کاربرد تیرآهن لانه زنبوری

کاربرد تیرآهن لانه زنبوری یکی از مهم‌ترین چالش‌هایی است که ذهن بسیاری را در صنعت عمران به خود مشغول می‌کند. به ویژه که معایب تیرآهن لانه زنبوری در مقایسه با مزایای تیرآهن لانه زنبوری بیشتر به نظر می‌رسد. در صورتی که این چنین نیست و به همین دلیل کاربرد تیرلانه زنبوری هم روز به روز در حال گسترش است.

تیرآهن لانه زنبوری

تیرآهن لانه زنبوری یا CPE، نوعی تیر فولادی به شمار می‌رود که از نظر روش ساخت با دیگر تیرآهن‌ها تفاوت بزرگی دارد. به همین دلیل کاربرد تیرلانه زنبوری هم در بیشتر مواقع منحصر به فرد است. برای تولید این تیر، تیرآهن‌های معمولی را با روش‌های اصولی و براساس الگوهایی برش می‌دهند که کاربرد تیرلانه زنبوری به شکل هندسی این الگوها هم بستگی دارد. سپس دو قطعه برش خورده را از هم جدا کرده و آن‌ها را در موقعیت‌ جدیدی قرار می‌دهند.

این دو قطعه برش خورده به گونه‌ایی در کنار هم قرار می‌گیرند که براساس الگو حفره‌هایی با شکل هندسی مشخص را ایجاد کنند. کاربرد این محصول هم دقیقا به علت وجود همین حفره‌ها گسترش داشته است. سپس دو قطعه را دوباره با جوشکاری به یکدیگر متصل می‌کنند. در نهایت به منظور تکمیل عملیات اضافات تیر در اطراف طول را هم برش می‌دهند. ساختار ویژه این مقطع فولادی باعث ایجاد مزایای و معایب تیرآهن لانه زنبوری می گردد.

دلایل گسترش کاربرد این محصول

جالب است بدانید که نیاز به کاربرد تیرلانه زنبوری، ایده ساخت آن را در ذهن آقای هورتن از شرکت آهن شیکاگو به وجود آورد. آقای هورتن به دنبال راهی برای ساخت برج‌های بلند و ساختمان‌های عظیم بدون افزایش وزن سازه‌ها بود. که امروزه مهم‌ترین کاربرد این محصول به شمار می‌رود. به بیان دیگر یکی از مهم‌ترین مزایای تیرآهن لانه زنبوری این است که امکان ساخت سازه‌های بلند را بدون افزایش وزن آن‌ها فراهم می آورد. گسترش موارد کاربرد تیرلانه زنبوری را هم به دنبال داشته است. چرا که روی بدنه این مقطع فولادی حفره‌هایی با اشکال هندسی منظم ایجاد می‌شود. این حفره‌ها وزن کلی تیر و در نهایت سازه را کاهش خواهند داد.

البته وجود این حفره‌ها اگر به صورت اصولی ایجاد نشود، از جمله معایب تیرآهن لانه زنبوری هم به شمار می‌رود. چرا که مقاومت کلی مقطع را کاهش می‌دهد. برای رفع اثر سو این حفره‌ها روی کاربرد تیرلانه زنبوری، راه‌حل‌هایی اندیشیده شده که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت. به طور کلی یکی از معایب تیرآهن لانه زنبوری مقاومت کم آن در برابر نیروهای برشی است. اما با این وجود کاربرد این محصول در پروژه‌های ساختمانی زیاد دیده می‌شود. از دیگر مزایای تیرآهن لانه زنبوری که گسترش کاربرد تیرلانه زنبوری را به دنبال دارد، افزایش طول تیر به اندازه‌ای ۱.۵ برابر طول مقطع اولیه است. این موضوع باعث صرفه ‌جویی در هزینه‌های ساختمانی خواهد شد. البته کوچک‌ترین اهمالی در برش یا جوشکاری می‌تواند باعث ایجاد معایب تیرآهن لانه زنبوری و کاهش مقاومت آن شود .

