تیرآهن لانه زنبوری چیست؟ بررسی مزایا و معایب و کاربردهای آن از 0 تا 100

رپرتاژ آگهی: تیرآهن‌ها به عنوان یکی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی، نقش حیاتی در استحکام و پایداری سازه‌ها دارند. یکی از انواع این تیرآهن‌ها، تیرآهن لانه زنبوری است که به دلیل ویژگی‌های خاص و منحصر به فرد خود، طرفداران زیادی پیدا کرده است. این نوع تیرآهن به دلیل داشتن حفره‌های توخالی در بدنه‌اش، علاوه بر کاهش وزن، باعث افزایش مقاومت خمشی نیز می‌شود.
اهمیت آشنایی با تفاوت های "تیرآهن لانه زنبوری" با تیرآهن‌های معمولی، کارشناسان فولادسل مرجع خرید و فروش آهن آلات را بر این داشت تا در این مقاله کاربرد، نحوه ساخت و مزایا و معایب تیرآهن لانه زنبوری را بررسی کنند.

تیرآهن لانه زنبوری چیست؟

تیرآهن لانه زنبوری، که به آن تیرآهن شبکه نیز گفته می‌شود، یکی از انواع تیرآهن‌های پرکاربرد در صنعت ساختمان‌سازی است. این نوع تیرآهن به دلیل شکل خاص حفره‌های توخالی که در طول آن ایجاد شده‌اند، شبیه به لانه زنبور است و از این رو به این نام شناخته می‌شود. حفره‌های موجود در تیرآهن لانه زنبوری معمولاً به اشکال شش‌ضلعی، دایره‌ای و گاهی هشت‌ضلعی هستند. این طراحی خاص به تیرآهن کمک می‌کند تا با وزن کمتر، استحکام و مقاومت خمشی بیشتری را تحمل کند.
تیرآهن لانه زنبوری برای اولین بار توسط هورتون از شرکت آهن شیکاگو در دهه ۱۹۴۰ میلادی، به منظور افزایش سطح مقطع تیرآهن بدون افزایش وزن و در نتیجه قیمت تیراهن طراحی شد. این تیرآهن که به دلیل وجود حفره‌های توخالی لانه زنبوری شکل در جان به این نام شناخته می‌شود تا به امروز، به دلیل مزایای منحصر به فردش، در پروژه‌های ساختمانی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

انواع تیرآهن لانه زنبوری

تیرآهن‌های لانه زنبوری از لحاظ اندازه و ابعاد، شکل حفره و خط برش به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. این تیرآهن‌ها از سایزهای ۱۲ تا ۳۰ میلی‌متر تولید می‌شوند و در نهایت، ارتفاع آن‌ها تا ۱.۵ برابر تیرآهن‌های معمولی افزایش می‌یابد. از نظر شکل حفره، تیرآهن‌های لانه زنبوری به دو نوع اصلی با سوراخ‌های شش ضلعی و دایره‌ای تقسیم می‌شوند. تیرآهن‌های با سوراخ شش ضلعی، با برش زیگزاگی در جان تیر و سپس جوش دادن دو قسمت ایجاد می‌شوند و زیبایی ظاهری بیشتری دارند. در مقابل، تیرآهن‌های با سوراخ دایره‌ای با برش نیم‌دایره‌ای در جان تیر و جوش دادن دو نیمه تیر ساخته می‌شوند و برای عبور تجهیزات و تأسیسات مناسب‌تر هستند. همچنین، طراحی حفره‌ها در تیرآهن‌های لانه زنبوری به روش‌های متفاوتی مانند پانیر یا لیتسکا انجام می‌گردد.

