انواع استاندارد تیرآهن

در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی، انتخاب تیرآهن مناسب تنها به ابعاد و وزن آن محدود نمی‌شود؛ بلکه آشنایی با انواع استاندارد تیرآهن نقش مهمی در ایمنی، دوام و بهینه‌سازی هزینه‌ها ایفا می‌کند. هر استاندارد، مشخصات فنی مشخصی برای شکل مقطع، ضخامت بال و جان، وزن واحد طول و میزان تحمل بار تعریف می‌کند که مستقیماً بر عملکرد سازه اثر می‌گذارد.

شناخت تفاوت میان استانداردهای رایج تیرآهن مانند IPE، INP و IPB به مهندسان، پیمانکاران و خریداران کمک می‌کند تا براساس نوع پروژه، شرایط بارگذاری و الزامات آیین‌نامه‌ای، انتخابی دقیق و اصولی داشته باشند. در این مقاله، به بررسی انواع استاندارد تیرآهن، ویژگی‌های هر یک و کاربرد آن‌ها در صنعت ساختمان می‌پردازیم تا بتوانید با دیدی آگاهانه برای تصمیم‌گیری اقدام نمایید.

استانداردهای تیرآهن

تولید تیرآهن در سطح جهان، بر پایه ضوابط فنی مشخصی استوار است که تعیین‌کننده شکل ظاهری، ابعاد بال و جان و همچنین خواص مکانیکی آن است. به‌طور کلی، تیرآهن‌ها در بازار ایران و خاورمیانه عمدتاً براساس سه استاندارد مرجع IPE (استاندارد اروپا با بال‌های موازی و ضخامت یکنواخت)، IPN (استاندارد چین و روسیه با بال‌های شیب‌دار) و IPB (تیرآهن‌های عریض یا هاش) طبقه‌بندی می‌شوند. رعایت دقیق این استانداردها در فرآیند نورد گرم، تضمین‌کننده مقاومت کششی و فشاری مورد نیاز سازه دربرابر بارهای مرده و زنده است. انتخاب صحیح میان این استانداردها نه‌تنها امنیت اسکلت فلزی را دوچندان می‌کند، بلکه با بهینه‌سازی وزن سازه، نقش مستقیمی در مدیریت هزینه‌های نهایی پروژه ایفا خواهد کرد.

تیرآهن IPE (معمولی)

یکی از استانداردهای تیرآهن، IPE است که سطح مقطع آن شبیه l انگلیسی است. مشخصه بارز این نوع تیرآهن، ضخامت یکسان بال‌های ابتدا و انتهایی آن است. این مدل استاندارد مطابق با استانداردهای اروپایی بوده و بیشترین کاربرد را در ستون خرپا، سقف‌ها، ساخت پل‌های لانه زنبوری و …دارد. گفتنی است کهIPE از کشورهای مختلفی مانند آلمان، کره، اسپانیا و لهستان وارد می‌شود و به‌عنوان تیرآهن چینی یا روسی در بازار آهن آلات شناخته می‌شود.

این نوع تیرآهن طبق استاندارد I Profile Eroeenne ساخته می‌شود، طول بال‌های این محصول که در دسته محصولات I شکل قرار می‌گیرد، اندکی کوتاه‌تر از مدل‌های دیگر است که باعث می‌شود در اتصالات به‌سادگی مورد استفاده قرار بگیرد. نکته مهم این است که در استاندارد IPE، ضخامت بال‌ها برخلاف INP کاملاً یکسان است.

به این محصول فلزی پروفایل نیم‌پهن موازی یا بال متوسط نرم اروپایی نیز گفته می‌شود که به روش نورد گرم و اکسترود و در استانداردهای (EN10365 -EN10034) تولید می‌شود. تیرآهن IPE در ارتفاع متفاوت تولید می‌شود که این ارتفاع از 8 تا 60 سانتی‌متر متغیر است. برای آشنایی بیشتر با این موضوع می‌توانید به مقاله تیرآهن IPE چیست و انواع آن مراجعه کنید.

