تیرآهن به عنوان یکی از مهمترین مصالح ساختمانی برای صنعت ساختمانسازی و بسیاری از صنایع دیگر، کاربرد دارد. محاسبه تحمل بار تیرآهن، یکی از مهمترین موارد در زمان خرید این محصول است تا تا سازه ای محکم و پایدار ساخته شود. در این مقاله از آهن رسان قرار است در این باره صحبت کنیم. با ما همراه باشید. برای اطلاع از قیمت آهن امروز میتوانید به سایت آهن رسان مراجعه کنید.
اهمیت محاسبه تحمل بار
تیرآهن یکی از مقاطع فولادی مستحکم و بادوام است که در ایمنی بالای سازه نقش تعیینکنندهای دارد. قیمت تیرآهن بر اساس جنس، نوع، سایز و ابعاد این محصول متفاوت است. تعیین میزان دقیق بارهای وارده بر سازه در طول عمر سازه ، یکی از وظایفی است که مهندسان سازه بر عهده دارند. یکی از مواردی که بسیار اهمیت دارد تا بتوان یک سازه بدون عیب و نقص و همچنین بادوام ساخت، میزان تحمل بار تیرآهن است که نیاز به اطلاعات و تخصص مربوط به خود دارد. به طورکلی دو نوع بارهای وارد شده به سازه داریم؛ بارهای مرده ساختمان و بارهای زنده که در ادامه این مقاله در مورد آنها صبحت خواهیم کرد.
برای خرید آهن آلات با چک، میتوانید با کارشناسان ما از طریق شماره ۰۵۱۳۱۹۱۶ در تماس باشید.
انواع بارهای وارده بر سازه
به طور کلی، انواع بارهای وارده بر سازه، به دو دسته بارهای زنده و مرده تقسیم می شوند.
بارهای مرده
بارهایی که مقدار ثابتی دارند و محل استقرار آن ها تغییر نمی کند که شامل اسکلت ساختمان و وزن بخشهایی از سازه هستند؛ بهعنوان بار مرده سازه شناخته میشوند. در یک سازه، بارهای مرده شامل موارد زیر هستند:
- وزن اسکلت فولادی
- دیوارها
- کف ها
- سقف
- لوله کشی
- اتصالات
- تاسیسات بهداشتی و…
وقتیکه طراحی سازه به اتمام رسیده و ابعاد قسمت های مختلف ساختمان انتخاب شده باشد؛ میتوان بار مرده سازه را تعیین کرد. همچنین، تخمین بار مرده سازه می تواند بر اساس مراجعه به سازه ای مشابه یا جدولهای مختلف باشد. به عنوان مثال: برای وزن مخصوص قسمت های مختلف ساختمان می توان به استاندارد شماره ۵۱۹ (حداقل بار وارده بر ساختمان ها و ابنیه فنی) موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران مراجعه کرد.
بارهای زنده
بارهای زنده برخلاف بارهای مرده، امکان جابهجایی و تغییر محل و مقدار بار را دارند. به بارهای زنده در یک سازه سربا گفته میشود. بار زنده سازه شامل موارد زیر می شود:
- بارهای کف
- برف و یخ
- باران
- بار ترافیک پل ها
- بارهای ضربه ای
- بارهای جانبی
- بارهای افقی
بارهای زنده در یک ساختمان به دو گروه زیر تقسیم میشوند:
۱- سربارهای ساکن ولی قابل حرکت، مانند اثاثیه منزل و وسایل اداری، بارهای زنده با سرعت کم، مانند وزن اشخاص و حیوانات و … که به آنها بارهای ایستا گفته میشود.
۲- سربارهای متحرک با اثر جانبی قابل توجه، مانند ماشین ها و آسانسورها و جرثقیلها که اصطلاحا به آنها بارهای ضربهای اطلاق میشود.
