دلایل استفاده از تیرآهن‌های فولادی در ساخت و ساز
با استفاده از فولاد، مواد ساختمانی بسیار زیادی را برای استفاده می‌توان تولید کرد. بدون شک بسیاری از شما با تیرآهن‌های فولادی آشنا می‌باشید.
ممکن است این مواد و مصالح را در حین ساخت و ساز مشاهده کرده باشید. چرا مهندسین استفاده از انواع تیرآهن را در ساخت و ساز ترجیح می‌دهند؟ زیرا تیرآهن‌های فولادی به دلیل شکل مقطع و ساختاری که از خود ارائه می‌دهند، امروزه مورد توجه بسیاری از مهندسان و معماران می‌باشند. شاید برای بسیاری از شما این سوال پیش آمده باشد که دلیل محبوبیت بیش از حد و استفاده از تیرآهن‌های فولادی در ساخت و ساز چیست؟ تیرآهن‌های فولادی یک راه ایده‌آل برای کنترل بار به صورت یکنواخت در سراسر محلی که از آن‌ها استفاده می‌شوند، می‌باشند.
هنگامی که وزن بر روی تیرآهن‌های فولادی اعمال می‌شود، حداکثر انحراف بر روی مرکز تیرآهن‌ها اعمال می‌شود و این مسئله باعث افزایش تنش در هر دو سمت تیرآهن‌ها خواهد شد.
برای درک بهتر لازم است بدانید که هر تیرآهن از دو بخش افقی به نام فلنج تشکیل شده است که به کمک یک بخش عمودی به نام وب به یکدیگر متصل شده‌اند. هنگامی که وزن بر روی فلنج اعمال می‌شود، این وزن به طور مساوی بر آن توزیع می‌شود و تنش کمتری از طریق وب عبور می‌کند. تا زمانی که وزن به مرکز وب (محور خنثی) برسد، به دلیل توزیع نیرو، تنش به صورت یکنواخت در حد صفر کاهش می‌یابد. بنابراین شکل تیرآهن‌ها به گونه‌ای طراحی شده است تا وزن بار را بیش از آنکه وب متحمل شود، فلنج مجبور به تحمل آن شود.
مهم‌ترین دلایل استفاده از تیرآهن‌های فولادی
مهم‌ترین دلایل استفاده از تیرآهن‌های فولادی عبارتند از:
- ابعاد مختلف تیرآهن‌های فولادی
- تحمل حداکثر بار
- اینرسی در ساختار
- کمک در ساخت و ساز
- کاهش، استفاده مجدد و بازیافت
- جلوگیری از لرزش و ارتعاش
در ادامه هر یک از موارد فوق را توضیح خواهیم داد.
1. ابعاد مختلف تیرآهن‌های فولادی
تیرآهن‌های فولادی مخصوص امروز و یا چند سال اخیر نمی‌باشند، برای سال‌های متمادی است که از آن‌ها در ساختمان‌سازی استفاده می‌شود، توسعه استفاده از آن‌ها تا به جایی گسترش یافته است که امروزه در بسیاری از صنایع مختلف مانند صنعت پزشکی یا دریایی نیز از آن‌ها استفاده می‌شود.
به گونه‌ای که نقش تیر آهن در پل سازی و صنایع مختلف بسیار پر رنگ شده است.
از همین رو می‌توان گفت که تیرآهن‌های فولادی دارای شهرت جهانی می‌باشند و برای اکثر پروژه‌های ساختمانی استفاده از آن‌ها ترجیح بسیاری از سازندگان می‌باشد. تیرآهن‌های فولادی در وزن‌های مختلف، برای مقاصد مختلف با عمق، ضخامت و عرض فلنج متغیر به منظور دستیابی به اهداف در دسترس می‌باشند. استفاده از انواع تیرآهن‌های فولادی بسته به ساختار می‌تواند متفاوت باشد.
به عنوان مثال، هنگامی که شما یک پل با مقطع مستطیلی طراحی می‌کنید، می‌توانید از آن برای تردد وسایل نقلیه استفاده کنید. با توجه به عوامل مختلف مانند گرانش و یا وزن وسایل نقلیه در حال حرکت بر روی پل، عملکرد پل‌های فولادی تحت تاثیر قرار می‌گیرند. در نتیجه وزن پل می‌تواند به دلیل تحمل تنش تغییر کند و حتی ممکن است شکسته شود. به همین جهت برای مقاومت در برابر خم شدن، می‌توانید از تیرآهن‌های فولادی برای حمایت ساختار استفاده کنید.