تیرآهن IPN (بال باریک شیب‌دار)

این استاندارد به لحاظ شکل ظاهری با IPE تفاوت دارد. به‌گونه‌ای که باله ابتدایی آن در مراحل اولیه نازک و به تدریج ضخیم خواهد شد. وقتی به این مدل تیرآهن‌ها نگاه کنید، متوجه شیب ملایم در ضخامت بال‌های آن‌ها خواهید شد. برای ستون‌های اسکلت فلزی از این مدل تیرآهن استفاده می‌گردد. این محصول در سایزهای ۶۰ تا ۸۰۰ میلی‌متری تولید و روانه بازار می‌شود و لبه های آن گرد است.

علاوه بر موارد ذکر شده، این تیرآهن که به تیرآهن نیم‌پهن معروف است و در بازار هم به نام IPN و هم INP شناخته می‌شود، شکل سطح مقطع در دو بال آن به صورت شیب‌دار است که در نقطه تلاقی بال (میله افقی) با (جان) میله عمودی به صورت ضخیم بوده که به سمت بیرون تیرآهن نازک و شیبدار می‌شود. شیب بال در سطح داخلی بال حدود 0.14 و استاندارد این نوع تیرآهن، استاندارد چین و روسیه است.

مزیت تیرآهن IPE نسبت به IPN:

• عرض بال در IPE بیشتر از IPN است؛ به همین دلیل مقاومت بیشتری نسبت به IPN دارد.
• به دلیل یکسان بودن و یا موازی بودن سطح خارجی و داخلی بال در IPE اتصال بهتری نسبت به IPN دارد.
• IPE نسبت به INP داراری وزن کمتر و راندمان مقاومتی بیشتر است. 

تیرآهن IPB (هاش)

اگر تاکنون در بازار آهن و فولاد فعالیت داشته‌اید، حتما تیرآهن هاش را به خوبی می‌شناسید. این تیرآهن شبیه به حرف H انگلیسی است و به‌گونه‌ای تولید شده است که طول بال‌ها در آن نسبت به جان تیرآهن بزرگتر باشد و سطح مقطع مربعی شکلی دارد و ضخامت بال‌ها نیز در تمام طول آن یکسان است. دقیقا به همین خاطر هم استحکام و مقاومت آن در مقایسه با تیرآهن معمولی بیشتر خواهد بود.

در این تیرآهن‌ها دو علامت V و L مشاهده می‌شود که V به معنای تیرآهن سنگین و علامت L هم نشان‌دهنده تیرآهن سبک است. از ویژگی‌های تیرآهن تولید شده با این استاندارد می‌توان به تحمل وزن بالا، برخورداری از بال‌های پهن و ارتفاع ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی‌متر اشاره نمود.

تیرآهن IPB سرعت بالایی در نصب داشته و با آنکه وزن بیشتری نسبت به سایر تیرآهن‌ها دارد، باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های پروژه می‌شود؛ چرا که با استفاده از این محصول به تعداد تیرآهن کمتری نیاز خواهید داشت. عملیات جوشکاری و ماشین‌کاری نیز روی این محصولات ساده‌تر و سریع‌تر انجام می‌گیرد. تیرهای H که یکی از کاربردی‌ترین محصولات در صنعت ایران هستند، در دسته استاندارد IPB‌ قرار می‌گیرند. بال‌های تیر هاش نسبت به مقاطعی که با استاندارد IPE تولید می‌شوند، پهن‌تر است و به همین دلیل با نام تیر بال پهن هم شناخته می‌شود. این محصولات در دو نوع IPBV (سنگین) و IPBL (سبک) تولید می‌شوند.