محاسبه تحمل بار تیرآهن
تیرآهن یکی از محکمترین و بادوامترین مقاطع فولادی هستند که برای افزایش استحکام و استقامت سازه کاربرد دارند. تیرآهنها قابلیت تحمل بارهای محوری و جانبی و همچنین، مقاومت خمشی بالایی دارند. اگر پارامترهای تولید تیرآهن بر اساس استانداردهای خاص باشد، این محصول میتواند هر نوع بار وارد شده به سازه را تحمل کند.اصلی ترین و پرکاربردترین استانداردهای ملی تولید تیرآهن و همچنین استانداردهای جهانی تولید این مقطع فولادی به صورت زیر می باشد:
| نوع تیرآهن | نام کامل تیرآهن | استاندارد ملی ایران | استاندارد بین المللی |
| IPN | تیرآهن های بال باریک شیبدار (I-1) | ISIRI 3277 | DIN 1025-1 |
| IPE | تیرآهن های بال نیم پهن موازی با علامت مشخصه (I-2) | ISIRI 1791 | DIN 1025-5 |
| I7 | تیر آهن گرم نوردیده نیمه سبک بال نیم پهن موازی با علامت مشخصه (I-7) | ISIRI 16348 | ** |
| IPB | تیر آهن های گرم نوردیده بال پهن موازی با وزن متوسط (I-5) | ISIRI 14484 | DIN 1025-2 |
| تیر آهن های گرم نوردیده بال پهن موازی با وزن سبک (I-4) | ISIRI 13781 | DIN 1025-3 |
عوامل تاثیرگذار بر تحمل بار تیرآهن
برای محاسبه دقیق میزان تحمل بار تیرآهن، باید عوامل تاثیرگذار بر تحمل بار تیرآهن را بشناسیم. این عوامل عبارتاند از:
- نوع تیرآهن و تناسب آن با سازه
- ضدزنگ بودن تیر یا استفاده از رنگ های ضد اکسیداسیون
- رعایت کیفیت تولید و استانداردهای مصوب
- کیفیت مواد اولیه تولید تیرآهن
- اندازه و ابعاد تیرآهن
- نحوه قرارگیری تیرآهن (شاه تیر، تیرچه، تیر نعل درگاهی یا تیرهای لبه ای)
- استفاده از تعداد تیرآهن مناسب در ساختمان
۱- نوع تیرآهن و تناسب آن با سازه موردنظر
به یاد داشته باشید که محاسبه دقیق وزن و فشار وارده بر سطح مقطع تیرآهن و همچنین نوع طراحی سازه، در انتخاب نوع تیرآهن مورد استفاده تاثیر زیادی دارند. همانطور که میدانید انواع مختلفی از این محصول در کارخانههای متعدد تولید میشوند که مشخصات فیزیکی، ترکیبات شیمایی و خواص مکانیکی مختلفی دارند. مهندسین سازه باید باتوجه به نوع سازه موردنظر، بهترین نوع تیرآهن را انتخاب کنند.
۲- ضدزنگ بودن تیرآهن
تیرآهنهای ضدزنگ نقش مهمی در استحکام و دوام سازه دارند. حتی اگر اینطور نباشد، در بسیاری از مورد میتوان از رنگهای ضداکسیداسیون برای این منظور استفاده کرد. استفاده از رنگ های ضد اکسیداسیون منجر به افزایش مقاومت تیر خواهد شد؛ به طوری که اگر تیرآهن به درستی در برابر زنگ زدن مقاوم نشده باشد، بعد از مدتی اکسید شده و تحمل نگهداشتن بارهای وارد شده به سازه را نخواهد داشت.
۳- رعایت کیفیت تولید و استانداردهای مصوب
تیرآهنها باید با استانداردهای تعیین شده تولید شوند. تیرآهن هایی که طبق استاندارد تولید می شوند، ابعاد، سایز، مشخصات مکانیکی و کیفیت بالایی دارند و همین موضوع باعث میشود که تحمل بار بالایی داشته باشند.
۴- کیفیت مواد اولیه تولید تیرآهن
تیرآهن فولادی از شمش تولید میشود و کیفیت شمش به کار رفته در فرآیند تولید، تاثیر بسیاری در میزان تحمل پذیری و قدرت تیرآهن خواهد داشت. اگر تیرآهن تولید شده از شمشم نامرغوب تولید شود، میتواند تاثیر قابل توجهی در کیفیت نداشتن سازه موردنظر داشته باشد.
۵- ابعاد تیرآهن، نحوه قرارگیری آن و تعداد به کار رفته در سازه
طول تیرآهن، ابعاد سطح مقطع آن (مانند ضخامت بالها و جان، سایز تیرآهن و …) بر میزان تحمل بار تیرآهن تاثیر دارند. به هراندازه که سطح مقطع تیرآهن بیشتر باشد، دوام و استحکام بیشتری دارد. علاوه بر این، رعایت تعداد دقیق، چینش مناسب و محل قرارگیری تیرآهنها نقش مهمی در این باره دارد.
