تیرآهن چیست؟
تیرآهن قطعاتی فلزی است که تحت تأثیر بارهای جانبی یا همان وزن‌ها در سازه‌ها قرار می‌گیرد که با نام تیر یا تیرآهن (beam) شناخته می‌شوند. تیرها معمولاً در شکل افقی قرار می‌گیرند و بارهای وزنی را تحمل می‌کنند، با این حال موارد استثنائی نیز وجود دارد. انواع مختلفی از تیرها وجود دارند که از جمله تیرهای فرعی (joist)، تیرهای بال کوتاه (intel)، تیرهای (spandrel)، تیرهای طولی (stringer)،تیرهای کف (floor beams) و تیرشاه (girder) هستند.
- تیرهای فرعی به تیرهایی گفته می‌شود که به فاصله کم از یکدیگر، بار کف و سقف ساختمان را تحمل می‌کنند.
- تیرهای بال کوتاه در قسمت بازشوهای دیواره‌ها قرار گرفته و بار را بر روی در و یا پنجره تحمل می‌کنند.
- تیرهای اصلی، بار دیواره‌های خارجی، بخشی از بار کف یا ورودی ساختمان را تحمل می‌کنند.
- تیرهای طولی در پل‌ها موازی با طول پل قرار گرفته و بار عبور از پل را تحمل می‌کنند.
- تیرهای کف عمود بر تیرهای طولی قرار دارند و بار عبور از تیرهای طولی را به تیرهای شاه پل یا خرپاها منتقل می‌کنند.
- تیر شاه (girder) به تیری گفته می‌شود که بار را به تیرهای دیگر منتقل می‌کند. تیرهای شاه معمولاً دارای مقطع I شکل و ارتفاع بالا هستند.
تاریخچه تیرآهن
درحال حاضر، تیرآهن‌ها نقش حیاتی در ایجاد پشتوانه‌های سازهای و پایداری دارند. تولید این تیر آهن‌ها یک فرآیند است که با گذشت زمان، بافته شده است و فناوری، نوآوری و توانایی‌های مهندسی را در خود جای داده است. در سایت بازرگانی پرشین متالز به تاریخ جذاب مرتبط با تولید تیرآهن می‌پردازیم، از ریشه‌های تاریخی تا پیشرفت‌های مدرن، همچنین مراحل پیچیده تولید این اجزا را بررسی می‌کنیم.
ریشه‌های تاریخی تولید تیرهای آهن
اینجاست که می‌توانیم به دوران تمدن‌های باستانی برگردیم. در این دوران، تکنیک‌های پیشرفته کوبیدن با استفاده از ابزارهای ساده برای شکل دادن به آهن به کار می‌رفت. آهن‌گران اولیه با استفاده از ابزارها و کوره‌های ساده، آهن را به شکل تیرهایی برای ساخت سازه‌ها شکل می‌دادند.
تکامل تکنیک‌ها برای ساخت تیرآهن
از آهن‌کاری تا تولید مدرن، پیشرفت بزرگی در تولید تیرآهن در دوران انقلاب صنعتی رخ داد. ظهور ماشین‌آلات با نیروی بخار فرآیند تولید را تحول بخشید، به طوری که تولید انبوه تیرآهن با دقت و یکنواختی بیشتری امکان‌پذیر شد. انتقال از کوبش دستی به تولید مکانیزه، نقطه عطفی در این صنعت بود.
فناوری‌های مدرن و گسترش مرزهای دوام تیرآهن
مقالات اخیر در مورد تکنولوژی‌های مدرن تولید تیرآهن افق جدیدی را به‌تصویر می‌کشند. استفاده از طراحی کمکی با کامپیوتر و تحلیل المان محدود (FEA) فرآیند مهندسی تیرآهن را تحول داده است. این ابزارها به مهندسان اجازه می‌دهند تا سناریوهای مختلف تنش را شبیه‌سازی کنند، به نحوی که تیرهای ساخته شده نه تنها مقاومت بیشتری داشته باشند بلکه با نیازهای پروژه‌های خاص همخوانی داشته باشند.