2. تحمل حداکثر بار
تیرآهن‌های فولادی به این منظور طراحی شده‌اند تا به جای خم شدن در برابر تنش‌ها، با انتقال بار در برابر آن‌ها مقاومت نمایند. بنابراین آن‌ها قادر خواهند بود تا علاوه بر اینکه افزایش وزن را تحمل کنند، از دیگر اعضای به کار رفته در ساختمان پشتیبانی نمایند. امروزه تیرآهن‌های فولادی بسیار رایج‌تر هستند، همچنین قیمت تیر آهن از سایر همتایان خود به صرفهتر می‌باشند.
به همین دلیل است که می‌توانید اطمینان حاصل کنید که یکپارچگی ساختاری با قدرت و حمایت بی پایان در ساختمان وجود خواهد داشت. تیرآهن‌ها معمولا در جهت نیروهای عرضی از مقاومت کمتری برخوردار می‌باشند. با این حال فولاد دارای خواصی می‌باشد که باعث انحراف بارهای سنگین سازه می‌شود.
3. اینرسی در ساختار
می‌توان گفت که مقاومت تیرآهن‌ها تنها به دلیل وجود محور خنثی و توزیع یکنواخت بار در آن‌ها نمی‌باشد. با توجه به اینرسی میان فلنج‌ها و محور، تیرآهن‌های فولادی دارای اینرسی لحظه‌ای بالا می‌باشند، میزان اینرسی در آن‌ها بسیار بزرگ‌تر از میزان مقاومت آن‌ها در برابر خم شدن می‌باشد. این ویژگی در تیرآهن باعث می‌شود تا آن‌ها قابل نورد، جوش دادن و عملیات اکسترود باشند.
4. کمک در ساخت و ساز
ساخت فلز شامل برش، خم شدن، شکل دادن به فولاد ساختاری می‌باشد. تیرآهن‌های فولادی بسیار متنوع می‌باشند و می‌توان از آن‌ها در هر پروژه ساختمانی فولادی استفاده نمود. آن‌ها بسیار سریع، کارآمد و مقرون به صرفه برای انجام سفارشات و برآوردن نیازهای پروژه می‌باشند.
5. کاهش، استفاده مجدد و بازیافت
تولید تیرآهن‌های فولادی به معنای تولید حداقل زباله در ساخت و ساز می‌باشد. تیر آهن‌های فولادی و مزایای زیست محیطی آن در کشورهای مختلف باعث می‌شود تا تولیدات مقرون به صرفه باشند. امروزه با افزایش تولیدات فولادی، روند تولید گازهای گلخانه‌ای به طرز چشمگیری کاهش یافته است.
محصولات فولادی اعم از تیرآهن‌ها می‌توانند بارها و بارها بدون صدمه زدن به آن‌ها مورد بازیافت قرار گیرند. از آنجایی که امروزه استفاده از تیرآهن‌های فولادی در صنعت با رشد قابل توجهی مواجه شده است، می‌توان پس از مدتی آن‌ها را از راه‌های مختلفی بازیافت کرده و مجددا استفاده نمود، این کار علاوه بر کمک به محیط زیست و کاهش آلاینده‌ها منجر به کاهش هزینه‌ها خواهد شد.
6. جلوگیری از لرزش و ارتعاش
یکی از عمده‌ترین چالش‌ها هنگام ساخت یک ساختمان این است که با افزایش طبقات احتمال لرزش و ارتعاش در آن‌ها افزایش می‌یابد، ارتعاش در ساختمان‌های فولادی می‌تواند با انواع منابع مستقیم و غیر مستقیم ایجاد شود.
سه دسته اصلی و کلی آن شامل موارد زیر می‌باشند:
- فعالیت‌های انسانی
- ماشین‌آلات و تجهیزات
- نیروهای خارجی مانند باد و یا زلزله
با این حال یکی دیگر از ویژگی‌هایی که استفاده از تیرآهن‌های فولادی به همراه دارد، رفع این چالش می‌باشد. از آنجایی که تیرآهن‌ها قادر به تحمل وزن بیشتر می‌باشند، می‌توان از آن‌ها برای کاهش ارتعاش کف و با حمایت از ساختار استفاده نمود. با استفاده از تیرآهن‌های فولادی، ارتعاش به سرعت می‌تواند کاهش یابد.
این محصولات یکی از گزینه‌های بهینه و کارآمد برای سازه‌های فلزی به شمار می‌آیند.
علاوه بر آن‌ها ممکن است که به انواع دیگری از تیرآهن‌های موجود در بازار و سایر مصالح فولادی نیاز داشته باشید، انتخاب میلگرد، تیرآهن و سایر مصالح فولادی با توجه به نوع ساخت و ساز شما، قیمت میلگرد و تیرآهن می‌تواند متفاوت باشد.