روش تولید

امروزه کاربرد تیرلانه زنبوری بسیار زیاد است. برای ساخت این مقطع؛ تیرآهن IPE مطابق با الگوهای هندسی و با کمک تکنولوژی‌های پیشرفته‌ای مثل پانچ یا ترکیب اکسیژن و متان برش داده می‌شود. از آن‌جایی که نوع الگوهای برش روی کاربرد تیرآهن لانه زنبوری اثر می‌گذارد، در ادامه به بررسی انواع تیرآهن CPE خواهیم پرداخت. شایان ذکر است که مزایا و معایب تیرآهن لانه زنبوری هم در هر کدام از این انواع متفاوت است و مسلما کاربرد تیرلانه زنبوری را هم تحت شعاع قرار می‌دهد.

ساخت CPE با حفره‌های شش ضلعی

کاربرد تیرآهن لانه زنبوری با حفره‌های شش ضلعی در صنعت بسیار است. از جمله کاربرد تیرلانه زنبوری شش ضلعی می‌توان به استفاده در سقف‌ها اشاره کرد. برای ساخت این مقطع، برشی که روی طول تیر اولیه ایجاد می‌شود، مطابق با الگوها و به صورت زیگزاگی اعمال خواهد شد. سپس قطعه برش خورده بالایی، به اندازه‌ی نیم برش به سمت راست یا چپ شیفت داده خواهد شد. و مجددا روی قطعه پایینی قرار می‌گیرد. البته کاربرد تیرآهن لانه زنبوری اینجا شروع نمی‌شود. بلکه قبل از آن محل اتصال دو قطعه را با روش‌های به یکدیگر جوش می دهند.

به این ترتیب حفره‌های شش ضلعی روی جان تیرآهن پدیدار می‌شوند که کاربرد تیرلانه زنبوری را متفاوت تعریف می‌کند. مهم‌ترین مزایای تیرآهن لانه زنبوری با حفره‌های شش ضلعی این است که ارتفاع آن بدون استفاده از مصالح اضافه را افزایش می‌دهد. در واقع یکی از اصلی‌ترین دلایل فراوانی کاربرد تیرآهن لانه زنبوری در پروژه‌های مختلف همین موضوع است که تیرآهن لانه زنبوری حتی تا ۱.۵ برابر نسبت به تیرآهن اولیه بلندتر خواهد شد. در ادامه مزایای تیرآهن لانه زنبوری با حفره‌های شش ضلعی را مورد بررسی قرار خواهیم داد؛ اما از معایب تیرآهن لانه زنبوری شش ضلعی هم چشم‌پوشی نخواهیم کرد.

مزایای این محصول

• افزایش مقاومت خمشی تیر را به دنبال دارد که روی نوع کاربرد تیرلانه زنبوری اثر می‌گذارد.
• وجود حفره‌ها، عبور لوله‌های تاسیسات و اتصالات برق را آسان می‌کند و کاربرد تیرآهن لانه زنبوری را توجیه می‌سازد.
• استحکام بخشی به سازه بدون افزایش وزن آن از دیگر مزایای تیرآهن لانه زنبوری است که باعث گسترش کاربرد تیرلانه زنبوری در ساختمان‌های عظیم خواهد شد.
• افزایش مقاومت و استحکام سازه بدون استفاده از مصالح اضافی موجب صرفه‌جویی در هزینه‌های پروژه و گسترش کاربرد تیرآهن لانه زنبوری خواهد شد.

ساخت تیرآهن لانه زنبوری با حفره‌های دایره‌ای

موارد کاربرد تیرلانه زنبوری دایره‌ای هم در صنعت ساخت و ساز زیاد دیده می‌شود. به نظر برخی از کارشناسان مزایای تیرآهن لانه زنبوری دایره‌ای بیشتر از CPE با حفره‌های شش ضلعی است. در نتیجه کاربرد تیرآهن لانه زنبوری دایره‌ای هم با استقبال بیشتری روبرو خواهد شد. البته یکی از معایب تیرآهن لانه زنبوری دایره‌ای مقاومت برشی کم آن است که باید برای کاربرد تیرلانه زنبوری این موضوع را در نظر گرفت.  

