تیرآهن یکی از مقطع فولادی پرمصرف در صنعت ساخت و ساز جهانی است که عمدتا برای تحمل بار سنگین با تکیه گاه در دو نقطه یا بیشتر طراحی شده است. تیرآهن در اشکال و ابعاد های گوناگون تولید می شود، اما حتی تفاوت های هندسی به ظاهر جزئی نیز بر میزان وزن و مقاومت تیرها در برابر خمش یا کمانش تأثیر می گذارد. هر کدام از انواع تیرآهن کاربردی متفاوت دارد و استفاده بجا از هرکدام در بخش خود، در یک پروژه، باعث تشکیل یک سازه منسجم و کارآمد با طول عمر بالا می شود. هنگام تهیه تیرآهن دانستن اینکه هرکدام دارای چه قابلیت ها و مشخصاتی هستند و نقاط ضعف هرکدام از انواع تیرآهن که ممکن است باعث تضعیف استقامت سازه شود، به شما در انتخاب یک محصول مناسب کمک میکند. در این مقاله سعی داریم با بررسی انواع تیرآهن های موجود در بازار ایران، با نقاط قوت و ضعف هرکدام آشنا شده و کاربرد های هرکدام از انواع تیرآهن را با هم بررسی کنیم.

جالب است که بدانید با اینکه انواع تیرآهن در هر اندازه و شکلی که ساخته شود، همواره دارای دو بخش اصلی بال (دو عدد) و جان بوده که تغییر در شکل و اندازه آنها، باعث پدید آمدن انواع مختلفی از تیرآهن می شود. بنابراین خوب است که قبل از خرید تیرآهن، ایده ای از انواع مختلف تیرهای فولادی داشته باشید تا بهتر متوجه شوید که چه زمانی و چرا یک مهندس سازه یک نوع خاصی از تیرآهن را بجای دیگری انتخاب می کند.

کشور ما ایران، با بیش از 50 کارخانه تولیدکننده فولاد و آهن آلات، یکی از بزرگترین تولیدکنندگان مقاطع فولادی خاورمیانه است و با گسترش صنعت ساخت و ساز در ایران، سالهاست که تیرآهن بازار رو به رشدی را تجربه می کند. برند های معتبری در بازار ایران به تولید تیرآهن های مرغوب اقدام می کنند همچنین برخی از سایز های بزرگتر که در ایران تولید نمیشوند (مانند سایز 60) را می توان در نمونه های وارداتی تیرآهن مانند تیراهن های ترک، تیر آهن های کره ای و چینی جستجو کرد. اما این تیرهای فولادی چگونه ساخته می شوند؟ برای ساخت تیر فولادی چه چیزی لازم است؟

برای مطالعه در مورد انواع فولاد، به این مقاله مراجعه بفرمایید

مواد اولیه شامل فولاد سازه ای با کیفیت بالا است که از گریدهای فلزی ساخته شده و استانداردهای فولاد سازه ای تعیین شده هر کشور را بتواند برآورده سازد. بعنوان نمونه در آمریکا کیفیت مواد اولیه باید توسط مؤسسه ساخت و ساز فولادی آمریکا (AISC) تایید شود و همچنین بتواند تجهیزات، ابزار و تکنیک های مناسب برای اجرای صحیح نمودارهای مهندسی را پیاده سازی کند. سازندگان مقاطعی فلزات باید برای پیروی از نمودارها و نقشه های مهندسی تجربه کافی داشته باشند و از آخرین فن آوری های ساخت، تجهیزات و استانداردهای ایمنی اطلاعات کافی داشته باشند تا بتوانند تیرآهن با کیفیت تولید کنند. تیرآهن ها پایه های اصلی هر سازه فولادی هستند و حتی بلندترین ساختمان های جهان نیز استقامت و ایستایی خود را مدئون تیر های فولادی هستند . برخی از بلندترین سازه های جهان از سوپرتیراهن های فوق بزرگی بصورت هشت تایی برای تامین استقامت خود استفاده میکنند که در مقاله دیگری به آن پرداخته ایم. برای مطالعه بلندترین سازه های فولادی جهان به مقاله سه گانه (بخش اول / بخش دوم / بخش سوم ) مراجعه کنید.

دو روش اصلی برای ساخت تیرهای فولادی وجود دارد که هرکدام مزایای خاص خود را دارند و عبارتند از:

1) نورد گرم (Rolling):

تیرآهن ها از محصولات فولادی تولیدی به شیوه نورد گرم هستند. فولاد در هنگام سرد بودن در برابر شکل دادن مقاومت می کند. بنابراین اولین قدم در ساخت تیرهای فولادی حرارت دادن فولاد است. برای انجام این کار، فولاد از طریق یک کوره با “سیستم کنترل خودکار مشعل” برای حفظ دمای مورد نظر، با استفاده از برنامه کامپیوتری پیچیده عبور می کند. نورد واقعی فرآیندی است که با پایه های آسیاب پروفیلی که سطح مقطع مورد نظر را تشکیل می دهند امکان پذیر شده است. از طریق ترکیبی از موتورها و یاتاقان‌های نصب شده، فولاد از میان غلتک‌های بزرگی عبور می‌کند که به گونه‌ای پیکربندی شده‌اند که شکل تیر مورد نظر را ایجاد کند. نیروهای اعمال شده  از هزاران تن هم فراتر می روند و چون فولاد بسیار داغ است به راحتی از آن عبور می کند. فولاد هنگام سرد شدن به دقت تحت نظارت قرار می گیرد تا اطمینان حاصل شود که یکپارچگی ریزساختارها حفظ می شود. فرآیندهای اضافی، مانند گالوانیزه گرم، می تواند برای محافظت بیشتر از فولاد اعمال شود. از این نوع تیرآهن در ساخت و ساز استفاده می شود و چون تیرآهن تولیدی با این روش دارای انعطاف بیشتری است از آن در صنعت راه آهن و ساخت مسیرهای ریلی نیز استفاده می‌شود. از مزایای نورد گرم تیرآهن می‌توان به سهولت و ارزان‌  بودن آن نیز اشاره کرد.