تفاوت تیرآهن های IPE ، IPB و INP را می‌توان در استاندارد، ظاهر و کاربرد آن ها مشاهده کرد. به طور کلی و از نظر مهندسی سازه ، یک تیر عضوی است که برای مقاومت در برابر بارها استفاده می‌شود، که معمولاً به صورت جانبی به محور تیر اعمال می‌شود. همچنین می‌توان از تیرها به عنوان اعضا، عناصر، تیرچه ها و شافت ها نام برد. هر تیرآهن از دو عضو بال، جان تشکیل شده است.
دو بال موازی که دو انتهای تیرآهن را تشکیل می‌دهد. یک تکه آهنی ضخیم، بین این دو بال که به صورت عمودی قرار دارد و به آن جان تیرآهن می‌گو‌یند. اندازه تیرآهن و طول بال و جان میزان مقاومت تیرآهن را در برابر خمش و بارهای وارده تعیین می‌کند. جان در برابر نیروهای برشی مقاومت می‌کند و بال ها برای مقاومت در برابر بیشترین نیروی خمشی که تیرآهن تجربه می‌کند، طراحی شده اند.
دسته بندی تیرآهن‌ها
تیرآهن‌ها براساس شکل ظاهری سطح مقطع به دو دسته کلی I و H تقسیم می‌شوند. در شکل این 2 نوع تیرآهن نشان داده شده است. سطح مقطع تیرآهن I شبیه به حرف I انگلیسی و سطح مقطع تیرآهن Hشبیه به حرف H انگلیسی می‌باشد. به طور کلی، طراحی هر دو تیرآهن I و H با در نظر گرفتن معیارهای زیر انجام می‌گیرد:
- انحراف: معیارهای هدف باید به حداقل رساندن تغییر شکل باشد
- لرزش: سختی و جرم باید براساس گرایش به لرزش تعیین شود.
- شکست در اثرخمش با تسلیم
- شکست خمش توسط کمانش پیچشی جانبی
- شکست خمش توسط کمانش موضعی
- تسلیم موضعی به دلیل مقدار زیاد بارهای متمرکز.
- شکست برشی
- کمانش یا تسلیم اجزای سازنده
تیرآهن‌ها در طبقه بندی های IPE ،INP و IPB در بازار موجودند. در شکل زیر این 3 نوع تیرآهن نشان داده شده‌اند. با این حال ، هر دو کاملا متفاوت از یکدیگر هستند. در این مقاله، ما تفاوت‌های اصلی بین تیرآهن I و H را بررسی خواهیم کرد.
تفاوت تیرآهن های موجود در بازار
تفاوت های موجود در تیرآهن ها باعث تفاوت در کاربرد آنها شده است. در این قسمت به تفاوت این تیرآهن ها پرداخته شده است:
تفاوت در ظاهر
تیرآهن IPE یا بال نیم پهن موازی از نظر ظاهری شبیه I انگلیسی است و ضخامت بال‌های ابتدایی و انتهایی آن یکسان هستند و به دلیل استفاده در سازه های ایرانی پرمصرف‌تر بوده و با تیرآهن معمولی شناخته می‌شود، تیرآهن بال پهن موازی (IPB) شکلی شبیه به حرف انگلیسی H دارد. درواقع در آنها طول بال‌ها نسبت به تیرآهن‌های بال نیم پهن موازی IPE افزایش یافته است.
این نوع از تیرآهن ها به دو دسته سبک (L) و سنگین (V) تقسیم می‌شوند، به عنوان مثال IPBV نشان دهنده تیرآهن عریض سنگین و IPBL نشان دهنده تیرآهن عریض سبک می‌باشد. تیرآهن بال باریک شیبدار (IPN) از نظر ظاهری به گونه‌ای است که با فاصله گرفتن از جان تیر، از ضخامت بال‌ها کاسته می‌شود. به طوری که اگر در راستای تیرآهن بایستید و به آن نگاه کنید در ابتدای محصول بال‌ها دارای ضخامت بوده که به مرور با دور شدن از جان آن از ضخامت آن کم می‌شود و یک شیب ملایمی بر محصول دیده می‌شود.
