اجاره هیلتی

همه چیز درباره تیرآهن لانه زنبوری | بررسی جامع و کامل

تیر آهن لانه زنبوری

تیرآهن لانه زنبوری یکی از ابزارهای اساسی در صنعت ساخت و ساز می‌باشد و از زمان معرفی آن به بازار، تاثیر بسزایی بر روی طراحی و ساخت سازه‌ها داشته است. این نوع تیرآهن که به شکلی منحصربه‌فرد طراحی شده است، امکانات بیشتری در انتقال بارها و تحمل نیروهای مختلف را به سازه‌ها می‌دهد.

فلسفه اصلی پشت ایجاد تیرآهن لانه زنبوری این است که با افزایش ارتفاع تیر، مقاومت به خمش آن بدون نیاز به افزایش مصالح افزایش یابد. این امر به این دلیل اهمیت دارد که افزایش مقاومت به خمش در تیرآهن لانه زنبوری باعث افزایش ظرفیت باربری و پایداری سازه می‌شود.

روش تولید تیرآهن لانه زنبوری از تکنولوژی‌های برش پیشرفته استفاده می‌کند. این تکنیک‌ها شامل استفاده از پانچ یا شعله آتش (اکسیژن + متان) برای برش تیرآهن نورد شده به شکل زیگزاگ می‌شود. سپس دو نیمه‌ی برش‌شده به هم جوش داده می‌شوند تا تیرآهن لانه زنبوری حاصل شود.

استفاده از تیرآهن لانه زنبوری به دلیل افزایش مقاومت به خمش و افزایش ممان اینرسی با حفظ وزن تیر، مزایای بسیاری را به دنبال دارد. از جمله این مزایا می‌توان به کاهش مصرف مصالح، بهینه‌تر کردن سازه‌ها و افزایش کارایی در ساخت و ساز اشاره کرد. به‌طور کلی، تیرآهن لانه زنبوری به عنوان یک ابزار مهم در ارتقاء کیفیت و عملکرد سازه‌ها در صنعت ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ساخت تیرهای لانه زنبوری به این ترتیب انجام می‌شود: ابتدا تیرآهن نورد شده به شکل زیگزاگ برش می‌خورد. سپس قسمت‌های برآمده از این برش‌ها به گونه‌ای جابجا می‌شوند که روی یکدیگر قرار بگیرند. در نهایت، این دو قسمت تیر با جوشکاری به یکدیگر اتصال داده می‌شوند.

این روش ساخت تیرهای لانه زنبوری به وسیله آقای هورتن از شرکت پل و آهن شیکاگو ابتدا در سال 1910 پیشنهاد شد. این روش به وسیله تقسیم تیرآهن به دو قسمت و جابجایی آنها باعث افزایش مدول مقطع تیر می‌شود. در واقع، این فرآیند باعث افزایش ظرفیت باربری و مقاومت به خمش تیر می‌شود.

مقررات ملی ساختمان ایران نیز در مبحث دهم، ضمیمه الف، به ابعاد و هندسه برش تیرهای لانه زنبوری اختصاص داده شده است و جزئیات مربوط به تیرهای این نوع در این مقررات آمده است.

هدف از ساخت تیرهای لانه زنبوری

هدف اصلی از ساخت تیرهای لانه زنبوری این است که توانایی ممان خمشی بیشتری را با خیز (تغییر شکل) کمتر و همچنین وزن کمتری در مقایسه با تیرهای نورد شده مشابه داشته باشند. به عبارت دیگر، با استفاده از طراحی خاص لانه زنبوری، تیرها قادر به تحمل بارها و نیروهای مختلف با مقاومت و کیفیت بهتری هستند.

به عنوان مثال، اگر به جدول تیرآهن با ارتفاع پروفیل IPE=18 که ارتفاع آن 18 سانتیمتر است، مراجعه کنیم، با استفاده از تیرهای لانه زنبوری می‌توان ارتفاع تیر را تا 27 سانتیمتر افزایش داد. این افزایش ارتفاع به منزله افزایش ممان خمشی تیر و افزایش ظرفیت باربری و پایداری سازه می‌باشد. در واقع، هدف اصلی از ساخت تیرهای لانه زنبوری بهبود کارایی و عملکرد سازه‌ها با استفاده بهینه از مصالح و بهره‌گیری از تکنولوژی پیشرفته است.

