در شرکت Bethlehem برای اولین بار تیر آهن بال پهن به شکل H یا IPB تولید شد که از مهمترین دستاوردهای این صنعت به شمار میرفت.
تولید این تیر آهن تحول عظیمی در صنعت فولاد بهوجود آورد و از بخش های دیگر این صنعت بهسرعت فاصله گرفت.
هدف این کارخانه ایجاد تغییراتی بزرگ در اوایل قرن بیستم بود که با تولید این مدل تیر آهن به آن دست پیدا کرد.
قبل از این ابداع جدید، تیر I شکل تولید میشد ولی تیر H بال پهن یک اختراع مهم محسوب شد و در لوگوی این کمپانی مورد استفاده قرار گرفت.
تیرهای معمولی در قالب شاخههایی بلند و با خاصیت ضدحریق نسبت به چوب از محبوبیت زیادی برخوردار بودند.
ولی بهدلیل طول زیادشان چندین بار با شکست مواجه شدند. در سال 1856 پایان شکستها بود و برای اولین بار تیر مرغوب در تورنتو برای ساختمان فدرال مورد استفاده قرار گرفت و نقطه عطفی شد در تولید و نورد تیر آهن.
پس از تولید تیر H بال پهن در اوایل قرن بیستم، بهطور موفقیتآمیزی وارد بازار شد و جای تیر I شکل را که مدتها بهعنوان مصالح پایه در صنعت ساختمانسازی بود را گرفت.
برای ساخت پلها و آسمان خراشها بهمیزان زیادی از تیر H بال پهن استفاده میشد. خط تولید بسیار بزرگی ایجاد شد و تیر آهنهای بال پهن تا عمق 36 اینچ یا 44/91 سانتیمتر وارد بازار شد.
بهعلت محبوبیت بالای H در سراسر آمریکا، قیمت آن روز به روز بالاتر رفت. این تیر در طول جنگ جهانی اول بهعنوان مواد موردنیاز در جنگ کاربرد بسیار زیادی پیدا کرد.
تعریف تیر
تیرها قطعات سازهای هستند که معمولا اعضای افقی یا شیبدار را تشکیل میدهند و بارهای قائم بر محور خود را به تکیهگاهها که معمولا ستونها هستند، منتقل میکنند. بهدلیل بارها بر لایههای مختلف تیر، تنش کششی و فشاری ایجاد میشود.
انواع تیرها
در سازه ساختمانها، تیرها بر حسب وظیفهای که دارند به صورت زیر نامگذاری میشوند.
1. شاه تیر یا تیر اصلی
این تیر، بارهای وارد از تیرچهها را به ستون منتقل میکند و عضو باربر اصلی در سقف هستند. اعضای افقی فلزی و اصلی میباشند. شاهتیرهای فلزی به چند صورت بهکار میروند.
الف) تیر آهن معمولی بهصورت تک یا جفت
ب) تیر آهن بال پهن
پ) تیر آهن معمولی با ورق تقویتی روی بالها
2. تیرچه یا تیر فرعی
3.نعل درگاهی
4. تیرهای لبهای یا کناری
5. تیرآهن
اساسیترین پروفیل ساختمانی تیر آهن است که بعضا در پروژههای صنعتی نیز کاربرد دارد. بههمین دلیل به این نوع تیرها لانه زنبوری میگویند.
هنگام خرید تیر آهن برای پروژههای ساختمانی، باید به ویژگیها و قیمت تیر آهن توجه کنیم.
هدف ساخت تیرهای لانه زنبوری
این نوع تیرها میتوانند همان خمش بیشتری را با خیز (تغییر شکل) نسبتا کم و همچنین وزن کمتر در مقایسه با تیر نورد شده مشابه تحمل کنند.
محاسن
محاسن جایگزینی تیر آهن معمولی به لانه زنبوری به شرح زیر میباشد:
- مدون مقطع و همان اینرسی مقطع نیز افزایش مییابد.
- مقاومت خمش نیز افزایش مییابد، در نتیجه تیر با ارتفاع بیشتر، قویتر و هم وزن تیر اصلی خواهیم داشت.
- با کم شدن وزن مصالح و سبک بودن تیر برای خریداران مقرون به صرفه میباشد.
- از فضاهای خالی حفرهها میتوان لولههای تاسیساتی و برق را عبور داد.
معایب
وجود حفرههای آن میتواند تنشهای برشی را در محل تکیهگاههای پل به ستون و اتصال تیر آهن به پل لانه زنبوری تحمیل کند. برای رفع این عیب، پر کردن بعضی از این حفرهها یا ورقهای فلزی و جوش انجام میشود تا اتصال فرعی پل به ستون یا تیر فرعی به پل به درستی انجام گیرد.
این نوع تیر در ساختمانهایی با اسکلت فلزی فقط میتواند بهصورت پل در یک دهانه یا بهصورت پل ممتد به کار رود. کارخانههای سازنده تیر آهن از دو نوع استاندارد زیر پیروی مینمایند:
1. استاندارد IPE
این نوع بیشتر محصولات کشورهای اروپایی و ایران را تشکیل میدهد. اگر از دو سر تیر آهن به آن نگاه کنید، ضخامت بالهای آن در ابتدا و انتها کاملا یکنواخت میباشد. نقشه ساختمانهایی که مهندسین کشورمان تهیه میکنند معمولا بر اساس این استاندارد است و در میان مشتریان از محبوبیت زیادی برخوردار میباشد.
2. استاندارد INP
این استاندارد بیشتر در کشور چین و روسیه استفاده میشود.
اصلیترین ویژگی این نوع تیر آهن نازکی بالها در ابتدا و ضخیم شدن تدریجی آن در انتها میباشد.
اگر از سر تیر آهن با دقت به آن نگاه کنیم شیب ملایمی را در ضخامت بالها مشاهده خواهیم کرد.
تیر آهنهای وارداتی که در بازار ایران موجود است از هر نوع استاندارد میباشند.
استاندارد IPE بیشتر مربوط به کشورهای لهستان، اسپانیا، آلمان و کره میباشد. البته تیر آهن IPE در بازار کشورهای چین و روسیه نیز موجود میباشد.
تیرآهنهای لانه زنبوری
شکلگیری این نوع تیر آهن پس از عملیات (بریدن و دوباره جوش دادن) و تکمیل پروفیل است. در طول اینگونه تیرها حفرههای توخالی وجود دارد که شبیه لانه زنبور است.