محیط زیست و تولید پایدار تیرآهن
مقالات مدرن مربوط به تولید تیرآهن اهمیت پایداری را تأکید می‌کنند. محققان به دنبال فرآیندهای تولید دوستدار محیط زیست هستند که مصرف انرژی و انتشارات را کمینه کنند. با بهره‌گیری از مواد بازیافتی و روش‌های تولید انرژی‌بخش، صنعت ساختمانی به کاهش اثر کربنی خود می‌پردازد و در عین حال تیرهای آهن بی‌نظیری ارائه می‌دهد.
رنگ سبز تیرآهن
یک نکته جذاب دراین مطلب توسعه نقاشی‌های سبز روی تیرآهن است. این رنگ‌ها به تیرآهن در مقابل زنگ‌زدگی کمک می‌کنند و عمر آنها را در شرایط محیطی متفاوت افزایش می‌دهند. استفاده از فناوری نانو در این نقاشی‌ها کارآیی آنها را بهبود می‌بخشد، که نمایانگر روحیه نوآوری در این صنعت است.
استانداردهای تیرآهن
حتما بخوانید: خرید و قیمت روز تیرآهن
فرایند تولید تیرآهن
تیرچه‌ها به عنوان قطعاتی از ساختارهای فولادی ساختمانی استفاده می‌شوند و به منظور تقویت و پشتیبانی از سقف‌ها، کف‌ها و دیوارها به کار می‌روند. فرایند تولید تیرچه‌ها شامل چند مرحله اصلی است که در زیر توضیح داده می‌شود:
- تهیه و برش ورق‌های فولادی: در ابتدا ورق‌های فولادی به اندازه‌ها و ضخامت‌های مورد نیاز برش می‌شوند. این ورق‌ها معمولاً از فولاد کربنی یا فولاد آلیاژی با خواص مکانیکی مناسب برای تحمل بارهای استفاده در ساختمان‌ها است.
- خم‌کاری و شکل‌دهی: ورق‌های برش شده به ماشین‌های خم‌کاری مناسب منتقل می‌شوند تا به شکل‌های مورد نیاز برای تیرچه‌ها خم شوند. این مرحله شکل‌دهی به بال و جان تیرچه‌ها را انجام می‌دهد.
- جوشکاری: برخی از تیرچه‌ها نیاز به جوشکاری دارند تا بخش‌های مختلف آنها با یکدیگر اتصال یابند. جوشکاری به عنوان روش اتصال تیرچه‌ها در نقاط مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- اصلاح‌های نهایی: پس از جوشکاری، تیرچه‌ها به تصحیح‌های نهایی می‌پردازند تا ابعاد، زاویه‌ها و شکل‌های آنها به صورت دقیق تنظیم شود. همچنین، اصلاح‌های سطحی نیز انجام می‌شود تا تیرچه‌ها تمیز و آماده مراحل بعدی شوند.
- رنگ‌آمیزی و پوشش‌دهی: تیرچه‌ها معمولاً با رنگ‌ها و پوشش‌های محافظتی مختلفی پوشانده می‌شوند تا از زنگ زدگی و خوردگی جلوگیری شود و همچنین به ظاهر زیبا و مناسبی برسند.
- بررسی کیفیت: قبل از عرضه به بازار، تیرچه‌ها به بررسی کیفیت و استانداردهای مورد نیاز زیر نورد می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که آنها برای استفاده در ساختمان‌ها مناسب هستند.
- بسته‌بندی و ارسال: پس از تکمیل تمامی مراحل تولید، تیرچه‌ها بسته‌بندی می‌شوند و برای ارسال به مقاصد مختلف آماده می‌گردند.
در نهایت، تیرچه‌ها به عنوان قطعات کلیدی و مهمی در سازه‌های فولادی ساختمان‌ها استفاده می‌شوند که به تقویت و پشتیبانی از سازه‌ها کمک می‌کنند.