نحوه ساخت تیرآهن لانه زنبوری

تیرآهن لانه زنبوری از تیرآهن‌های معمولی با افزودن حفره‌های شش‌ضلعی در جان آن تولید می‌شود. برای ساخت این نوع تیرآهن از دو روش اصلی استفاده می‌شود: روش سرد (کوپال) و روش گرم (برنول). در روش سرد، ابتدا الگوهای شش‌ضلعی روی تیرآهن ترسیم شده و سپس با استفاده از دستگاه گیوتین برش می‌خورند. در نهایت، دو نیمه برش خورده با جوش قوسی به هم متصل می‌شوند. در روش گرم، ابتدا با خال‌جوش محل برش مشخص شده و سپس با شعله گاز برش داده می‌شود. پس از برش، نیمه‌های تیرآهن جابه‌جا شده و با جوشکاری به هم متصل می‌شوند.
تیرآهن لانه زنبوری به دلیل داشتن حفره‌های شش‌ضلعی، وزن کمتری نسبت به تیرآهن‌های معمولی دارد و مقاومت خمشی بالاتری ارائه می‌دهد. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که در سازه‌هایی که نیاز به وزن کمتر و مقاومت بیشتر دارند، بیشتر مورد استفاده قرار گیرد. هر دو روش تولید تیرآهن لانه زنبوری مزایا و معایب خاص خود را دارند؛ روش سرد باعث کاهش اعوجاج لبه‌ها می‌شود و در ایران بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، در حالی که روش گرم به دلیل هزینه کمتر، بین تولیدکنندگان محبوبیت بیشتری دارد.

تفاوت‌های تیرآهن لانه زنبوری با تیرآهن‌های معمولی

تفاوت اصلی تیرآهن لانه زنبوری با تیرآهن معمولی در ساختار آن است. این تیرآهن به دلیل ویژگی‌های خاص خود مانند وزن کمتر و مقاومت خمشی بالاتر، هزینه‌های تولید بیشتری دارد اما به دلیل مزایای آن، در صنعت ساخت و ساز به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. تولید این تیرآهن نیازمند دقت بالا در جوشکاری و جا‌به‌جایی صحیح نیمه‌ها است تا استحکام نهایی محصول تضمین شود.

روش‌های تقویت تیرآهن لانه زنبوری

تیرآهن‌های لانه زنبوری به دلیل داشتن حفره‌های خالی در جان خود، با وجود مزایای خاصشان، مشکلاتی نیز دارند. این حفره‌ها باعث ایجاد تنش‌های خمشی و برشی ثانویه‌ای می‌شوند که می‌توانند عملکرد و استحکام تیر را تحت تأثیر قرار دهند. برای تقویت این تیرآهن‌ها و رفع مشکلات ناشی از این تنش‌ها، می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد. یکی از این روش‌ها، پر کردن حفره‌ها با ورق‌های فولادی و یا استفاده از ترکیب بتن و فولاد در نقاط حساس تیرآهن، به منظور افزایش سختی و مقاومت آن است که در ادامه به بررسی این روش‌ها می‌پردازیم.

تقویت با استفاده از ورق

همانطور که گفته شد، تیرآهن‌های لانه زنبوری به دلیل وجود حفره‌ها ممکن است تحت تأثیر تنش‌های خمشی و برشی قرار گیرند و کارایی آن‌ها کاهش یابد. یکی از روش‌های موثر و رایج برای تقویت این تیرآهن‌ها، استفاده از ورق فولادی است. در این روش، حفره‌های کناری تیرآهن با ورق پر می‌شوند که این کار به خصوص در مواقعی که تیرآهن به صورت یکسره استفاده می‌شود، اهمیت زیادی دارد. همچنین، برای مقابله با ضعف تیرآهن در برابر تنش‌های برشی در محل تکیه‌گاه حفره‌ها، این حفره‌ها با ورق‌های تقویتی و جوش دادن آن‌ها به طور کامل پر می‌شوند. این روش باعث افزایش مقاومت و استحکام تیرآهن لانه زنبوری می‌شود.

تقویت با استفاده از بتن و فولاد

تیرآهن‌های لانه زنبوری در محل تکیه‌گاه تحت تنش‌های خمشی و برشی شدیدی قرار می‌گیرند که این تنش‌ها می‌توانند کارایی تیر را کاهش دهند. برای مقابله با این مشکل و افزایش مقاومت و سختی تیرآهن، می‌توان از ترکیب بتن و فولاد استفاده کرد. در این روش، نقاطی از تیر که دچار تنش‌های بالایی هستند، با بتن پر می‌شوند. این کار نه تنها باعث افزایش مقاومت تیرآهن می‌شود، بلکه از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است. استفاده از بتن در تیرآهن لانه زنبوری می‌تواند به کاهش تنش‌های خمشی ثانویه و افزایش استحکام سازه کمک کند.