 این تیرآهن به چهار مدل بر اساس وزن تقسیم‌بندی می‌شود:

• تیرآهن با وزن متوسط: که همان IPB و در نرم اروپاییHEB گفته می‌شود. ارتفاع جان و طول بال تا شماره 30 آن یکسان است. پهنی تیرآهن IPB20 دارای طول بال 20 و ارتفاع جان 20 است. از شماره 30 به بالا عرض بال هیچ تغییری نمی‌کند و ارتفاع جان افزایش پیدا می‌کند.
• تیرآهن سبک: به تیرآهن سبک در این مدل IPBL و در نُرم اروپایی به آن HE-A گفته می‌شود. این تیرآهن ارتفاع واقعی کمتر از ارتفاع اسمی دارد؛ برای همین وزن این تیرآهن نیز دچار تغییراتی خواهد بود.
• تیرآهن سنگین: این تیرآهن با اختصارIPBV شناخته می‌شود که معادل اروپایی آن HE-M است. ارتفاع واقعی این تیرآهن کمی از ارتفاع اسمی آن (ارتفاع IPB هم‌شماره) کمتر است.
• تیرآهن IB: این تیر آهن از شماره 10 تا 18 ساخته می‌شود. سطح داخلی بال‌های این تیرآهن کمی شیب‌دار است.

استاندارد لانه زنبوری (CPE)

تیرآهن لانه زنبوری به لحاظ شکل ظاهری به راحتی با سایر تیرآهن‌ها قابل تشخیص خواهد بود. یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این مدل تیرآهن این است که می‌تواند لنگر خمشی بزرگتری را نسبت به تیر نورد شده تحمل نماید. زیرا در این محصولات، در ابتدا تیرآهن را برش می‌دهند و سپس آن‌ها را به یکدیگر جوش خواهند داد. از مزایای تیرآهن لانه زنبوری می‌توان به وزن کم، توان خمشی کمتر و ممان اینرسی بالاتر اشاره کرد.

مواردی که تیرآهن‌‌های IPB ، IPE و INP را از یکدیگر تفکیک می‌کند

تیرآهن‌های IPB، IPE و INP تفاوت‌های بسیاری با هم دارند. در زیر به برخی از مهم‌ترین تفاوت‌های این محصولات اشاره کرده‌ایم:

• استاندارد

محصولات IPE عموماً تحت استاندارد DIN آلمان مانند DIN1025 تولید می‌شوند. تیرآهن‌های با استاندارد INB نیز که در سه دسته سبک، سنگین و فوق سنگین قرار می‌گیرند، دارای سه گرید ST52، ST37 و ST44 هستند که مورد اخیر در ایران محبوبیت بالاتری دارد. 

• کاربرد

تیرآهن‌های IPB، سطح مقطع بزرگ‌تری دارند که به دلیل کمتر بودن میزان تنش وارده بر آن‌ها، انتخاب بهتری برای ستون ساختمان هستند. همچنین برای استفاده در طول‌های بالاتر از 30 متر، توصیه می‌شود از تیرآهن H یا همان IPB استفاده شود. از طرف دیگر، تیر آهن‌های IPE و  INP در ساخت ساختمان‌ها و پل‌ها گزینه‌های محبوب‌تری هستند. این در حالی است که تیر آهن H در این پروژه‌ها می‌تواند به‌عنوان ستون یا تکیه‌گاه مورد استفاده قرار بگیرد. 

• قیمت

قیمت تیرآهن به‌طور ویژه به وزن آن بستگی دارد. به‌طورکلی برای تیرهای با سایز یکسان، به ترتیب، IPB، IPE و INP بیشترین وزن و به‌ تبع آن بیشترین قیمت را دارند. اما به دلیل اینکه این محصولات در سایزهای مختلف تولید می‌شوند، هر کدام می‌توانند قیمت‌های متفاوتی داشته باشند.

•  مشخصات ظاهری

از نظر ظاهری می‌توان گفت که در تیر IPB بال‌ها با هم موازی بوده و طول آن‌ها با طول جان برابر است. به‌عبارت‌دیگر، سطح مقطع آن شبیه به حرف H است. در مقابل، تیرآهن IPE بال‌های کوتاه‌تری دارد؛ اما همچنان بال‌ها با هم موازی هستند. با نگاه به سطح مقطع این محصول، حرف I را می‌بینیم. تیرهای آهن INP نیز به شکل I هستند با این تفاوت که بال‌ها دیگر با هم موازی نیستند. چرا که ضخامت آن‌ها متغیر است و با دور شدن از مرکز تیر، باریک‌تر می‌شوند. 