محل های استفاده تیرهای لانه زنبوری

تیرهای لانه زنبوری به دلیل خصوصیات منحصربه‌فرد خود، در انواع مختلف سازه‌ها و صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تیرها در مکان‌ها و بخش‌های مختلف ساختمانی و صنعتی به‌کار می‌روند. در زیر تعدادی از محل‌های استفاده تیرهای لانه زنبوری آمده است:

تیرهای قاب‌های لنگرگیر و مهاربندی شده: در سازه‌های بتن مسلح و فولادی برای افزایش پایداری و مقاومت در برابر نیروها و لرزه‌ها.

تیرهای با مقاطع ظاهری یکنواخت یا متغیر در قاب‌های صفحه‌ای دارای تیرهای شیب دار: در سازه‌هایی که نیاز به تنوع در مقاطع تیرها و قاب‌ها دارند.

تیرهای شبکه‌های تک لایه فضاکار: در سازه‌های فضاکار و پوشش‌های باز مانند استخرها، ورزشگاه‌ها و پارکینگ‌ها.

تیرچه‌ها و تیرهای مختلط در بتن: در سازه‌های بتنی برای تقویت و افزایش مقاومت به خمش.

تیرهای طولی یا عرضی عرشه‌های پل‌ها: در سازه‌های پلی برای انتقال بارها و نیروها به شکل موثر.

اعضا فشاری (ستون‌ها) و اعضا فشاری-خمشی (تیر-ستون‌ها): در سازه‌هایی که نیاز به تحمل نیروهای فشاری و خمشی دارند.

تیرهای ماشین‌آلات ساختمانی: در سازه‌های صنعتی و ماشین‌آلات برای تحمل بارها و تنش‌های مختلف.

با توجه به انواع ویژگی‌های تیرهای لانه زنبوری و تطابق با نیازهای سازه‌ها، این تیرها در مکان‌ها و بخش‌های مختلف ساختمانی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایای تیرهای لانه زنبوری

مزایای تیرهای لانه زنبوری با تبدیل تیرآهن معمولی به این نوع تیر به شرح زیر می‌باشند:

افزایش مدول مقطع و ممان اینرسی مقطع تیر

با طراحی لانه زنبوری، مقاطع تیر دارای ممان اینرسی بیشتر و مدول مقطع بالاتری می‌شوند. این ویژگی باعث افزایش ظرفیت باربری و پایداری سازه می‌شود.

افزایش مقاومت خمشی تیر

 طراحی منحصربه‌فرد لانه زنبوری باعث افزایش مقاومت تیر در برابر نیروها و لرزه‌ها می‌شود، که بهبود کیفیت و ایمنی سازه را به ارمغان می‌آورد.

کاهش وزن مصالح و سبک بودن تیر

به واسطه طراحی خاص، وزن تیرهای لانه زنبوری کمتر از تیرهای معمولی است. این امر باعث صرفه‌جویی در مصرف مصالح و کاهش هزینه‌ها می‌شود.

استفاده از فضاهای جان تیر

 در داخل جان تیرهای لانه زنبوری می‌توان فضاهایی ایجاد کرد که برای عبور لوله‌های تاسیساتی، سیم‌کشی برق و موارد مشابه مورد استفاده قرار گیرند.

در فرآیند ساخت این محصول، که به افزایش ارتفاع تیر منجر می‌شود، حتماً باید استانداردها به‌طور کامل رعایت شوند. این اقدامات به جلوگیری از خرابی تیر زیر بار و تضمین ایمنی سازه اهمیت ویژه‌ای دارند.

معایب تیرهای لانه زنبوری

کاهش ظرفیت برشی در محل تکیه‌گاه پل به ستون: 

در برخی موارد، تیرهای لانه زنبوری ممکن است در محل‌های نزدیک به تکیه‌گاه پل از نظر ظرفیت برشی به مشکل بخورند. برای جبران این معضل، معمولاً از روش‌هایی مانند پر کردن و جوشکاری حفره‌های نزدیک تکیه‌گاه یا قرار دادن ورق‌های مستطیلی و جوشکاری آنها برای تقویت ناحیه مذکور استفاده می‌شود. این تقویت‌ها به دلیل کاهش ظرفیت برشی تیر در این نواحی انجام می‌شوند.

در این موارد، به دلیل کاهش قابلیت برشی در نواحی نزدیک به تکیه‌گاه‌ها، نیاز به اقدامات تقویتی در جان تیرهای لانه زنبوری وجود دارد. این اقدامات باعث افزایش عملکرد و پایداری سازه در این نواحی خاص می‌شوند.