تفاوت در استاندارد تولیدی
شیوه تولید تیرآهن بال نیم پهن موازی (IPE) مطابق با استانداردهای اروپا و تیرآهن بال باریک شیبدار (IPN) مطابق با استانداردهای چین و روسیه بوده است. در ایران تيرآهن های بال نیم پهن موازی توليدی بر اساس استاندارد ملي ايران به شماره 1791 و مطابق با استانداردهای DIN1025-5 در ابعاد، جرم و مقادیر ایستایی ، تیر آهن هاي گرم نوردیده بال پهن موازی بر اساس استاندارد ملی ایران ISIRI 14484 و مطابق با IPB و استانداردهای DIN1025-2 در ابعاد، جرم و مقادیر ایستایی، تیرآهن‌هاي گرم نوردیده بال پهن موازی بر اساس استاندارد ملي ايران به شماره 13781 ISIRI و مطابق با استانداردهاي DIN1025-3 در ابعاد، جرم و مقادیر ایستایی تولید می‌شوند. هر سه تیرآهن طبق استانداردهایEN10034 در رواداری‌ها،EN10025-2 درمشخصات فنی تولید می‌شوند.
تفاوت در کاربرد
با توجه به تعریف تنش که عبارتست از بار تقسیم بر سطح مقطع، از آنجایی که سطح مقطع تیرآهن IPB نسبت به تیرآهن IPE بیشتر است در بار ثابت تحت تنش کمتری قرار می‌گیرد، هم چنین تیرآهن H شکل به دلیل سطح مقطع بزرگتر تنش کمتری منتقل می‌کند و در نتیجه کاربرد مناسب‌تری برای ستون نسبت به تیرآهن I شکل دارد.
همچنین از آنجایی که تیرآهن IPB اندازه عرض بال و جان همسان دارد در مقابل اعمال نیروهای خمشی و برشی عملکرد بهتری دارد. تیرآهن H به دلیل سطح مقطع خاص آن محدودیت استفاده کمتری دارد و از نظر اقتصادی به صرفه تر بوده زیرا می‌تواند برای مصارف با طول ۱۰۰ متر استفاده شود در حالی‌که حداکثر طول ساخت در تیرآهن I ۳۰ متر می باشد.
تیرآهن H به دلیل ساخت ساده ، صرفه جویی در هزینه و وزن سبک به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته است. از تیرهای I اغلب در ساخت ساختمان‌ها و پل‌های قاب دار فولادی استفاده می‌شود. تیرهای دیواری حائل H معمولاً به عنوان تکیه گاه برای پل‌ها ، سکوها و میزانسن ها استفاده می‌شوند. همچنین از آنها به عنوان ستون‌های پشتیبانی در پروژه‌های ساختمانی مسکونی استفاده می‌شود.
تفاوت در ویژگی‌ها طبق جدول اشتال
جدول اشتال توسط مهندسی آلمانی به نام خانم مارتا اشتابدر بورگر برای انواع مقاطع فولادی طراحی شد. این جدول، ابزاری است برای مهندسین عمران که خصوصیات انواع پروفیل های فلزی شامل نیرو های برش، کشش، ممان اینرسی ، جرم و … در آن ذکر شده است.
با توجه به کارایی پروفیل مدنظر در سازه طراحی شده توسط مهندسین عمران و اطلاعات موجود در جدول اشتال انتخاب پروفیل انجام می‌شود. این جداول برای هر یک از تیر آهن ها مختص خود آن‌هاست. در صورتی که قصد خرید تیرآهن را دارید، پیشنهاد میکنیم مقاله راهنمای کامل خرید تیرآهن را مطالعه کنید.
