تیر آهن لانه زنبوری چیست و کاربرد آن

تیرآهن لانه زنبوری

تیرآهن لانه زنبوری تیرآهن ها از مهمترین المان های تحمل کننده نیرو در هر سازه فولادی هستند که نقش مهمی در افزایش استحکام ساختمان ها دارند. به گزارش انبار مرکزی ضایعات تیرآهن ها دارای انواع مختلفی مانند تیرآهن IPE(استاندارد اروپا و ایران)، INP(استاندارد چین و روسیه) و تیرآهن IPB (بال پهن) می‌باشند. یکی دیگر از انواع تیرآهن، تیرآهن لانه زنبوری (CPE) ست که در واقع از ایجاد برش های زیگزاگی روی تیرآهن I و جوشکاری مجدد دو تکه تیرآهن به یکدیگر به صورتی که قسمت های برجسته در مقابل یکدیگر و قسمت های توخالی در مقابل یکدیگر قرار بگیرند، ساخته می شود. این نوع تیرآهن در طول جان خود دارای حفره هایی به شکل شش ضلعی یا دایره است که به دلیل شباهتش به لانه زنبور به این نام شناخته می شود. تیرآهن لانه زنبوری میتواند حداکثر لنگر خمشی را تحمل کند و باعث کاهش وزن سازه شود.‌

جهت فروش ضایعات آهن با خریدار ضایعات آهن تماس بگیرید.

تیرهای لانه زنبوری از سالیان گذشته در کشورهای اروپایی و ایالات متحده آمریکا به عنوان اعضای سازه ای مورد استفاده قرار گرفته اند. تولید این تیرها به سال ۱۹۴۰ میلادی بر می گردد. فلسفه ایجاد تیر لانه زنبوری این است که با افزایش ارتفاع تیرآهن، بدون مصرف مصالح اضافی قدرت خمشی مقطع (ممان اینرسی دورانی) افزایش پیدا کند. بنابراین استفاده از این مقاطع به عنوان تیر حائز اهمیت است.

با استفاده از تکنولوژی های برش به کمک پانچ یا شعله آتش (اکسیژن + متان) می توان تیرآهن نورد شده را به صورت زیگزاگ برش داد. سپس با انتقال یکی از نیمه های بریده شده به اندازه نیم برش روی نیمه دیگر دو نیمه تیر در محل تماس به هم جوش داده می شوند. با توجه به اینکه تیرهای لانه زنبوری با حفظ وزن تیر، ممان اینرسی آن به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد صرفه جویی قابل توجهی در مصالح انجام می شود و با استفاده از این تیرها نیازی به استفاده از پروفیل های نورد شده سنگین وجود ندارد.

نحوه ساخت تیرآهن لانه زنبوری

نحوه ساخت تیر آهن لانه زنبوری: ساخت تیرهای لانه زنبوری به این ترتیب می باشد که ابتدا جان تیرآهن نورد شده به صورت زیگزاگ بریده شده و پس از یک جابجایی به طوری که قسمت های برآمده روی هم قرار بگیرند دوباره جوشکاری می شوند. برای اولین بار در سال ۱۹۱۰ آقای هورتن از شرکت پل و آهن شیکاگو پیشنهاد کرد که به این ترتیب تیرآهن را به دو قسمت تقسیم کنند تا بتوان از این طریق مدول مقطع را افزایش داد. در کتاب مقررات ملی ساختمان ایران مبحث دهم، ضمیمه الف، ابعاد و هندسه برش تیر لانه زنبوری آمده است.