نحوه محاسبه تحمل بار تیرآهن
استاندارد در نظر گرفته شده برای تولید تیرآهن، نقش مهمی در میزان تحمل بار این محصول دارد. علاوه بر این، شیوه قرار گرفتن تیرآهن روی تکیه گاه و بارگذاری آن نیز از عوامل مهم در محاسبه تحمل بار تیرآهن هستند. برای محاسبه تحمل بار تیرآهن میتوان از جداول مربوط به ابعاد، وزن و مقادیر ایستایی استفاده کرد. حتی در چنین جدولهایی سطح مقطع، وزن و ابعاد پروفیل تیرآهن را به دست آورد.
به غیر از این جدول، از فرمول محاسبه تحمل بار تیرآهن میتوان استفاده کرد. این فرمول در کتابهای مقررات ملی ساختمان وجود دارد. یک نکته مهم این است که در صورتی که این محصول طبق استانداردهای ملی و بین المللی تولید شوند، میزان تحمل بار هر نوعی از تیرآهن را می توان به راحتی توسط جداول زیر به دست آورد.
هرکدام از تیرآهنهای پرمصرف در بازار فولاد چه میزان تحمل باری دارند؟
قطعا این را میدانید که تیرآهن سایز ۱۴، ۱۶ و ۱۸ از پرمصرفترین سایزهای تیرآهن در بازار هستند و پرکاربردترین نوع تیرآهن مورد استفاده در ایران، IPE و انواع هاش است. در اصل وزن تیرآهن با توجه به سایز آن، نشان دهنده میزان بار وارد شده بر سازه است. در ادامه در مورد میزان تحمل بار هرکدام اطلاعاتی را در اختیار شما میگذاریم.
- میزان تحمل بار تیرآهن ۱۲: وزن یک شاخه تیرآهن ۱۲ IPE حدود ۱۲۵ کیلوگرم است و یکی از تیرآهنهای سبک وزن در بازار فولاد است. این تیرآهن به دلیل سایز و وزنی که دارد، بیشتر در نقاطی از سازه که تحت فشار زیادی نیستند (مانند پوشش سقف و یا ستون های داخلی) استفاده میشود.
- میزان تحمل بارتیرآهن ۱۴: تحمل بار تیرآهن ۱۴ نسبت به تیرآهن ۱۲ به دلیل وزن بالایی که دارد، بیشتر است. وزن هر شاخه از این تیرآهن در نوع IPE حدود ۱۵۵، در هاش سبک حدود ۲۹۶ و در هاش سنگین حدود ۴۰۴ کیلوگرم است. در پوشش سقف و تیرهای فرعی و حتی بهعنوان تیرهای اصلی میتوان از این محصول استفاده کرد.
- میزان تحمل بارتیرآهن ۱۶: از تیرآهنهای سایز ۱۶ به دلیل وزن بالایی که دارند، به عنوان ستون اصلی در سازه استفاده میشود. وزن استاندارد هر شاخه تیرآهن ۱۶ نیز به ترتیب در نوع IPE حدود ۱۹۰، هاش سبک حدود ۳۶۵ و هاش سنگین حدود ۵۱۱ کیلوگرم است.
- میزان تحمل بارتیرآهن ۱۸: تیرآهن سایز ۱۸ یکی از سنگین وزن ترین تیرآهنهای موجود در بازار است و از این سایز تیرآهن، بیشتر در ساخت سازه های مرتفع استفاده میشود.
وزن انواع تیرآهن ۱۸به صورت زیر است:
- وزن هر شاخه تیرآهن ۱۸ IPE حدود ۲۲۶ کیلوگرم
- وزن هر شاخه تیرآهن ۱۸ هاش سبک حدود ۴۲۶ کیلوگرم
- وزن هر شاخه تیرآهن ۱۸ هاش سنگین حدود ۶۱۶ کیلوگرم
اهمیت استفاده از تیرآهن با مقاومت بار بالا چیست؟
تیرآهن یکی از اجزای اصلی هر سازه فولادی است که وظیفه دارد بارهای مختلف وارد شده به سازه را تحمل کند. در اصل تیرآهنهای مختلفی که در یک سازه استفاده میشوند، باید قابلیت تحمل بارهای وارد شده بر سازه را داشته باشند و از یک طرف بتوانند این محصولات را به ستون یا دیوار انتقال دهند. اگر مقاومت یک تیرآهن در حد استاندارد باشد، سازه مورد نظر پایداری و دوام بیشتری در مقابل بارهای وارد شده یا حوادثی مانند طوفان و زلزله خواهد داشت. به غیر از این مورد، این محصول، ارتعاش وارد شده به سازه را از طریق نیروهای خارجی جذب کند.
