محاسبه وزن تیرآهن از طریق فرمولهای استاندارد یکی از شاخصهای مهم در تضمین ایمنی، مقاومت،استحکام سازه و همچنین خرید آن است. هر یک از انواع تیرآهن بهدلیل تفاوت در شکل ظاهری و مشخصات فنی خود با توجه به ابعاد و ضخامتشان وزن و جداول متفاوتی دارند. در این مطلب بعد از بررسی انواع تیرآهن و کاربردهای آن جداول اشتال تیرآهن IPE، IPN و هاش سبک و سنگین را بررسی میکنیم. همچنین نحوه محاسبه وزن تیرآهن با استفاده از جدول اشتال را نیز توضیح میدهیم. شاید برایتان جالب باشد بدانید کدام سایز تیرآهن بیشترین تقاضا را دارد؛ در مقالهی پرمصرفترین سایز تیرآهن را میشناسید؟ به این موضوع پرداختهایم.
تیرآهن چیست و چه کاربردی دارد؟
تیرآهن یکی از مقاطع پر کاربرد فولادی در ساختمانسازی، پلسازی و فعالیتهای عمرانی است. این مقطع به دلیل ویژگیهایی مانند استحکام بالا، مقاومت مکانیکی مناسب در برابر تنشهای محیطی، قابلیت جوشکاری و برشکاری مناسب در ساخت مختلف سازه مورد استفاده قرار میگیرد. بیشترین کاربرد تیرآهن در ساخت اسکلت، صفحات کفی ساختمان و پلها به صورت طولی یا عرضی برای انتقال بار وارده به سایر اجزا است. اگر قصد خرید تیرآهن دارید، بهتره قبل از هر چیز با انواع تیرآهن و راهنمای خرید آن آشنا بشید تا انتخاب دقیقتری داشته باشید. مهم ترین بخشهای مورد استفاده تیرآهن در انواع سازه به شرح زیر هستند:
- تیرهای اصلی یا شاه تیرها برای انتقال یکنواخت بار به سایر اجزا
- ستون سازه به عنوان تثبیتکننده اجزای سازه و انتقال دهنده بار
- تیرهای کلاف برای انتقال بار تیر اصلی به ستونها
- تیرکهای میانی و فرعی برای انتقال بار سازه به تیر اصلی
- ساخت خرپا برای افزایش ظرفیت باربری و تحمل نیروهای کششی و فشاری
- تیرهای قوسی پلها برای انتقال بارهای عمودی به ستون و سایر اجزا
- تیرهای دیافراگمی پلها برای توزیع یکنواخت بار
همچنین انواع تیرآهن با توجه به ساختار و شکل خود بهراحتی از طریق جوشکاری یا پیچ و مهره به سایر اجزای سازه متصل میشوند. این اتصال بادوام به دلیل مقاومت خمشی بالای تیرآهن باعث میشود که سازه در اثر بارهای وارده با کمترین تغییر شکل پایدار بماند.
معرفی انواع تیرآهن
مشخصات ویژگیهای انواع تیرآهنهای رایج در بازار
تیرآهنها از لحاظ شکل ظاهری، اندازه، ابعاد، وزن و استاندارد بینالمللی تولید به دستههای مختلف زیر تقسیم میشوند:
تیرآهن IPE
تیرآهن IPE (European I Beam) نوعی تیرآهن با مقطع I شکل است که تحت استاندارد اروپایی تولید میشود. در این تیرآهن قسمتهای بالایی و پایینی تیرآهن بهصورت موازی به جان متصل میشوند و سطوح داخلی بالها موازی هستند. این حالت باعث میشود که ظرفیت تحمل بار تیرآهن بسیار بالاتر رود.
مهمترین ویژگی تیرآهن IPE را میتوان در موارد زیر خلاصه کرد:
- شکل ظاهری: مقطع باریک همراه بالهای کوچکتر نسبت به ارتفاع که باعث ایجاد نسبت بالای مقاومت به وزن میشود.
- کاهش مصرف مواد اولیه در ساخت: بالهای موازی و ضخامت یکنواحت سطح مقطع این تیرآهن کارآیی سازهای تیر را افزایش میدهد و امکان تحمل بارهای سنگین بدون نیاز به مصرف بیش از اندازه مواد اولیه را فراهم میکند.
- چند منظوره بودن: تیرآهن IPE برای استفاده در فریمها، تکیهگاه و اجزای باربر سازه در پروژههای ساختمانی تجاری و مسکونی بسیار مناسب هستند.
- سازگاری با طراحی سازه: شکل و ابعاد این تیرآهن اتصال اجزا و ساخت سازه را به خصوص در اسکلتهای پیچیده سادهتر میکند.