• الگوی برش پانیر: در این الگوی برش ارتفاع نهایی با توجه به ارتفاع تیرآهن مشخص می شود بدین صورت که عرض تیر آهن به ۴ قسمت تقسیم می شود شیب اضلاع مورب به گونه ای در نظر گرفته می شود که تانژانت زاویه ای که با خط افق می سازد برابر ۲ باشد. به این ترتیب بعد از برش و جوشکاری ارتفاع تیرآهن لانه زنبوری تولید شده ۱.۵ برابر تیرآهن اولیه خواهد بود.
• الگوی برش لیتسکا: در این روش ارتفاع نهایی تیرآهن با توجه به لنگر خمشی مشخص می شود. لنگر خمشی مقدار نیرویی است که باعث می شود یک تیر خم شود و از حاصل ضرب نیرو در طول محاسبه می شود. پس از محاسبه لنگر خمشی برای یک تیر، مقدار فواصل افقی و عمودی برای شطرنجی کردن تیر محاسبه شده و ترسیم می شود.
• برش گرم یا برنول: در این روش خطوط برش ترسیم شده، سپس بدنه ی تیر آهن به منظور جلوگیری از تاب برداشتن با چند نقطه جوش بر روی سطح صاف ثابت می شود. برای برش از دستگاه برش برنول (حاصل از سوختن گاز استیلن و اکسیژن) استفاده شده و با دست انجام میگیرد. در ایران بیشتر از این روش استفاده می شود.
• برش سرد یا کوپال: برای برش به روش سرد از دستگاه های اتوماتیک با تیغه مخصوص استفاده میشود. در این حالت به دلیل سرد بودن فرآیند و دخالت نداشتن دست برش ها دقیقتر هستند.

پس از برش کاری، تیرآهن به اندازه یک دندانه جابجا شده به گونه ای که حفره ها مقابل هم و بخش های پر در مقابل یکدیگر قرار بگیرند و سوراخ هایی در طول تیرآهن ایجاد شود. سپس دو طرف تیرآهن به کمک جوشکاری به یکدیگر متصل می شود.

مکان استفاده از لانه زنبوری

مکان استفاده از لانه زنبوری :این تیرآهن دارای کاربردهای فراوانی در صنعت و ساخت و ساز می باشد و لازم است بسته به کاربرد موردنظر خود، خرید انجام نمایید. شما می توانید برای خرید تیرآهن لانه زنبوری مطابق با کاربرد موردنظر با کارشناسان مرکزآهن مشاوره نمایید.

• تیرهای قاب های لنگرگیر و مهاربندی شده
• تیرهای با مقاطع ظاهری یکنواخت یا متغیر در قاب های صفحه ای دارای تیرهای شیب دار
• تیرهای شبکه های تک لایه فضاکار
• تیرچه ها و تیرهای مختلط در بتن
• تیرهای طولی یا عرضی عرشه پل ها
• اعضا فشاری (ستون ها) و اعضا فشاری-خمشی (تیر-ستون ها)
• تیرهای ماشین آلات ساختمانی

مزایای تیرآهن لانه زنبوری

مزایای تیرآهن لانه زنبوری:کمان خمشی بیشتر با کمترین تغییر شکل از جمله دلایل زنبوری کردن تیرآهن است. استفاده از تیرآهن لانه زنبوری فواید دیگری نیز دارد. با توجه به تغییر شکلی که در ساختمان تیرآهن لانه زنبوری به وجود آمده است وزن کمتری نسبت به تیرهای مشابه دارد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است.

از فضاهای خالی تیرهای لانه زنبوری می توان برای عبور دادن تجهیزات و لوله های تاسیسات استفاده کرد.

تیرهای لانه زنبوری با مصالح کمتر دارای ارتفاع بیشتری هستند البته در موقع استفاده توجه به استانداردها کاملا ضروری ست در غیر این صورت این خطر وجود دارد که تیر زیر بار خراب شود.

به دلیل مقطع غیر فشرده در مقایسه با سایر مقاطع فشرده، تیرآهن لانه زنبوری مقاومت خمشی بیشتری دارد و سختی آن بیشتر است.

با تبدیل تیرآهن معمولی به تیرآهن لانه زنبوری

۱ – مدول مقطع و ممان اینرسی مقطع تیر افزایش می یابد

۲ – مقاومت خمشی تیر نیز افزوده می گردد

۳ – با کم شدن وزن مصالح و سبک بودن تیر، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر خواهد بود

۴ – از فضاهای ایجاد شده در جان تیر می توان لوله های تاسیساتی و برق عبور داد.

