با الهام از لانه زنبور، متخصصان موفق به تولید نوعی تیرآهن شده‌اند که امروزه آن را با نام تیرآهن لانه زنبوری می‌شناسیم. افراد مشغول در صنعت ساخت و ساز به خوبی می‌دانند که وزن تیرآهن نقش به سزایی در قیمت تیرآهن و هزینه پروژه ساختمانی دارد. در ادامه این مطلب قصد داریم درباره اهمیت وزن تیرآهن لانه زنبوری و نحوه محاسبه آن بیشتر صحبت کنیم. پس برای دریافت جزئیات بیشتر، با ما همراه باشید.
عنوان تیرآهن لانه زنبوری از کلمه لاتین “castellatus” به معنای “ساخته شده مانند یک قلعه با دهانه‌های منظم” گرفته شده است. این تیرها به عنوان کانال‌های ساختاری برای بهبود عمق و استحکام تیر بدون افزودن مواد یا وزن بیشتر طراحی شدند.
مهندسان پس از جنگ جهانی دوم با کمبود فولاد مواجه شدند و متوجه شدند که تیرهای لانه زنبوری ارزان بوده و نسبت مقاومت به وزن بسیار خوبی دارند.
در نتیجه، تیرهای قلعه‌ای از دهه 1950 به عنوان راه حل ترجیحی ساختمانی بوده‌اند و معمولاً در اروپا برای کاهش هزینه سازه‌های فولادی به دلیل نسبت پایین هزینه کار به هزینه مصالح استفاده می‌شوند.
تیرآهن لانه زنبوری (CPE) درواقع همان تیرآهن‌های معمولی هستند که در تمام پیکره خود دارای حفره‌هایی به شکل ذوزنقه می‌باشند و در زبان فارسی به آنها لانه زنبوری می‌گوییم. این حفره‌ها باعث افزایش طول تیرآهن و وزن آن شده و به استحکام ساختمان کمک شایانی می‌کند.
استفاده از تیرآهن‌های لانه زنبوری باعث کاهش هزینه نهایی ساخت یک ساختمان نیز می‌شود زیرا هزینه ساخت این تیرها که شامل هزینه برش، مونتاژ و جوشکاری است؛ از ارزش فولاد مصرفی کمتر می‌باشد. اجرای سقف تیرچه و بلوک در ایران به شکل خاصی صورت می‌گیرد و بهترین گزینه برای این فرایند، استفاده از تیرآهن لانه زنبوری می‌باشد. همچنین این بتن دارای اثر کمکی بر روی تیرآهن است.
از مزایای این تیرآهن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
ویژگی اصلی تیرآهن زنبوری این است که می‌توانیم عمق تیر را بدون افزایش وزن آن افزایش دهیم. در نتیجه، برای افزایش ظرفیت باربری بسیار کارآمد هستند. آنها 40٪ ظرفیت حمل لحظه‌ای بیشتر بدون فولاد اضافه دارند. با توجه به این نکته می‌توانید متوجه اهمیت استفاده درست از جدول وزن تیرآهن لانه زنبوری هنگام ساخت و ساز شوید.
طول تیر را می‌توان تا 28 متر افزایش داد که باعث می‌شود تیرآهن لانه زنبوری برای طراحی‌هایی با دهانه عریض و دهانه باز بهینه باشد.
ساخت تک تک تیرآهن‌ها توانایی کاهش وزن نیمه بالایی تیر را می‌دهد و در نتیجه ظرفیت حمل بار را افزایش می‌دهد و وزن تیر را به حداقل می‌رساند.
طراحی و نصب تیرآهن لانه زنبوری به زیبایی ساده است.برای دستیابی به چندین هدف می‌توان ویژگی‌های فیزیکی تیرآهن لانه زنبوری را تغییر داد. این محصول را می‌توان از بخش به بخش سفارشی کرد؛ همچنین شما می‌توانید وزن تیر را تا 40٪ در مقایسه با تیر فولادی فلنج پهن کاهش داد.
این تیرها بر اساس شکل سوراخ‌های ارائه شده در قسمت وب طبقه‌بندی می‌شوند. شش ضلعی، دایره‌ای (همچنین به عنوان دهانه سلولی نیز شناخته می‌شود)، هشت ضلعی، الماسی و غیره، رایج ترین اشکال دهانه‌های تیرآهن زنبوری هستند.
از طریق فضاهای ایجاد شده در حفره‌ها، امکان عبور لوله‌های تاسیساتی و برق وجود دارد.
تیرآهن زنبوری 1.5 برابر عمق بیشتری نسبت به قسمت اصلی دارند در حالی که وزن آنها تقریباً یکسان است. جوشکاری صفحات مربعی یا مستطیلی بین نیمه‌های برش خورده این تیرآهن حتی عمیق‌تر با سوراخ‌های هشت ضلعی در بدنه آن ایجاد می‌کند.