تیرآهن INP
تیرآهن INP یا IPN (I-profile Normal) تیرآهن استاندارد اروپایی I شکل است که بر خلاف نوع IPE بالهای آن به سمت داخل متمایل هستند. یعنی ضخامت بالها با فاصله گرفتن از جان کاهش مییابد. این ویژگی باعث کاهش قابل توجه وزن تیرآهن در عین حفظ مقاومت آن میشود. تیرآهن INP برای پروژههایی که محدودیت فضا دارند یا استفاده از اجزای سبکتر در اولویت قرار دارد، بسیار مناسب است.
مهمترین ویژگیهای تیرآهن INP به شرح زیر هستند:
- شکل ظاهری: بالهای شیبدار متمایل به داخل دارد. ارتفاع و عرض آن نیز معمولا کمتر از IPE است.
- کارآیی: به دلیل مصرف کمتر فولاد در ساخت آن، قیمت آن پایینتر است. همچنین تیرآهن INP تعادل مناسبی بین استحکام و انعطافپذیری ایجاد میکنند. این نوع طراحی تحمل بار و مقاومت آنها در برابر بارهای خمشی را افزایش میدهد.
- کاربرد: برای اسکلتبندی ساختمان بهعنوان سازه پشتیبان کف، سقف و دیوار، پلها، سازههای صنعتی برای فریمها، تکیهگاهها و فضاهایی که نیاز به تیرآهن با مقاومت مناسب و وزن کمتر دارند، بسیار ایدهآل است.
تیرآهن IPB
تیرآهن IPB(I-Profile Beam) نوعی پروفیل فولادی بال پهن با بالهای موازی و جان باریک است. این تیرآهن که در بازار ایران به دلیل مشابهت سطح مقطع آن به حرف H با نام «تیرآهن هاش» هم شناخته میشود، بیشتر بهعنوان تکیهگاه در ساختمانسازی و پلها کاربرد دارد. مشخصات فنی تولید این تیرآهن تحت استاندارد اروپایی است، اما تولیدات چین و روسیه هم در بازار وجود دارد. تیرآهن IPB با توجه به وزن خود دو زیر مجموعه سبک و سنگین نیز دارد که در بازار به تیرآهن نوع HEA (هاش سبک) و نوع HEB (هاش سنگین) و HEM (هاش نیمه سنگین) معروف هستند.
خلاصه مهم ترین ویژگیهای این تیرآهن به شکل زیر است:
- شکل ظاهری: بالهای تیرآهن پهن و موازی و جان آن نسبت به عرض باریکتر است.
- کارآیی: ساختار محکم این تیرآهن باعث ایمنی و پایداری بالای آن در محل نصب است. در نتیجه مقاومت بالاتری در برابر تنش و خمش دارد.
- کاربرد: به عنوان تیر اصلی اسکلت سازه ساختمان، تیرهای حامل پلهای نیازمند به ظرفیت تحمل بار بالا کاربرد دارد.
جدول اشتال تیرآهن
اما بعد از شناخت انواع تیرآهن، انتخاب بهترین نوع با توجه به نیاز سازه بسیار اهمیت دارد. معمولا مهندسان طراح برای دریافت اطلاعات دقیق ابعاد و وزن هر یک از تیرآهنها، از جدول اشتال استفاده میکنند. این جدول یک مرجع مهندسی که علاوه بر مشخصات عمومی مانند ارتفاع جان، عرض و ضخامت بال، وزن هر متر طول، اطلاعات جزییتر مانند مدول مقطع محور x و y (Wx، Wy)، شعاع تنش (Rt)، ممان اینرسی محور x (Jx)، ممان اینرسی محور y (Jy)، شعاع تنش (RT) و سایر موارد تخصصی در آن قابل دسترس هستند. این اطلاعات به مهندسان کمک میکند تا مقاومترین تیرآهن را با توجه به نیاز کارفرما برای خرید پیشنهاد دهند. هر اندازه مشخصات تیرآهن خریداری شده به اطلاعات جدول اشتال نزدیکتر باشد، آن تیرآهن کیفیت و مقاومت بالاتری دارد.
دانلود PDF جدول اشتال تیرآهن
با توجه به تفاوت مشخصات ظاهری انواع تیرآهن، سه نوع جدول اشتال برای تیرآهن IPE، INP و IPB وجود دارد. برای استفاده بهتر دانشجویان، مهندسان و فعالان حوزه بازار این جدولها به تفکیک نوع تیرآهن برای دانلود در بخش بعدی ارائه میشود.
جدول اشتال تیرآهن IPE+دانلود pdf
برای مشاهده بهتر و دانلود جدول کامل pdfروی این لینک کلیک کنید.