• مشخصات فنی

به‌طورکلی، مشخصات فنی تیرآهن عموماً طبق جدول اشتال بررسی می‌شود. در این جدول، جرم، نیروهای تنشی و کششی، ممان اینرسی و سایر فاکتورهای مربوط به تیرهای آهن بررسی می‌شود تا مهندسین با توجه به نیازهای هر پروژه، دست به انتخاب مناسب بزنند.

وزن و ابعاد استاندارد انواع تیرآهن

تیرآهن‌ها در انواع و سایزهای متفاوتی توسط کارخانه‌ها تولید می شوند . کارخانه‌های تولید کننده تیرآهن هر کدام محصولات خود را طبق استانداردهای جهانی تولید و روانه بازار خواهند کرد. اما با این حال امکان تفاوت وزن ناچیز در تیرآهن های کاملاً مشابه از لحاظ نوع و سایز وجود دارد. به طور کلی وزن  انواع تیرآهن با توجه به اینکه چه سایزی دارند و توسط چه کارخانه ای تولید شده اند و استاندارد تولید آن‌ها چیست، متفاوت است.

در حال حاضر افراد بسیار زیادی در هنگام تهیه و خرید تیرآهن تمایل دارند که از وزن دقیق این محصولات با توجه به ویژگی‌های مختلفی همچون کارخانه تولید کننده، نوع تیرآهن و سایز مطلع شوند. معمولا تیرآهن‌های موجود در بازار آهن آلات در ابعاد ۱۴ الی ۳۲ تولید و به دست مشتریان می‌رسند. اما اگر در رابطه با مشخصات فنی و وزن دقیق هر کدام از این تیرآهن‌ها کنجکاو هستید و قصد شناخت کامل آن‌ها را دارید، پیشنهاد می‌کنیم که نگاهی به مقاله نگاشته شده در این زمینه بیندازید. همچنین باید به این مورد نیز اشاره کنیم که وزن تمامی این تیرآهن‌ها مطابق با جدول اشتال بوده و شما می‌توانید مشخصات فنی و ابعاد دقیق تر کدام را در این جدول به صورت کامل مشاهده فرمایید.

روش‌ های تشخیص استاندارد تیرآهن

تیرآهن‌ها در هنگام خرید، یک برگه شناسایی محصول خواهند داشت. در این برگه، استاندارد تیرآهن، سایز و مقاومت کششی این محصول درج شده است. به‌عنوان مثال، INP_16_52 تیرآهن l با نمره ۱۶ حداقل مقاومت کششی ۵۲ کیلوگرم بر سانتی متر را داراست. در بسیاری از موارد نیز از روی شکل ظاهری به راحتی می‌توان استاندارد تیرآهن را تشخیص داد. وزن هر شاخه، کیفیت ساخت، مقدار خرید و غیره همگی در قیمت نهایی این محصول در زمان خرید تاثیرگذار خواهند بود.

انتخاب تیرآهن مناسب باتوجه به استاندارهای تیرآهن

تیرآهن یکی از مهمترین مقاطع فولادی است که نقشی حیاتی در تامین استحکام و پایداری سازه‌ها دارد. محصولات فولادی به ویژه تیر آهن از تنوع بالایی برخوردارند تا نیازهای روزافزون صنایع ساختمان‌سازی و عمرانی به خوبی برآورده کنند. بنابراین، شناخت انواع استانداردها و ویژگی‌های تیرآهن، از جمله IPE، INP و IPB، به شما کمک می‌کند تا مناسب‌ترین استاندارد تیرآهن را برای پروژه‌ خود درنظر بگیرید و بودجه خود را مدیریت کنید. با توجه به تنوع کاربردها و مشخصات این مقاطع فولادی، انتخاب درست می‌تواند تاثیر مستقیمی بر کیفیت و ایمنی سازه شما داشته باشد. در این راستا سه مورد از مهم‌ترین تیر‌های روز دنیا را در این مطلب معرفی کردیم. برای اطلاع بیشتر در خصوص انتخاب و قیمت تیرآهن می‌توانید با کارشناسان آهن آنلاین تماس بگیرید تا در کوتاه‌ترین زمان ممکن با پاسخ سؤالات خود دست یابید.