در ساخت این محصول که منجر به افزایش ارتفاع تیر می شود، باید استاندارد کاملا رعایت گردد، در غیر این صورت خطر خراب شدن تیر زیر بار وارد شده حتمی است.

معایب تیرآهن لانه زنبوری

معایب تیر آهن لانه زنبوری شامل موارد زیر است : 

۱ – پایین آمدن ظرفیت برشی تیر در محل تکیه گاه پل به ستون که برای جبران این نقیصه اقدام به پر کردن و جوشکاری دو یا سه حفره نزدیک تکیه گاه تیر می کنند و یا با قرار دادن ورق مستطیلی روی دو یا سه حفره نزدیک تکیه گاه و جوشکاری آن این ضعف را جبران می کنند. به دلیل این که اغلی برش حداکثر در تکیه گاه است و تیر لانه زنبوری در ناحیه نزدیک به تکیه گاه ها از نظر برش جوابگو نمی باشد لذا اقدام به تقویت جان تیر در آن نواحی می کنیم

ایجاد حفره در داخل تیرآهن لانه زنبوری باعث کاهش مقاومت برشی تیر در محل اتصال به ستون یا پل می شود بنابراین پوشاندن حفره ها در محل اتصال ضروری ست. برای این کار از ورق های فلزی استفاده می شود.

کاهش خواص و مقاومت فولاد در اثر جوشکاری از دیگر معایب این نوع تیرآهن است که در موقع طراحی و استفاده باید مورد توجه قرار گیرد. ضریب اطمینان و ایمنی تیرآهن های لانه زنبوری نسبت به سایر مقاطع فولادی نیز کمتر است

کاربرد تیرآهن لانه زنبوری

کاربرد تیرآهن لانه زنبوری:همان طور که گفته شد تیر لانه زنبوری یکی از انواع مختلف و متداول تیرهای ساختمانی است که در کشور ما مورد استعمال فراوانی در اسکلت های فولادی داشته است. فلسفه ساخت تیر لانه زنبوری اصولا برای بالا گشتاور اینرسی و مدول مقطع تیر و در نتیجه بالا بردن ظرفیت تحمل گشتاور در مقایسه با تیر نورد شده اصلی می باشد. در زمان ها و مکان هایی که تیر اصلی موجود نبوده یا صرفه اقتصادی نداشته باشد استفاده از تیر لانه زنبوری مطرح می شود. مثلا از یک تیر نمره ۱۶ با برش دادن و ساختن تیر لانه زنبوری و اعمال تقویت های لازم می توان جایگزینی برای تیر نمره ۲۰-۱۸ یا حتی نمره ۲۲ به وجود آورد.

ساخت تیرهای لانه زنبوری موجب افزایش ارتفاع نیمرخ و در نتیجه افزایش حدود ۵۰% ظرفیت خمشی و کاهش حدود ۵۰% از خیز تیر می شود. از سوراخ های حاصله نیز می توان برای عبور تاسیسات ساختمانی استفاده کرد.

هم اکنون از تیرهای لانه زنبوری در کشور ما به صورت گسترده ای به عنوان تیرهای فرعی سقف و نیز تیرهای اصلی که صرفا وظیفه حمل بارهای ثقلی را دارند استفاده می شود. همچنین به رغم عدم وجود اطلاعات کافی در زمینه قاب های برشگیر ساخته شده یا تیرهای لانه زنبوری تعداد قابل توجهی از قاب های خمشی با استفاده از این تیرها ساخته شده یا می شوند.

دلیل این استفاده گسترده، اقتصادی بودن تیرهای لانه زنبوری به ویژه در شرایط فعلی کشور است. این بدان معنی است که اضافه هزینه ساخت این گونه تیرها (هزینه برش، مونتاژ و جوشکاری) کمتر از ارزش فولاد صرفه جویی شده در اثر استفاده از تیرهای لانه زنبوری است.