اصلی ترین ویژگی تیرآهن مقاوم چیست؟
در اصل تمامی تیرآهنهای استفاده شده در سازه باید از استانداردهای جهانی تایید شده پیروی کنند تا بهعنوان یک تیرآهن بادوام و مستحکم شناخته شوند. در واقع مقاومت تیرآهن مورد نظر باید به صورتی باشد که بتواند فشارهای تنشی و کششی را محاسبه و به خوبی تحمل کند.
به غیر از تبعیت از استانداردهای جهانی، یکی دیگر از مواردی که در میزان تحمل بار تیرآهن تاثیر دارد، وزن تیرآهن است. استفاده از پوششهای ضدخوردگی باعث میشود که تیرآهن استفاده شده در سازه دوام و تحمل بالاتری داشته باشد. این در صورتی است که در برخی از سازهها که میزان تحمل بار بالایی دارند، دو حالت وجود دارد. یا باید تیرآهنها را به هم جوش داد یا اینکه از صفحات ضخیم استفاده کرد تا سازه تحمل بار بالا را داشته باشد.
محاسبه مقاومت خمشی تیرآهن به چه صورت است؟
محاسبه مقاومت خمشی تیرآهن بر اساس شرایط استاندارد ملی ایران با شماره ۱۰۱۶ انجام میشود. پس از گذراندن این مرحله برای تست مقاومت خمشی تیرآهن، محصول موردنظر نباید، شکستگی و ترک خوردگی یا هیچگونه مشکلی داشته باشد؛ بنابراین برای محاسبه مقاومت خمشی تیرآهن نیاز است آزمون اجرا شود.
سخن آخر
در این مقاله در مورد میزان تحمل برا تیرآهن اطلاعاتی را در اختیار شما گذاشتیم. همانطور که گفته شد، تحمل بار تیرآهن به وزن و استاندارد تولید تیرآهن، طول و ضخامت جان، طول و ضخامت بال، مساحت سطح مقطع و پارامترهای بسیار دیگری وابسته است. برای محاسبه تحمب بار تیرآهن میتوان از جدول تحمل بار تیرآهن و فرمول محاسبه تحمل بار تیرآهن استفاده کرد.
برای خرید تیرآهن باکیفیت و بادوام، میتوانید با کارشناسان آهن رسان در تماس باشید.
سوالات متداول
۱. چه عواملی در میزان تحمل بار تیرآهن تاثیر دارند؟
. نوع تیرآهن و تناسب آن با سازه
· ضدزنگ بودن تیر یا استفاده از رنگ های ضد اکسیداسیون
· رعایت کیفیت تولید و استانداردهای مصوب
· کیفیت مواد اولیه تولید تیرآهن
· اندازه و ابعاد تیرآهن
· نحوه قرارگیری تیرآهن (به عنوان شاه تیر، تیرچه، تیر نعل درگاهی یا تیرهای لبه ای)
· استفاده از تعداد مناسب محصول در ساختمان
۲. چرا محاسبه تحمل بار تیرآهن مهم است؟
قابلیت تحمل بارهای محوری و جانبی و همچنین جذب ارتعاش مناسب تیرآهن در مقابل نیروهای خارجی وارد شده، باعث شده است محاسبه تحمل بار تیرآهن اهمیت بالایی داشته باشد.
۳. انواع بار وارده بر تیرآهن کدام است؟
انواع بار، متمرکز، گسترده غیریکنواخت یا یکنواخت و یا ترکیبی از این بارها انواع بار وارد شده بر تیرآهن هستند که باتوجه به نوع و محل قرارگیری تیرآهن در نظر گرفته میشود.
- انواع بارهای وارد شده بر سازه کداماند؟
دو نوع بار زنده و بارهای مرده از انواع بارهای وارد شده به یک ساختمان هستند.
- آیا میتوان تیرآهن را به صورت اقساطی از آهن رسان خرید؟
بله. شما میتوانید این محصول را به صورت قسطی یا چکی از مجموعه ما خریداری کنید.