برای تولید این مقاطع فولادی روی جان تیر اولیه مطابق با الگوها برش‌های نیم دایره‌ای داده می‌شود. سپس دو قسمت جدا گردیده را به گونه‌ای جابه‌جا می‌کنند که نیم دایره‌ها کاملا روبروی یکدیگر قرار گرفته و دایره کامل را شکل دهند. سپس جوشکاری نهایی را اعمال می‌کنند. مزایای تیرآهن لانه زنبوری دایره‌ای فراوان است و گسترش کاربرد تیرآهن لانه زنبوری دایره‌ای در صنعت ساخت و ساز را به همراه داشته است. البته معایب تیرآهن لانه زنبوری دایره‌ای هم جای بحث دارد.

مزایای تیرآهن لانه زنبوری با حفره‌های دایره‌ای

• کاربرد تیرلانه زنبوری دایره‌ای بسیار مقرون به صرفه است، چراکه ارتفاع این تیر در مقایسه با تیر اصلی بین ۴۰ تا ۶۰ درصد افزایش خواهد داشت.
• از دیگر مزایای تیرآهن لانه زنبوری دایره‌ای هم درست مانند شش ضلعی می‌توان به افزایش مقاومت و سختی خمشی آن‌ها اشاره کرد که برای تعیین کاربرد تیرآهن لانه زنبوری بسیار موردتوجه قرار می‌گیرد.
• افزایش ظرفیت خمشی تیرآهن در برابر بار و فشار هم از دیگر مزیت‌های مهم به شمار می‌رود که موارد کاربرد تیرلانه زنبوری دایره‌ای را افزایش می‌دهد.
• وزن این مقطع به دلیل وجود حفره‌ها کاهش پیدا کرده که روی وزن کلی سازه هم اثر می‌گذارد و کاربرد تیرآهن لانه زنبوری دایره‌ای را توجیه می‌کند.

مزایای تیرآهن لانه زنبوری

به طور کلی می‌توان گفت که مزایای تیرآهن لانه زنبوری که روی کاربرد تیرلانه زنبوری اثر می‌گذارد، شامل موارد زیر خواهد شد:

• برخی از کارشناسان به دلیل وجود سوراخ‌ها روی بدنه تیرآهن CPE تصور می‌کنند که یکی از معایب تیرآهن لانه زنبوری مقاومت کمتر آن است. در صورتی که میزان تحمل این مقطع در برابر بار بیشتر از تیرهای معمولی‌ست. البته مقاومت کم در برابر نیروهای برشی از معایب تیرآهن لانه زنبوری است که برای کاربرد تیرآهن لانه زنبوری حفره‌های آن را پوشش می‌دهند.
• یکی از دلایلی که افزایش میزان کاربرد تیرلانه زنبوری را به همراه داشته، قیمت مناسب‌تر آن است. به طور کلی در بازار آهن آلات قیمت مقاطع فولادی براساس وزن آن‌ها اعلام می‌شود و به دلیل وزن کمتری که تیرآهن CPE دارد، قیمت کمتر هم پیدا می‌کند که همین امر روی افزایش میزان کاربرد تیرآهن لانه زنبوری اثر به سزایی دارد.
• یکی از چالش‌هایی تکمیل پروژه‌های ساختمانی، عبور لوله‌های تاسیساتی و اتصالات برقی است که وجود حفره‌ها در تیرآهن CPE این مشکل را حل می‌کند و همین موضوع فراوانی کاربرد تیرلانه زنبوری را توجیه می‌سازد. البته از مزایای تیرآهن لانه زنبوری دایره‌ای در مقایسه با شش ضلعی این است که سوراخ‌های دایره‌ای آزادی عمل بیشتری به کارگران برای نصب تاسیسات و برقکاری فراهم می‌کنند. به همین دلیل کاربرد تیرآهن لانه زنبوری دایره‌ای هم بیشتر است.
• کاربرد تیرلانه زنبوری به ساخت ساختمان‌ها محدود نمی‌شود و برای تکمیل سازه‌های عمرانی مثل پل‌های شهری و غیره هم از این تیرآهن استفاده می‌شود.
• ردپای کاربرد تیرآهن لانه زنبوری حتی در صنعت حمل و نقل هم دیده می‌شود که از جمله مزایای تیرآهن لانه زنبوری به شمار می‌رود.