استانداردهای تیرآهن
تیرآهن‌ها به منظور استفاده در ساخت و سازهای مختلف با استفاده از استانداردهای ملی و بین‌المللی تولید می‌شوند. این استانداردها مشخصات فیزیکی، مکانیکی، ابعاد و خصوصیات دیگر تیرآهن‌ها را تعریف می‌کنند. در زیر به برخی از استانداردهای معتبر تیرآهن اشاره خواهیم کرد:
- استاندارد ایران (ISIRI): سازمان ملی استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران استانداردهای مرتبط با تیرآهن را تدوین و ارائه می‌کند. این استانداردها شامل مشخصات فنی و ابعاد تیرآهن‌ها بر اساس نیازهای ملی می‌شوند.
- استانداردهای اروپایی (EN): استانداردهای اروپایی نیز برای تیرآهن‌ها وجود دارند. این استانداردها توسط اروپایی‌ها تدوین شده و شامل مشخصات متنوعی از جمله ابعاد، خصوصیات مکانیکی و خواص مواد تیرآهن‌ها هستند.
- استانداردهای آمریکا (ASTM و AISC): آمریکا نیز استانداردهای خود را برای تیرآهن‌ها دارد. سازمان استانداردهای مصرفی آمریکا (ASTM) و مؤسسه مهندسان سازه آمریکا (AISC) استانداردهای معتبری برای مواد ساختمانی ارائه می‌دهند.
- استانداردهای بین‌المللی (ISO): سازمان بین‌المللی استانداردها (ISO) نیز در حوزه تولید تیرآهن‌ها استانداردهای مرتبط و بین‌المللی ارائه می‌دهد.
- استانداردهای ملی کشورهای دیگر: هر کشور بر اساس نیازها و شرایط خود استانداردهای ملی خود را برای تیرآهن‌ها تدوین می‌کند.
این استانداردها به شرکت‌ها و تولیدکنندگان کمک می‌کنند تا تیرآهن‌ها را با مشخصات مناسب تولید و ارائه دهند و همچنین برای مهندسان و معماران اطلاعات لازم برای طراحی و استفاده بهینه از تیرآهن‌ها را فراهم می‌کنند.
پرمصرفترین تیرآهن‌ها
پرمصرفترین تیرآهن‌ها
پرمصرفترین تیرآهن‌ها، تیرآهن‌های معمولی یا IPE و INP هستند. به ندرت پیش می‌آید که یک کارخانه تیرآهن، تولید خود را بدون حداقل دو سایز از تیرآهن IPE انجام دهد. این تیرآهن‌ها کاربردهای بسیار گسترده‌ای در حوزه ساختمان‌سازی دارند و پس از آن، به تیرآهن‌های نوع هاش (IPB) و تیرآهن لانه زنبوری (CNP) می‌پردازیم. تیرآهن هاش، عمدتاً در پل‌سازی و ساخت سازه‌های بلندمرتبه کاربرد دارد و تیرآهن لانه زنبوری نیز در ساخت سقف‌های پارکینگ و دیگر سازه‌ها به کار می‌رود.
بزرگترین کارخانه‌های تولیدی تیرآهن در ایران
در این بخش، هدف ما این است که به شناسایی کارخانه‌های تولید تیرآهن و برجسته‌ترین تولیدکنندگان این محصول در ایران بپردازیم. فهرستی از واحدهای تولیدی تیرآهن به شرح زیر آمده است:
کارخانه ذوب‌آهن اصفهان
یکی از پیشین‌ترین و بزرگترین تولیدکنندگان فولاد در ایران، کارخانه ذوب‌آهن اصفهان است که به تخصص در تولید مقاطع طویل فولادی مشهور است. تیرآهن‌های تولیدی در این کارخانه به دلیل کیفیت بالا، از محبوبیت و اعتبار بالایی برخوردارند. اندازه‌های مختلفی از تیرآهن‌ها در این مجموعه تولید می‌شوند، که از سایز 12 تا 32 متغیر است. این تیرآهن‌ها به سه مدل زیر تقسیم می‌شوند: در اینجا انواع تیرآهن‌های تولید شده در مجتمع ذوب‌آهن اصفهان را معرفی می‌کنیم:
- تیرآهن‌های IPN با استاندارد DIN 1025-1
- تیرآهن‌های بال‌پهن موازی با استاندارد ISIRI 14484
- تیرآهن‌های بال نیم پهن موازی با استاندارد DIN 1025-5
لازم به ذکر است که مجتمع ذوب‌آهن اصفهان به عنوان بزرگترین تولیدکننده محصولات طولی در منطقه خاورمیانه شناخته می‌شود و به آن به عنوان مادر صنعت فولاد ایران اشاره می‌شود. کیفیت برتر تیرآهن تولید شده در این مجتمع باعث افزایش قیمت آن نسبت به سایر برندها می‌شود.