انواع تیرهای لانه زنبوری از نظر هندسه

تیرهای لانه زنبوری از نظر هندسه و ابعاد خط برش دو نوع اصلی دارند:

تیر لانه زنبوری حاصل از روش پانیر

در این روش، ارتفاع تیر لانه زنبوری تا 1.5 برابر ارتفاع تیر معمولی شکل I می‌رسد. این نوع تیرها با استفاده از روش پانیر و با برش خطوط مشخصی به شکل لانه زنبوری تبدیل می‌شوند. این روش برش پانیر به عنوان یکی از روش‌های متداول برای ایجاد تیرهای لانه زنبوری به کار می‌رود.

تیر لانه زنبوری حاصل از روش لیتسکا

در این روش نیز تیرهای لانه زنبوری تهیه می‌شوند. به‌طور مشابه با روش پانیر، قطعات ورق مربع یا مستطیلی روی دندانه‌های تیر جوش داده می‌شوند تا ظرفیت خمش تیر افزایش یابد. این روش نیز نیازمند دقت بالا در جوشکاری است.

لازم به ذکر است که در صورتی که خط برش در تیرها به صورت مایل اجرا شود، تیر لانه زنبوری حاصل از این روش‌ها ارتفاع متغیری خواهد داشت.

استفاده از این نوع تیرهای لانه زنبوری به دلیل افزایش ظرفیت خمشی و بهره‌گیری بهینه از مصالح، در سازه‌های مختلف از جمله پل‌ها، ساختمان‌ها و صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد تیرهای لانه زنبوری

تیرهای لانه زنبوری به عنوان یکی از نوع‌های متداول تیرهای ساختمانی در کشور ما، در اسکلت‌های فولادی و سازه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف اصلی در ساخت تیرهای لانه زنبوری افزایش گشتاور اینرسی و مدول مقطع تیر و افزایش ظرفیت تحمل گشتاور نسبت به تیرهای نورد شده است.

در مواردی که تیر اصلی موجود نباشد یا به دلایل اقتصادی استفاده از آن مناسب نباشد، تیرهای لانه زنبوری به عنوان جایگزین مورد استفاده قرار می‌گیرند. به‌عنوان مثال، با برش یک تیر نمره 16 و ساخت تیر لانه زنبوری و اعمال تقویت‌های لازم، می‌توان تیر لانه زنبوری را جایگزین تیر‌های نمره‌های بالاتر کرد.

ساخت تیرهای لانه زنبوری باعث افزایش ارتفاع نیمرخ تیر و در نتیجه افزایش تا حدود 50% ظرفیت خمشی آن می‌شود. این نوع تیرها همچنین کاهش حدود 50% از خیز تیر را نیز دارا می‌باشند. همچنین از سوراخ‌های حاصله در تیرهای لانه زنبوری می‌توان برای عبور تاسیسات ساختمانی استفاده کرد. با استفاده از این تیرها، صرفه‌جویی در وزن تیرآهن به میزان 60% و در فضای مصرفی به میزان 30 میلی‌متر ایجاد می‌شود، که در شکلهای مربوطه قابل مشاهده است.

انواع برشکاری جان تیرآهن

انواع برشکاری جان تیرآهن به شرح زیر است:

برش با شعله دستی یا نیمه خودکار

 این روش از نظر دسترسی و آسانی در هر کارگاهی قابل اجرا است. با این حال، ممکن است اعوجاج بیشتری نسبت به روش‌های دیگر ایجاد کند و لبه‌های برش‌ها نیاز به آماده‌سازی قبل از جوشکاری داشته باشند.

روش پانچ

روش پانچ به دو صورت انجام می‌شود. در روش اول، با دوران دو غلطک بر روی هم، جان تیر به تدریج به صورت قیچی بریده می‌شود. در روش دوم، دو قالب در بالا و پایین تیر در هر مرحله از پانچ به اندازه یک سوراخ از جان تیر بریده می‌شود. در این روش، اعوجاج لبه‌ها بسیار کمتر از روش اول خواهد بود.