تیرآهن لانه زنبوری به دلیل قابلیت دهانه بلندشان بیشتر برای پارکینگ‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفتند؛ اما امروزه از آنها در انواع سازه‌های کف و سقف نیز استفاده می‌شود.
هدف از ساخت تیر لانه زنبوری این است که با وزن کمتر و خیز نسبتا کم بتواند لنگر خمشی بیشتری را در مقایسه با تیر نورد شده تحمل کند. از تیرآهن لانه زنبوری در اغلب سازه‌های فولادی که نیاز به وزن کم و مقاومت خمشی بالا باشد، بسیار استفاده می‌شود؛ اما این تیرها با محدودیت‌هایی نیز همراه هستند.
در مبحث 10 مقررات ملی ساختمان اشاره شده است که تیر لانه زنبوری به دلیل ضعف شدید در ظرفیت برشی استفاده از آن در المان‌های اصلی باربر جانبی ساختمان در قاب‌های خمشی و همچنین در دهانه‌های مهاربندی شده با هر نوع مهاربندی همگرا یا واگرا و کلیه دهانه‌هایی که در مسیر انتقال نیروی زلزله به پایه ساختمان مشارکت دارند مجاز نیست.
نکته‌ای دیگر که در موقع طراحی و کاربرد این تیرها باید به آن توجه داشت مقاومت برشی کم آن‌هاست به همین دلیل نباید در بخش‌هایی که تحت نیروی برشی زیاد قرار دارند استفاده شوند. در ساختمان‌ها تیرهای لانه زنبوری اغلب در قاب خمشی کاربرد دارند. اما به صورت کلی در صورت افزایش بار ساختمان می‌توانید تیرهای لانه زنبوری را مطابق با نیاز خود سفارش دهید. اما قبل از آن حتما باید طبق جدول وزنی تیرآهن عمل کنید:
تیرآهن لانه زنبوری معمولا از سایر 8 تا 60 موجود است و در شاخه‌های 1 متری و 12 متری تولید می‌شود. البته وزن تیرآهن تولیدی هر شرکت ممکن است با داده‌های جدول اندکی تفاوت داشته باشد. همچنین در ایران تیرآهن ها اغلب به صورت شاخه‌های 12 متری تولید و قیمت‌گذاری می‌شود. تعداد شاخه‌ها در هر بسته ممکن است با توجه به استانداردهای تولید برند متفاوت باشد به همین خاطر بهتر از قبل از خرید این موارد را چک کنید. ابعاد مختلف تیرهای لانه زنبوری با حروف زیر مشخص می‌شود:
برای اینکه دقت در پروژه ساختمانی‌تان افزایش پیدا کند، می‌توانید از فرمول محاسبه وزن تیرآهن نیز استفاده کنید. قبل از اینکه به فرمول نگاه کنید، توجه داشته باشید در سالن‌ها و پل‌ها و سقف‌هایی که عرض سازه از 8 متر بیشتر می‌شود؛ وزن تیرآهن به دلیل افزایش جان و پهنای تیرآهن نیز افزایش میابد.
همان طور که در مقدمه گفتیم، مهندسان برای حل این مشکل حفره‌هایی در داخل جان تیرآهن ایجاد می‌کنند که باعث سبک شدن آن می‌شود. اما باز هم باید اقدامات لازم برای جلوگیری از حمل وزن اضافی بر تیرآهن صورت بگیرد که متداول ترین آنها استفاده از جدول و فرمول است. برای محاسبه وزن تیرآهن لانه زنبوری از فرمول زیر استفاده می‌شود.
طول تیرآهن به متر × وزن یک متر (از جدول اشتال) = وزن تیرآهن لانه زنبوری
به عنوان مثال، برای محاسبه وزن تیرآهن نوع 20 IPE به طول 12 متر از فرمول زیر استفاده می‌شود:
وزن تیرآهن IPE = [12] (m) × ( ۲۲٫۴۰ ) = وزن مخصوص IPE20 از جدول اشتال (kg/m) = 268.80
همچنین برای محاسبه تیرآهن IPE18 به طول 6 متر از فرمول زیر استفاده می‌شود:
وزن تیرآهن IPE = [6] (m) × [ (۱۸٫۸) = وزن مخصوص IPE18 از جدول اشتال (kg/m) = 112.8 kg
لازم به ذکر است که وزن تیرآهن خریداری شده توسط شما ممکن است به دلیل استفاده از استانداردی خاص توسط کارخانه سازنده با عدد به دست آمده از فرمول کمی متفاوت باشد ولی هر چه این اعداد به یکدیگر نزدیک‌تر باشند نشان دهنده کیفیت تیرآهن خریداری شده است.