جدول اشتال تیرآهن INP+دانلود pdf
برای مشاهده بهتر و دانلود جدول کامل pdf روی این لینک کلیک کنید.
جدول اشتال تیرآهن IPB + دانلود pdf
برای مشاهده بهتر و دانلود جدول کامل pdf روی این لینک کلیک کنید.
نحوه محاسبه وزن تیرآهن با فرمول استاندارد
محاسبه وزن تیرآهن برای میزان تحمل بار وارده در سازه بهخصوص سقف بسیار اهمیت دارد. در حالت معمولی فرمول استاندارد برای محاسبه وزن انواع تیرآهن با استفاده از اطلاعات جدول اشتال به شکل زیر است:
وزن کل تیرآهن (کیلوگرم)=وزن هر متر تیرآهن (کیلوگرم/متر) × طول شاخه تیرآهن (متر)
در این فرمول با توجه به سایز تیرآهن (ارتفاع جان) در جدول اشتال اطلاعات مربوط به وزن هر متر طول (G) را استخراج میکنیم و سپس با توجه به طول کل شاخه، وزن نهایی آنرا بهدست میآوریم. البته برخی مراجع جداولی را بهصورت آماده بر اساس سایزهای مختلف تیرآهن و انواع تیرآهن تهیه کردهاند که بهراحتی میتوانیم از آن وزن تیرآهن IPE، INP و IPB را محاسبه کنیم. البته اطمینان از معتبر بودن این جدول ضروری است.
محاسبه وزن تیرآهن نمره ۱۴-۱۶-۱۸-۲۰
برای درک بهتر موضوع، وزن چهار سایز رایج تیرآهن را از طریق فرمول استاندارد محاسبه میکنیم. این محاسبات با فرض تیرآهن IPE و جدول اشتال مربوط به آن انجام گرفتهاند.
وزن تیرآهن ۱۲
تیرآهن نمره ۱۲، ارتفاع جان برابر ۱۲ سانتیمتر یا ۱۲۰ میلیمتر است. در جدول اشتال نیز عدد مربوط به وزن هر متر طول در ردیف ۱۲۰ برابر ۱۰.۴ کیلوگرم بر متر درج شده است. بنابراین بسته به طول کل هر شاخه دو وزن زیر را خواهیم داشت:
- وزن تیرآهن ۱۲ هر شاخه ۶ متری برابر ۵/۶۲ کیلوگرم است.
- وزن تیرآهن ۱۲ شاخه ۱۲ متری برابر ۸/۱۲۴ کیلوگرم است.
وزن تیرآهن ۱۴
در تیرآهن نمره ۱۴ ارتفاع جان برابر ۱۴ سانتیمتر یا ۱۴۰ میلیمتر است. با مراجعه به جدول اشتال، وزن هر متر طول تیرآهن با این مقدار ارتفاع جان ۹/۱۲ کیلوگرم بر متر درج شده است. بنابراین بسته به طول کل شاخه تیرآهن خواهیم داشت:
- وزن تیرآهن ۱۴ هر شاخه ۶ متری برابر۴/۷۷ کیلوگرم است.
- وزن تیرآهن ۱۴ شاخه ۱۲ متری برابر ۸/۱۵۴ کیلوگرم است.
وزن تیرآهن ۱۶
در تیرآهن نمره ۱۶ ارتفاع جان برابر ۱۶ سانتیمتر یا ۱۶۰ میلیمتر است. در جدول اشتال وزن هر متر طول تیرآهن با ارتفاع جان ۱۶۰ میلیمتر برابر ۸/۱۵ کیلوگرم درج شده است. بنابراین بسته به طول کل شاخه تیرآهن خواهیم داشت:
- وزن تیرآهن ۱۶ هر شاخه ۶ متری برابر۸/۹۴ کیلوگرم است.
- وزن تیرآهن ۱۶ شاخه ۱۲ متری برابر ۶/۱۸۹ کیلوگرم است.
وزن تیرآهن ۱۸
در تیرآهن نمره ۱۸ ارتفاع جان برابر ۱۸ سانتیمتر یا ۱۸۰ میلیمتر است. معادل وزن هر متر طول عدد ۱۸۰ میلیمتر در جدول اشتال برابر۸/۱۸ کیلوگرم درج شده است. بنابراین بسته به طول کل شاخه تیرآهن خواهیم داشت:
- وزن تیرآهن ۱۸ هر شاخه ۶ متری برابر۸/۱۱۲ کیلوگرم است.
- وزن تیرآهن ۱۸ شاخه ۱۲ متری برابر ۶/۲۲۵ کیلوگرم است.