معایب تیرآهن لانه زنبوری

از جمله دلایلی که باعث محدودیت کاربرد تیرلانه زنبوری خواهد شد، عبارتند از:

• قرار گرفتن تیر در مراحل تولید تحت عملیات جوشکاری، باعث اثرگذاری منفی روی خواص فولاد خواهد شد. این موضوع را می‌توان از جمله معایب تیرآهن لانه زنبوری برشمرد؛ چرا که قطعا در دراز مدت اثر سو خواهد گذاشت و موارد کاربرد تیرآهن لانه زنبوری را در بعضی از پروژه‌ها محدود خواهد کرد.
• به طورکلی برش و جوش خوردن تیرآهن، باعث کاهش ضریب اطمینان آن خواهد شد که اگر به درستی از آن استفاده نشود، به طور کلی سازه را به خطر خواهد انداخت و روی کاربرد تیرلانه زنبوری اثر می‌گذارد.

در نهایت کاربرد این محصول در صورتی توصیه می‌شود که برای ساخت این مقطع فولادی دقت و حساسیت لازم به کار گرفته شده باشد. به همین دلیل به منظور افزایش کاربرد تیرلانه زنبوری، این مقطع فولادی را تقویت می‌کنند. در واقع برای اینکه کاربرد تیرآهن لانه زنبوری دچار محدودیت نشود، حلقه‌های کناری این مقطع را با ورق‌های فولادی ودر برخی از موارد با بتن پر می‌کنند. به این ترتیب بزرگترین معایب تیرآهن لانه زنبوری را که ضعف در برابر تنش‌های خمشی است، پوشش می‌دهند و کاربرد تیرلانه زنبوری را بلامانع می‌کنند.

کاربرد تیرآهن لانه زنبوری

از این مقطع در بیشتر سازه‌های فولادی به عنوان ستون یا یکی از مولفه‌های سقف استفاده می‌شود. کاربرد تیرلانه زنبوری در موقعیت‌هایی از پروژه پررنگ‌تر است که نیاز به افزایش مقاومت خمشی با تحمیل کم‌ترین وزن ممکن باشد. البته به دلیل این که یکی از معایب تیرآهن لانه زنبوری مقاومت کم آن در برابر نیروهای برشی است، کاربرد تیرآهن لانه زنبوری در قسمت‌هایی که تحت نیروی شدید برشی قرار دارد، ممنوع است. شایان ذکر است کاربرد تیرلانه زنبوری در طراحی قاب خمشی سوله‌ها نیز دیده می‌شود.

گروه صنعتی فولاد کاران از سال ۱۳۷۰فعالیت خود را در زمینه‌ی تولید و تامین مقاطع مختلف فولادی و آهن, از قبیل میلگردهای فولادی و آلیاژی , میلگردهای ساختمانی, انواع مقاطع ترانسمیسیون , ورق‌های آلیاژی , ورق‌های روغنی و سیاه و گالوانیزه‌ی هفت الماس ,آغاز نموده است . تلاش مجموعه فولادکاران در این مدت در جهت رضایتمندی و تامین دقیق سفارشات معطوف بوده است.
ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:
اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran
فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948
لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6
پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk
آپارات: https://www.aparat.com/FuladKaran