وزن هر شاخه تیرآهن لانه زنبوری با توجه به کارخانه تولیدی آن متفاوت است و به مواد اولیه و استاندارد کارخانه بستگی دارد. تیرآهن‌های لانه زنبوری با سایزهای 140، 160، 180، 200، 220، 240، 270 و 300 میلیمتر در بازار موجود است. هر شاخه 12 متر طول دارد. در ساخت تیرآهن‌های لانه زنبوری استانداردهای IPE لحاظ می‌شود.
در این بخش به صورت دقیق‌تر به بررسی پرکاربردترین و پرفروش ترین تیرآهن‌های لانه زنبوری خواهیم پرداخت و وزن آنها را بررسی خواهیم کرد.
تیرآهن 12 یکی از پرکاربردترین مقاطع در ساختمان سازی می‌باشد که تحت استاندارد IPE ساخته می‌شود و معمولا کارایی بسیار خوبی برای ساخت سقف و ستون دارد. استاندارد IPE استاندارد مورد استفاده در اروپا و آلمان می‌باشد که مقاطع تولید شده تحت آن مقاطعی دارای شکل I بوده که در واقع ضخامت آن در بال و جان و سرتاسر تیر به یک میزان است.
این مقاطع که همگی به اندازه های 12 متری برش خورده و به بازار عرضه می‌شوند، به طور معمول وزنی برابر با 125 کیلوگرم دارند. این مشخصات معمولا بر روی شاخه‌های تیر در پروسه تولید محصول حکاکی می‌شود تا خریدار در هنگام خرید از مشخصات فنی آن مطلع شود.
ابعاد در این محصول شامل طول و ارتفاع می‌باشد. به طور استاندارد در ارتفاع بین 80 تا 600 میلی متر تولید می‌شود، همچنین طول این مقاطع را 12 متر در نظر می گیرند. تشخیص تیرآهن 12 بسیار آسان است. برای این کار لازم است شما از یک سر به این محصول بنگرید. این مقاطع باید در سرتاسر طول خود دارای یک ابعاد یکسان باشند چرا که تحت استاندارد IPE تولید می‌شوند.
وزن تیرآهن زنبوری ۱۴ همانند بسیاری از محصولات فولادی به صورت استاندارد تعریف شده است. وزن تیرآهن 14 با توجه به طول محصول برای آن تعریف می‌شود. برای تیرآهن‌هایی که با طول استاندارد 14 متر به فروش می رسند، وزن نهایی 155 کیلوگرم تعریف شده است. مرسوم‌ترین نوع تیرآهن 14 در ایران با استاندارد IPE تولید شده و به فروش می‌رسد. تیرآهن‌های IPE دو نوع بانام‌های انواع لانه زنبوری و دوبل را شامل می‌شوند.
برای اطلاع از وزن تیرآهن زنبوری 16، می‌توانید از جدول یا فرمول ذکر شده در بالا استفاده کنید. وزن تیرآهن 16 برابر با 190 کیلوگرم است. این عدد برای یک تیرآهن 16 با استاندارد 12 متری تعریف شده است.
وزن تیرآهن 18 برابر با 226 تعریف شده است. البته این محصول با توجه به کارخانه تولید کننده و برند تولیدی کمی بالا و پایین می‌شود. برای اطلاع از قیمت دقیق تیرآهن هر شرکت می‌توانید از سایت آهن اسپات استفاده کنید.
تیرآهن 24 به صورت استاندارد در شاخه‌های 12 متری تولید شده و به فروش می‌رسد. وزن تیرآهن 24 برای هر شاخه برابر با 368.5 کیلوگرم است. تیرآهن‌های 24 از جمله کاربردی‌ترین و پراستفاده‌ترین مصالح فلزی هستند. وزن دقیق تیرآهن 24 با توجه به کارخانه تولیدی در وب سایت آهن اسپات قابل مشاهده است.
برای محاسبه وزن تیرآهن لانه زنبوری، فقط کافی است به جدول اشتال آن مراجعه نموده و با توجه به ابعاد، وزن آن را تخمین بزنید. از نکات محاسبه وزن تیرآهن لانه زنبوری این است که، با شبکه کردن یا لانه زنبوری نمودن، سایز تیرآهن افزایش می‌یابد. در حقیقت، سایز تیرآهن لانه زنبوری، ۱.۵ برابر سایز تیرآهن معمولی است. توجه نمایید که شما نباید سایز تیرآهن لانه زنبوری را در نظر داشته باشید، بلکه باید سایز تیرآهن کامل را در نظر بگیرید و وزن آن را در جدول اشتال تیرآهن بخوانید.
جدول اشتال اطلاعات زیادی درباره مقاطع فولادی در اختیار ما می‌گذارد. با کمک این جداول می‌توانید تخمین مناسبی از قیمت روز تیرآهن داشته باشید.
منبع : آهن اسپات (ahanspot.com)