وزن تیرآهن ۲۰
در تیرآهن نمره ۲۰ ارتفاع جان ۲۰۰ میلی متر و وزن هر متر طول معادل این مقدار در جدول اشتال برابر۴/۲۲ کیلوگرم است. بنابراین بسته به طول کل شاخه تیرآهن خواهیم داشت:
- وزن تیرآهن ۲۰ هر شاخه ۶ متری برابر۴/۱۳۴ کیلوگرم است.
- وزن تیرآهن ۲۰ شاخه ۱۲ متری برابر ۸/۲۶۸ کیلوگرم است.
جدول وزن تیرآهن هاش سبک و سنگین
برای محاسبه وزن سایر انواع تیرآهن علاوه بر فرمولهای استاندارد، جداول آمادهای وجود دارند که بهصورت مستقیم وزن تیرآهن بر حسب سایز درج شده است. در این بخش جدول وزن تیرآهن هاش سبک (HEA) و جدول تیرآهن هاش سنگین (HEB) برای دسترسی سریع علاقهمندان درج شده است.
جدول وزن هاش سبک (HEA)
جدول وزن هاش سنگین (HEB)
راهنمای خرید انواع تیرآهن
محاسبه وزن انواع تیرآهن مسیر مهمی در انجام محاسبات مهندسی برای تحمل بار در سازه و خرید نهایی است. انواع تیرآهن با توجه به شکل ظاهری خود کاربردهای متفاوتی دارند که مهندسان سازه بر این اساس بهترین نوع را به کارفرما برای خرید پیشنهاد میدهند. برای این منظور استفاده از جدول زیر و توجه به تفاوت IPE، IPN و IPB راهنمای مناسبی برای خرید انواع تیرآهن است. برای اطلاع از آخرین تغییرات بازار و مشاهده جدول بهروز، صفحهی قیمت تیرآهن را بررسی کنید.
نوع | شکل ظاهری | ظرفیت تحمل بار | ابعاد رایج در بازار | قیمت |
IPE | بالهای باریک و ضخامت یکنواخت، ارتفاع جان بیشتر از عرض بال | مطلوب | سایز (ارتفاع): ۸۰ تا ۶۰۰ میلیمتر عرض بال: ۴۶ تا ۲۲۰ میلیمتر | متوسط |
INP | بالهای شیبدار نازک متمایل به داخل | پایین، مناسب سازههای سبک | سایز (ارتفاع): ۸۰ تا ۶۰۰ میلیمتر عرض بال: ۴۲ تا ۲۰۰ میلیمتر | ارزان |
IPB (هاش) | بال پهن و ضخیم، جان کوتاهتر نسبت به عرض بال، شبیه حرف H | بالا، مناسب سازههای سنگین | سایز (ارتفاع): ۱۰۰ الی ۱۰۰۰ میلیمتر عرض بال: ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلیمتر | گران |
البته برای خرید و انتخاب نهایی انواع تیرآهن باید به استانداردها، برند شرکت تولیدکننده و استعلام بروز قیمت توجه کنیم. در صورت تمایل شرکت نیک فولاد آماده همراهی کارفرمایان و فعالان حوزه ساخت و ساز برای مشاوره رایگان خرید و تامین انواع تیرآهن از تولیدکنندگان معتبر است. برای محاسبه دقیقتر هزینهها و برآورد مالی پروژه، مطالعهی راهنمای نحوه محاسبه قیمت تیرآهن میتواند کمک بزرگی باشد.
سوالات متداول
تعریف جان و بال در تیرآهن چیست؟
جان (Web) قسمت اصلی وسط تیرآهن و بال (Flange) قسمتهای کناری و لبههای متصل به بخش وسط هستند.
فرق تیرآهن سبک و سنگین چیست؟
در تیرآهن هاش سنگین یا (HEB) ضخامت بال و جان بیشتر است. بنابراین در سازههای سنگین و نیازمند تحمل بالاتر بار کاربرد دارد. اما تیرآهن سبک (HEA) به دلیل ضخامت کمتر و وزن سبک در سازههای کوچک استفاده میشود و قیمت پایینتری نیز دارد.
تیرآهن نمره ۱۸ چند کیلوست؟
وزن تقریبی شاخه ۱۲ متری تیرآهن نمره ۱۸ برابر ۱۹۰ کیلوگرم است.
تیرآهن ۲۰ چند کیلوست؟
وزن تقریبی شاخه ۱۲ متری تیرآهن نمره ۲۰ برابر ۲۶۹ کیلوگرم است.
با سالها سابقه در عرصه فولاد و آهن آلات، برای شما می نویسیم. تا نوشته های ما، راهنمایی برای شما باشد و اطلاعات شما را در این رابطه افزایش دهد. چون معتقدیم که دانش بیشتر شما، باعث اتخاذ تصمیم بهینه خواهد شد.