دلایل استفاده از تیر آهن لانه زنبوری

تیرآهن لانه زنبوری به دلیل مزایای قابل توجهی که دارد در ساخت و ساز استفاده می‌شود. از مهم‌ترین مزایای این نوع تیرآهن می‌توان به افزایش دوام و مقاومت آن اشاره کرد که باعث می‌شود سازه‌ها در برابر لرزش‌ها و عوامل مختلف مقاومت بالاتری داشته باشند و عمر طولانی‌تری داشته باشند. همچنین، تطبیق‌پذیری بالای این محصول با انواع سازه‌ها، از جمله پل‌ها و پارکینگ‌های چندطبقه، یکی دیگر از دلایل استفاده از آن است. وزن سبک تیرآهن لانه زنبوری نیز باعث می‌شود که شرکت‌های ساختمانی بتوانند با استفاده از کمترین میزان فلز، سازه‌هایی مقاوم و پایدار بسازند. علاوه بر این، هزینه کمتر استفاده از این نوع تیرآهن در مقایسه با سایر محصولات مشابه، یکی دیگر از مزایای مهم آن محسوب می‌شود.

مزایا و معایب تیرآهن لانه زنبوری

تیرآهن لانه زنبوری دارای مزایای متعددی است که آن را به یکی از گزینه‌های محبوب در ساخت و ساز تبدیل کرده است. از جمله این مزایا می‌توان به افزایش مقاومت خمشی تیرآهن به دلیل افزایش ممان اینرسی و مدول مقطع اشاره کرد. همچنین، به دلیل وزن کمتر این تیرآهن نسبت به تیرآهن‌های معمولی، هزینه‌های ساخت و حمل‌ونقل کاهش یافته و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر می‌باشد. حفره‌های موجود در تیرآهن لانه زنبوری نیز فضای مناسبی برای عبور لوله‌های تأسیسات و برق فراهم می‌کنند و امکان نصب تجهیزات را آسان‌تر می‌کنند. همچنین، این تیرآهن‌ها با تنوع بالا در اشکال مختلف، با انواع سازه‌ها به خوبی تطبیق‌پذیر هستند و می‌توانند به افزایش انعطاف‌پذیری و زیبایی سازه کمک کنند.
با این حال، تیرآهن لانه زنبوری دارای معایبی نیز می‌باشد که باید مد نظر قرار گیرد. وجود حفره‌ها در جان تیرآهن باعث کاهش مقاومت برشی آن در محل تکیه‌گاه پل به ستون می‌شود که برای جبران این نقیصه نیاز به تقویت تیرآهن با روش‌های مختلف مانند جوشکاری ورق‌ها می‌باشد. همچنین، رعایت استانداردهای دقیق در هنگام تولید این تیرآهن‌ها الزامی است، زیرا عدم رعایت استانداردها می‌تواند منجر به تخریب تیرآهن زیر بار شود. این تیرآهن‌ها نیز به نیروی کارگر ماهر جهت ساخت نیاز دارند و در صورت عدم رعایت دقیق مراحل جوشکاری، خواص فولاد تغییر کرده و ممکن است قسمت‌های جوش خورده له شوند. به دلیل همین محدودیت‌ها، استفاده از تیرآهن لانه زنبوری به عنوان تیر همبند در برخی دهانه‌ها مجاز نیست.

