آن ها خواهیم پرداخت:
- ساخت تیرآهن لانه زنبوری با نورد گرم
در این روش الگوی برش در تیرآهن خام ایجاد شده و به وسیله ابزارهای نورد سرد مانند گیوتین، برشکاری می شود. این فرایند با سرعت بیشتری صورت گرفته و در نهایت ساختاری یکپارچه و مقاوم ایجاد می کند.
- ساخت تیرآهن با نورد سرد
در روش نور گرم که معمولاً روش رایج تری برای ساخت تیرآهن لانه زنبوری محسوب می شود، الگوی برش روی تیرآهن خام ایجاد شده و سپس به خال های جوش روی بدنه کار ایجاد می شوند. در مرحله بعدی برشی زیگزاگ بر روی تیرآهن ساده ایجاد خواهد شد. سپس بخش برش داده شده برگردانده شده و به نیمه دیگر متصل خواهد شد. بدین ترتیب پس از اتصال دو الگوی برش داده شده به شکل لانه زنبور، حفره دار خواهد بود.
کاربرد تیرآهن زنبوری
ساختار ویژه تیرآهن زنبوری باعث افزایش پایداری و استحکام تیرآهن، بدون ایجاد تغییر در وزن آن خواهد شد. این سازوکار سطح مقاومت تیرآهن را در برابر ارتعاش افزایش داده و همچنین امنیت پروژه را بالا می برد.
همچنین همان طور که پیش از این بیان شد، به دلیل مناسب بودن قیمت این نوع تیرآهن می توان آن را با بودجه نسبتاً معقول و مناسبی در پروژه های مختلف به کار برد و از مزایای متنوع آن بهره مند شد. بدین منظور اگر در حوزه ساخت و ساز فعالیت دارید می توانید مقاومت و کیفیت مطلوبی را با هزینه به صرفه، در پروژه های خود ارائه دهید. تمام این ویژگی ها به علاوه سایر مزایای تیرآهن های زنبوری باعث شده است که از آن ها در پروژه های مختلفی از جمله کاربردهای زیر، به طور گسترده استفاده شود:
- ساختار پل های فولادی
- ساختار پارکینگ ها
- ساختار سوله و کارگاه ها
- استفاده در صنعت کشتی سازی
- استفاده به عنوان تیرآهن اصلی در ساختمان های مرتفع
- ساختار ستون ها
- استفاده به عنوان تیر جرثقیل
- استفاده به عنوان تیر سیستم های کامپوزیت
- و…
مزایای تیرآهن زنبوری
دانستیم که تیرآهن های زنبوری یکی از مقاوم ترین و به صرفه ترین عناصر مورد استفاده در سازه های مختلف هستند که می توانند انتخابی هوشمندانه برای افزایش بهره وری در پروژه های ساختمانی باشند.
همانطور که مشخص است، ظرفیت تحمل لنگر خمشی اعضایی که سعی در خم شدن دارند، یعنی تیرها، به نسبت مربع ارتفاع آن ها افزایش می یابد. بنابراین افزایش ارتفاع تیرهای فولادی ضروری است.
در حین انجام این فرآیند، حفظ هزینه مواد فولادی در پایین ترین سطح از نظر اقتصادی اهمیت پیدا می کند. نوع تیر لانه زنبوری در نتیجه تحقیقات انجام شده در چارچوب این تفکر یافت شد. بنابراین اولین مزیتی که از این تیرها انتظار می رود، مصالح فولادی «ECONOMI» است. اما شایان ذکر است که اگر تیر لانه زنبوری به درستی محاسبه و ساخته نشود، اقتصاد مورد نظر در حد مورد انتظار نخواهد بود و ایمنی آن کافی نخواهد بود.
مزیت دوم به دلیل صرفه جویی در مواد، “سبک بودن” این تیر است. بنابراین وزن سازه متشکل از تیرهای لانه زنبوری به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. همچنین تعدادی از مزایای دیگر توسط شکاف های ایجاد شده در بدنه تیرهای لانه زنبوری آشکار می شود. تجهیزات تاسیساتی ساختمان می تواند از این شکاف ها عبور کند و مشکل افزایش ارتفاع ساختمان بیش از حد لازم برطرف می شود.
شکاف های بدنه باعث کاهش سطح رنگ تیر و در نتیجه هزینه های رنگ می شود. در نهایت، این شکاف ها بر ظاهر تیر تأثیر می گذارد و ظاهری تزئینی و دلپذیر را در داخل سازه ایجاد می کند. در تیر لانه زنبوری که بالاتر از تیر پروفیلی با سختی خمشی یکسان است، میزان انحراف نیز بسیار کاهش می یابد. هنگامی که تیرهای لانه زنبوری بر حسب نیاز محاسبه و ساخته می شوند، می توان از تمامی مزایای نظری فوق الذکر تیرهای لانه زنبوری به وسیع ترین شکل در زمینه کاربرد بهره مند شد.
