به گزارش آهن آپ :تیرآهن لانه زنبوری یکی از انواع تیرآهن است که به صورت عمده در صنعت ساختمانسازی استفاده میشود. به علت برخی ویژگیهای منحصر به فرد این نوع تیرآهن از آن به صورت گسترده در صنعت ساختمانسازی، پل سازی و حمل و نقل استفاده میشود. آیا با روش ساخت این تیرآهن آشنا هستید؟ ویژگیهای منحصر به فرد این تیرآهن حاصل روش تولید آن میباشد. در ادامه به بررسی روش ساخت، ویژگیها و کاربردهای تیرآهن لانه زنبوری میپردازیم.
این تیرآهن در ساختار خود دارای حفرههایی مشابه لانه زنبور است که نامگذاری آن نیز به همین علت است. برای ساخت تیرآهن لانه زنبوری، روی تیرآهن IPE به کمک یک شابلن به صورت زیگزاگ مشخص میشود، با استفاده از دستگاه برش هوا (گاز استیلن) روی خطوط مشخص شده برش داده میشود. طبق استاندارد زاویه سوراخهای لانه زنبوری در این تیرآهن ها بین ۴۵ تا ۶۰ درجه است که مقدار دقیق آن با توجه به مقدار تنش برشی افقی تعیین میشود. پس از برش تیر اولیه به دو پروفیل بالایی و پایینی تقسیم میشود، پروفیل بالایی را به کمک دستگاه جابهجا کرده و جوری در مقابل پروفیل پایینی قرار میدهند که کاملا بر هم منطبق شوند سپس با جوش دو طرف تیرآهن جدید را پر میکنند. جوش نیمه قوسی اتوماتیک، روشی مقرون به صرفه، سریع و مناسب است.
قیمت تیرآهن لانه زنبوری بر پایه قیمت تیرآهن IPE تعیین میشود.
ویژگیهای تیرآهن CPE
تبدیل تیرآهن نوردی ساده به تیرآهن لانه زنبوری معایب و مزایای خود را دارد. با توجه به نوع کاربرد، لزوم استفاده یا عدم استفاده از این محصول مشخص میشود. طی فرآیند با ثابت ماندن وزن، ارتفاع تیرآهن افزایش مییابد (ارتفاع تیرآهن لانه زنبوری ۱.۵ برابر تیرآهن معمولی است) همین موضوع در برخی موارد خاص سبب کاهش کاربری این تیرآهن میشود.
مزایا و معایب
تیرآهن CPE نسبت به IPE مقاومت خمشی بیشتری دارد. در عین حال به صورت کلی استفاده از تیرآهن لانه زنبوری باعث کاهش وزن کلی ساختمان، مصرف کمتر فولاد، کاهش مولفه های نیروی زلزله و در نتیجه منعطف تر و ایمن شدن سازه در برابر زلزله میشود. همچنین وزن مرده سازه نیز کم میشود که سبب کم شدن نیروی وارده به ستونها میشود.
وجود حفره در این تیرآهن برای عبور کابلهای برق و لوله های تاسیساتی بسیار مناسب است علاوه بر این وجود حفرهه ها امکان حمل و نقل این تیرآهن را راحت تر کرده است. وزن کمتر و ارتفاع بیشتر، تیرآهن لانه زنبوری را به یک گزینه مقرون به صرفه از نظر اقتصادی تبدیل کرده است. در کنار همه مزایای ذکر شده، تیرآهن لانه زنبوری معایبی دارد که باید در طراحی سازه به آنها توجه کرد. حفره ها محل تمرکز تنشهای برشی در محل تکیه گاه های پل یا اتصال تیرآهن ها هستند، برای رفع این مشکل بعضی از حفره ها را به کمک ورق یا جوش پر میکنند.
در صورتیکه حین ساخت در محل اتصال دو قسمت تیرآهن جوشکاری مناسب انجام نشده باشد، باربری سازه به مقدار قابل توجهی کاهش مییابد. ضریب اطمینان (Safety factor) تیرآهن لانه زنبوری نسبت به سایر مقاطع فولادی کمتر است و باید در محاسبات طراحی سازه اعمال شود. به علت بروز تمرکز تنش در گوشه ها در طراحی این تیرها باید ملاحظاتی در مقابل پدیده خستگی در تعداد سیکل پایین که در اثر وقوع زلزله ایجاد میشود، در نظر بگیریم.
خستگی پدیده شکست قطعه در تنش های تناوبی کمتر از تنش تسلیم است.
تقویت تیرآهن لانه زنبوری
گاهی اوقات تیرآهن لانه زنبوری علاوه بر تنش های خمشی تحت تنشهای برشی نیز قرار میگیرد، در صورتی که تنش های برشی از تنش های خمشی بزرگتر باشند، در تیرآهن مشکل ایجاد شده و از کارآیی ورق کاسته میشود. برای حل این معضل، داخل حفره ها را به کمک ورق و به وسیله جوش به طور کامل پر میکنند، این تیرآهن ها از تیرآهن های بدون ورق بسیار مستحکمتر هستند.
در تیرآهن، علاوه بر تنشهای خمشی اصلی در حفرهها، تنشهای خمشی ثانویه حاصل از تنشهای برشی نیز به وجود می آیند، در صورتیکه تنشهای ثانویه از تنشهای اصلی باشند کارآیی تیرآهن کمتر میشود برای رفع این مشکل تیر باید تقویت شود، استفاده از ورق در بسیاری از موارد توجیه اقتصادی ندارد به همین علت ترکیب فولاد و بتن برای تقویت تیر به کار برده میشود. داخل حفرههای تیرآهن لانه زنبوری در نقاطی که تنشهای ثانویه قابل ملاحظه هستند از بتن پر شده و به این ترتیب مقاومت تیر افزایش مییابد.
ابعاد تیرآهن شبکه CPE
ابعاد تیرآهن لانه زنبوری با توجه به نیاز و محاسبات انجام شده در طراحی سازه، مشخص میشود. ارتفاع تیرآهن لانه زنبوری، ۱.۵ برابر تیر معمولی است. معمولا برحسب نیاز تیرآهن معمولی را خریداری کرده و برش میدهند. علاوه بر این در کارخانه ها نیز تیرآهن لانه زنبوری در ابعاد ۱۴، ۱۶ و ۱۸ ساخته میشود.
کاربرد CPE
از این تیرآهن اغلب در سازه‌های فولادی استفاده میکنند. کاربرد تیرآهن لانه زنبوری در مواردی است که وزن کم و مقاومت خمشی بالا مورد نیاز باشد. در سوله ها در طراحی قاب خمشی از تیرآهن CPE استفاده میشود. نکته حائز اهمیت در به کار بردن از این تیرها، مقاومت برشی کم آنهاست به همین علت نباید در بخشهایی که تحت نیروهای برشی شدید قرار میگیرند مورد استفاده قرار گیرند. در ساختمانسازی اغلب از تیرهای مقاوم به تنش برشی در طرف دیوار بادبند و از تیرآهن لانه زنبوری در قاب خمشی استفاده میکنند.