کاربرد‌های تیرآهن لانه زنبوری

تیرآهن لانه زنبوری کاربردهای متعددی در صنعت و ساخت و ساز دارد. از اصلی‌ترین کاربردهای این تیرآهن می‌توان به استفاده به عنوان ستون در سازه‌ها و عناصر سقفی اشاره کرد. به دلیل وجود حفره‌های موجود در این تیرآهن، امکان عبور لوله‌های تأسیسات و برق فراهم می‌شود که این ویژگی در ساخت سقف‌های تیرچه و بلوک بسیار مفید است. علاوه بر این، تیرآهن لانه زنبوری به دلیل مقاومت بالا و وزن کم، در ساخت پل‌های عابر پیاده، قاب‌های لنگرگیر و سیستم‌های کامپوزیت مورد استفاده قرار می‌گیرد. از دیگر کاربردهای آن می‌توان به استفاده در ساخت راه پله، سقف‌ها، طاق قوسی، سیستم‌های فضایی و حتی در مزارع اشاره کرد.
با این حال، استفاده از تیرآهن لانه زنبوری در برخی موارد با محدودیت‌هایی همراه است. این تیرآهن‌ها نباید به عنوان اعضای باربر جانبی در قاب‌های خمشی معمولی، متوسط و ویژه به کار گرفته شوند. همچنین، در تیرهای پل دو سر مفصل که نیاز به قرارگیری تیرهای فرعی با برش‌های زیاد روی جان آن است، استفاده از تیر لانه زنبوری مناسب نیست. در دهانه‌های مهاربندی ‌شده همگرای معمولی، ویژه و واگرا نیز نباید از این تیرآهن استفاده شود. علاوه بر این، بهتر است در تیرآهن دوبل زنبوری، حفره‌ها در مقابل قسمت بسته قرار گیرند و از استفاده آن به عنوان مقاطع فشرده اجتناب شود. در بادبندهای سازه نیز استفاده از تیرآهن لانه زنبوری ممنوع است.

تولیدکنندگان تیرآهن لانه زنبوری

تیرآهن لانه زنبوری تنها به صورت کارگاهی تولید می‌شود و هیچ کارخانه‌ای به طور مستقیم این نوع تیرآهن را تولید نمی‌کند. بیشتر تیرآهن‌های لانه زنبوری در کشور از تیرآهن IPE تولیدی کارخانه ذوب آهن ساخته می‌شوند که به دلیل مقاومت بالاتر نسبت به سایر تیرهای IPE، از محبوبیت بیشتری برخوردارند. باید توجه داشته باشید که قیمت تیرآهن لانه زنبوری تحت تأثیر نوسانات ارزی، تحریم‌ها و قیمت جهانی فولاد قرار دارد و این تغییرات مستقیماً بر بازار مسکن نیز تأثیر می‌گذارد. علاوه بر این، عواملی مانند مسائل سیاسی و اقتصادی، نوع و ابعاد تیرآهن و کارخانه سازنده نیز بر قیمت این محصول اثرگذار هستند. بنابراین، قبل از خرید تیرآهن لانه زنبوری، توصیه می‌شود از قیمت روز آن آگاه شوید و نکات مهم خرید آن را مطالعه کنید.

جمع‌بندی تیرآهن لانه زنبوری

تیرآهن لانه زنبوری با توجه به تحقیقات و مزایای اقتصادی و شکل‌پذیری آسان، توجه بسیاری از مهندسان و پیمانکاران را به خود جلب کرده است. در ایران، ساخت این تیرآهن‌ها عمدتاً به صورت دستی و توسط کارگران ماهر انجام می‌شود. این تیرآهن‌ها در عین داشتن مزایای فراوانی مانند افزایش استحکام سازه‌های ساختمانی، معایبی نیز دارند که با استفاده از روش‌های تقویتی مانند نصب ورق‌های میانی و جوش دادن ورق تقویتی در محل تکیه‌گاه‌ها، می‌توان این معایب را کاهش داد. به طور کلی، تیرآهن لانه زنبوری یکی از مقاطع فولادی مهم در صنعت ساختمان‌سازی است که با آگاهی از ویژگی‌ها و روش‌های تقویتی آن، می‌توان به بهبود عملکرد سازه‌ها کمک کرد. برای اطلاعات بیشتر و بررسی قیمت، می‌توانید به وب سایت فولادسل fooladsell.com مراجعه کنید یا با کارشناسان فروش تماس بگیرید.