برای درک بهتر مزایای تیرآهن زنبوری، خوب است موارد زیر را مورد بررسی قرار دهید:
- افزایش دوام و مقاومت سازه
- کاربرد متنوع
- صرفه جویی در بودجه
- وزن مناسب
- تطبیق پذیری با پروژه های مختلف
- کاهش میزان انحراف در سازه
- امکان استفاده از حفره ها به عنوان مسیر عبور سیم و لوله
- و …
دامنه کاربرد
اگر کارکردهای مختلف مورد این تیرآهن بررسی قرار گیرد، مشاهده می شود که تیرهای لانه زنبوری دارای یک منطقه کاربردی بسیار رایج هستند. موارد اصلی را می توان به شرح زیر فهرست کرد.
- به عنوان تیر اصلی یا تیر کف در ساختمان های بلند
- به عنوان تیر و ستون در سازه های نوع هال
- به عنوان یک عنصر sed در سیستم های sed
- به عنوان تیر جرثقیل
- به عنوان تیر فولادی سیستم های کامپوزیت
- به عنوان یک تیر عابر پیاده از پل ها
با این حال، مشکل کمانش جانبی که در برخی از کاربردهای تیرهای لانه زنبوری رخ می دهد باید حل شود. این بسیار مهم است. بنابراین پس از اتمام ساخت، اگر سر تیر لانه زنبوری تحت فشار به اندازه کافی نگه داشته شود، ایمنی تضمین می شود. بنابراین، ممکن است استفاده از تیرهای لانه زنبوری به عنوان تیرهای حامل دال بتن مسلح به عنوان پرلین در سیستم های سقف با روکش صلب مناسب باشد. تا زمانی که سر تیر به اندازه کافی به روکش سفت وصل شده باشد. لذا شایان ذکر است در استفاده از تیرهای لانه زنبوری در قسمت های کاربردی فوق الذکر دقت شود.
معایب تیرآهن زنبوری
با این حال مانند هر محصولی، این نوع از تیر آهن نیز ممکن است در برخی شرایط معایبی را متناسب با پروژه مورد نظر ارائه دهد. در چنین شرایطی بهتر است با ساز و کارهای ویژه، عملکرد این تیرآهن ها را با شرایط تناسب دهید و یا انتخاب های دیگری را برای دریافت نتایج بهتر مورد بررسی قرار دهید. در ادامه می توانید مواردی از معایب تیرآهن زنبوری را مشاهده کنید:
- در شرایطی که انتهای تیرآهن تحت فشار باشد، ایمنی دچار اختلال خواهد شد.
- احتمال تغییر شکل به دلیل ساختار توخالی
- حساسیت فرآیند نصب و اتصال
- ناسازگاری با برخی پروژه های مقاومتی پیشرفته
- و…
خرید تیرآهن زنبوری و نکاتی که باید به یاد داشت
تیرآهن زنبوری یکی از محصولات پرکاربرد در صنعت ساختمان است که برای تقویت سازه‌های بتنی و فلزی استفاده می‌شود. برای خرید تیرآهن زنبوری باید به چند نکته توجه کرد که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.
- کیفیت تیرآهن: تیرآهن زنبوری باید از جنس فولاد با استاندارد مناسب باشد و دارای گواهینامه کیفیت از سازمان مربوطه باشد. تیرآهن‌های با کیفیت پایین ممکن است دچار خوردگی، ترک، خم شدگی و ناهمواری شوند که باعث ضعف سازه می‌شوند.
- ابعاد تیرآهن: تیرآهن زنبوری باید با ابعاد مناسب برای پروژه خریداری شود. ابعاد تیرآهن بستگی به نوع کاربرد، بار محوری، بار خمشی و شرایط نصب دارد. اگر ابعاد تیرآهن کوچک یا بزرگ باشد، ممکن است باعث افزایش هزینه‌ها، کاهش استحکام و زشت شدن ظاهر سازه شود.
- قیمت تیرآهن: قیمت تیرآهن زنبوری بستگی به عوامل مختلفی دارد که مهم‌ترین آن‌ها کیفیت، ابعاد، نوع فولاد، نرخ ارز و بازار است. قبل از خرید تیرآهن باید قیمت‌های مختلف را مقایسه کرده و به صرفه‌ترین گزینه را انتخاب کرد. البته باید در نظر داشت که قیمت پایین به معنای کیفیت پایین نیست و برعکس.
منبع: نواندیش