تیرهای لانه زنبوری می‌توانند با سوراخ‌های مختلفی مانند شش ضلعی و دایره‌ای برش‌داده شوند. در برش تیر لانه زنبوری با سوراخ‌های شش ضلعی، ابتدا برش‌های طولی در جان تیر به شکل خطوط شکسته زیگزاگ ایجاد می‌شود. سپس قسمت بریده‌شده فوقانی با یک پله انتقال روی قسمت بریده‌شده تحتانی حرکت کرده و دو قسمت به یکدیگر جوش داده می‌شوند. این روش منجر به ایجاد تیر لانه زنبوری با سوراخ‌های متوالی در جان تیر می‌شود که ارتفاع تیر در آن به اندازه ارتفاع برش‌های زیگزاگ افزایش می‌یابد، بدون نیاز به مصالح اضافی.

مزایای تیرهای لانه زنبوری با سوراخ های شش ضلعی

مزایای تیرهای لانه زنبوری با سوراخ های شش ضلعی

افزایش ارتفاع تیر نسبت به ارتفاع تیر اصلی.

افزایش ارتفاع تیر منجر به افزایش مقاومت خمشی و سختی خمشی تیر می‌شود.

وجود سوراخ‌های متوالی در جان تیر از نظر معماری به عبور لوله‌های تاسیسات و برق کمک می‌کند.

مزیت اصلی این تیرها، افزایش ظرفیت خمشی مقطع برای تحمل بار بدون افزایش وزن تیر است که منجر به سازه‌ای اقتصادی‌تر می‌شود.

تیرهای لانه زنبوری با سوراخ‌های دایره‌ای:

برای ایجاد تیرهای لانه زنبوری با سوراخ‌های دایره‌ای، تیر فولادی ابتدا با الگوی برش نیم دایره‌ای در طول خط مرکزی آن بریده می‌شود. سپس دو نیمه از مقطع نورد شده با انتقال بر روی هم قرار گرفته و به یکدیگر جوش داده می‌شوند، که نتیجه آن ایجاد تیرهای لانه زنبوری با سوراخ‌های دایره‌ای است.

مزایای تیرهای لانه زنبوری با سوراخ های دایره ای

افزایش ارتفاع تیر تا 40% الی 60% نسبت به تیر اصلی.

افزایش مقاومت خمشی و سختی خمشی تیرها.

وجود سوراخ‌های متوالی در جان تیر از نظر معماری برای عبور لوله‌های تاسیسات و برق مفید است.

مزیت مهم این تیرها افزایش ظرفیت خمشی مقطع برای تحمل بار است، بدون افزایش وزن تیر، حتی می‌توان گفت وزن این تیرها به صورت waste کاهش می‌یابد که نهایتاً منجر به سازه‌ای اقتصادی می‌گردد.

مزیت سوراخ‌های دایره‌ای:

مزیت سوراخ‌های دایره‌ای شکل جهت عبور تاسیسات.

مزایای تیرهای لانه زنبوری با سوراخ‌های دایره‌ای نسبت به تیرهای لانه زنبوری با سوراخ‌های شش ضلعی:

یکی از مزایای این تیرها نسبت به تیرهای لانه زنبوری با سوراخ‌های شش ضلعی این است که به دلیل سوراخ‌های دایره‌ای برای عبور تاسیسات و کانال‌ها مناسب‌ترند، چرا که سطح مقطع سوراخ‌های آن‌ها بزرگ‌تر و دایروی است.

به دلیل سوراخ‌های دایره‌ای نسبت به حالت شش ضلعی، تمرکز تنش در آن‌ها کمتر است.

تولید این تیرها به دلیل مشخصات هندسی آن‌ها دارای قابلیت انعطاف بیشتر و آسان‌تر در صنعت است.

سخن آخر

ابزارکده مفتخر است که برای آسایش و راحتی مهندسان و سازندگان و مشتریان این مجموعه شرایطی را فراهم کرده است که در صورت اجاره هیلتی و اجاره انواع تجهیزات تخریب، خرابی و حتی سوختن دستگاه هیلتی به هیچ عنوان به عهده مشتری نباشد و در صورت خرابی یا سوختن بدون هیچگونه سوال و جوابی در عرض کمتر از یک ساعت دستگاه سالم به صورت رایگان جایگزین میشود تا عملیات تخریب پروژه متوقف نشود.

ما در ابزار کده خوشحالیم از اینکه توانسته از سال ۱۳۹۰ تا کنون همواره بهترین خدمات اجاره تجهیزات و ابزار تخریب و برش بتن و سوراخکاری در تهران و حومه با سریعترین سرویس دهی  را در اختیار شما مشتریان گرامی بگذاریم

برای امتیاز به این نوشته کلیک کنید!
[کل: 0 میانگین: 0]

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بیشتر بخوانید

پیمایش به بالا