کارخانه تیرآهن نورد آریان فولاد
شرکت نورد آریان فولاد در منطقه بوئین‌زهرا واقع شده و به عنوان بزرگترین واحد تولید مقاطع فولادی در خاورمیانه، شناخته می‌شود. این کارخانه، به عنوان یک واحد خصوصی، تیرآهن‌ها را تولید و با استفاده از استاندارد DIN 1025-5 به بازار عرضه می‌کند. تیرآهن‌های ارائه شده توسط آریان فولاد بیشتر به کشورهای دیگر نیز صادر می‌شوند. انواع تیرآهن‌های کارخانه نورد آریان فولاد شامل:
- تیرآهن‌های بال‌پهن موازی
- تیرآهن‌های بال نیم پهن موازی
این تیرآهن‌ها در ابعاد 16 تا 27 با استفاده از فولاد ST37 و طبق استاندارد DIN 1025-5 تولید می‌شوند.
کارخانه تیرآهن فایکو (فولاد البرز ایرانیان)
مجتمع صنعتی فولاد فایکو در سال 1339 در استان مازندران تأسیس و به بهره‌برداری رسید. این کارخانه به دارای 2 خط تولید اختصاصی تیرآهن‌های IPE و INP است. تیرآهن‌های تولیدی در کارخانه البرز ایرانیان با ظرفیت سالیانه 750 هزار تن و در اندازه‌های 14 تا 26 ساخته می‌شوند. قیمت تیرآهن فایکو به صورت واحدی (بر حسب شاخه) یا به ازای هر کیلوگرم اعلام می‌گردد.
کارخانه جهان فولاد غرب
کارخانه جهان فولاد غرب در سال 1387 در شهر کرمانشاه تأسیس و با ظرفیت تولید 300 هزار تن به بهره‌برداری رسید.
انواع تیرآهن‌های کارخانه جهان فولاد غرب:
- تیرآهن نیم پهن I، ردیف IPE
- تیرآهن عریض I، ردیف IPB
تیرآهن‌های نیم پهن IPE کارخانه جهان فولاد غرب با ابعاد 80 تا 200 میلی‌متر و طول استاندارد 8 تا 18 متر تولید می‌شوند. این تیرآهن‌ها در پروژه‌های عمرانی، کارگاه‌های آهنگری و سایر فعالیت‌های مشابه به کار می‌روند. همچنین، تیرآهن‌های عریض I با ردیف IPB این کارخانه با ابعاد 100 تا 1000 میلی‌متر تولید می‌شوند و در عملیات سدسازی، پل‌سازی، ساختمان‌سازی و سایر پروژه‌های مشابه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کارخانه فولاد ناب تبریز
شرکت فولاد ناب تبریز با سرمایه‌گذاری ایران و ترکیه در سال ۱۳۸۴ در شهر تبریز تأسیس شد و تولید تیرآهن به عنوان یکی از محصولات اصلی این کارخانه در اندازه‌های متفاوت انجام می‌شود.
انواع تیرآهن‌های کارخانه فولاد ناب تبریز:
- تیرآهن با استاندارد ISIRI 16348
- تیرآهن با استاندارد ISIRI 1791
- تیرآهن با استاندارد DIN EN 10056-1 :1998
- تیرآهن با استاندارد GOST 8510:1986
تمامی این تیرآهن‌ها در ابعاد 14، 16 و 18 و با گریدهای st37، st44 و st52 تولید می‌شوند.