تیرآهن لانه زنبوری چیست و چگونه تولید می شود؟

مجموعه: ابزار و ماشین آلات

تیرآهن لانه زنبوری از فولاد ساخته می شود

تیرآهن لانه زنبوری چیست؟ کاربرد و مزایا و معایب  

تیرآهن لانه زنبوری

تیر آهن یکی از محصولات مهمی است که در ساخت و سازها مورد استفاده قرار می گیرد. تیر آهن لانه زنبوری نیز یکی از انواع تیرآهن است که با داشتن ویژگی های منحصر به فرد در بالا بردن مقاومت خمشی یک سازه نقش مهمی ایفا می کند.

بر روی جان یا بدنه این تیر آهن سوراخ هایی وجود دارد که شکل تیر را به لانه زنبور شبیه کرده اند. این سوراخ ها ممکن است دایره ای و شش ضلعی یا شکل های هندسی دیگر باشد اما ما بیشتر شکل شش ضلعی آن را می شناسیم.

برای ساخت این تیرآهن باید ابتدا بریده شود و دوباره جوش داده شود وقتی این عمل اتفاق می افتد قدرت خمشی محصول چند برابر می شود. اگر لنگر خمشی یک تیر آهن ضعیف باشد نیروهایی که بر آن وارد می شود باعث خم شدن تیر می شود. پس تیر آهن لانه زنبوری ساخته شده تا مقاومت لنگر خمشی را بالا ببرد.

با فرآیند برش و جوش دوباره تیر آهن، طول این سازه فولادی بیشتر می شود و از 18 به 27 می رسد تا بتواند مقاومت بالاتری را از خود نشان دهد. اما یک نکته مهم آن است که تیر لانه زنبوری در برابر نیروهای برشی مقاومت کمی دارد. 

بر روی بدنه تیر آهن لانه زنبوری سوراخ هایی به شکل لانه زنبور وجود دارد

نحوه تولید تیر آهن لانه زنبوری

تیرآهن لانه زنبوری هم مانند سایر تیرآهن ها با روش نورد گرم تولید می شود. طی این فرآیند ابتدا شمش فولادی با حرارت گرم می شود و حالت مومی و نرم پیدا می کند. در نهایت با استفاده از غلتک های نورد تغییر شکل پیدا کرده و شکل تیر فولادی را می گیرد. 

خوب است بدانید برای ایجاد سوراخ ها روی بدنه تیر ابتدا دو مقطع تیر آهن را به شکل زیکزاک می برند و پس از آن دو مقطع را بر روی یکدیگر قرار داده و جوش می کنند. در این فرآیند قسمت های بر آمده روی هم قرار می گیرند و جوش می شوند و طی این فرآیند تیر آهن زنبوری شکل اصلی خود را پیدا می کند. 

اگر بخواهیم تیر آهن را در اشکال هندسی دیگری تولید کنیم لازم است ابتدا اشکال برش روی جان تیر آهن ترسیم شود. این اشکال بر روی دو مقطع طوری طراحی می شود که با قرارگرفتن بر روی یکدیگر شکل مورد نظر را ایجاد کند مثلا شش ضلعی یا دایره یا هر شکلی که مورد نظر است. پس از اینکه الگوی برش روی جان ترسیم شد باید بریده شود. روش های برش هم دو نوع است که در ادامه توضیح خواهیم داد. 

روش گرم یا برنول

برای بریدن اشکال ترسیم شده بر روی جان تیر از دستگاه برنول استفاده می کنند. دستگاه برنول به دستگاه های جوشکاری شباهت دارد و یک شعله بنفش دارد که حاصل احتراق گاز استیلن و اکسیژن است. وقتی شکل مورد نظر روی جان ترسیم شد، در واقع نصف شکل مورد نظر روی هر بال با استفاده از شعله داغ این دستگاه برش زده می شود. 

روش سرد یا کوپال

در این روش از شعله یا گرما برای برش زدن شکل مورد نظر روی جان تیر استفاده نمی شود. بلکه پس از اینکه شکل ترسیم شد با استفاده از یک دستگاه قطع کن سنگین مانند گیوتین شکل را از روی جان برش می زنند. معمولا در کشور ما از این روش کمتر از روش برنول استفاده می شود. 

تیر آهن لانه زنبوری با روش نورد تولید می شود

کاربردهای تیر آهن لانه زنبوری

گفتیم اولین دلیلی که تیرها را لانه زنبوری می کنند افزایش مقامت خمشی سازه ها است؛ بنابراین در شرایطی که احتمال خمش در تیر وجود دارد باید از تیر لانه زنبوری استفاده کرد.

البته ناگفته نماند که این تیر آهن برای هر قسمتی مجاز نیست. در ادامه کاربردهای این محصول را بیشتر توضیح داده ایم:

• برای ساخت تیرهای ماشین های ساختمانی 

• به عنوان ستون در ساختمان سازی ها

• برای سقف سازه ها 

• تیرهایی که در قسمت های عرضی و طولی عرشه پل ها استفاده می شود

• در محل اتصال یک تیر به تیر اصلی

• برای سیستم های باربری جانبی

• برای اتصالات باد بند

• برای اتصال تیر به ستون ها

• در پی ساختمان ها

• ساخت راه پله ها و ...

برای اینکه مقاومت برشی این محصول فولادی بالا برود در محل های سوراخ ها یا لانه های زنبور این مقطع می توان از ورق های فولادی تقویت کننده استفاده کرد. ضمنا اگر این تیر به شکل مدفون در بتن استفاده شود هم معایب آن که ناپایداری پیچش و مقاومت پایین برشی است تقریبا پوشش داده و رفع می شود. اما در بعضی مصارف مانند نیروی باربری اصلی نباید از تیر آهن لانه زنبوری استفاده شود. 

از تیرآهن لانه زنبوری در ساخت و ساز استفاده می شود

مزیت های استفاده از تیر آهن لانه زنبوری

احتمالا برای شما این سوال پیش آمده است که چه لزومی دارد که تیر آهن های معمولی را که ساخت راحتتری دارند را به تیرهای لانه زنبوری که روش ساختی متفاوت و کمی پیچیده دارند تبدیل کنیم.

خب در این قسمت به شما مزیت های این محصول را خواهیم گفت تا متوجه شوید که چرا تیر آهن را لانه زنبوری می کنند. 

1. تیرهای لانه زنبوری چندین برابر مقاومت خمشی سازه را نسبت به تیرهای معمولی افزایش می دهند.

2. طول تیرآهن های لانه زنبوری نسبت به تیرهای معمولی بیشتر است.

3. تیرآهن لانه زنبوری وزن کمتری نسبت به معمولی دارد و به همین جهت علاوه بر اینکه حمل و نقل آن راحتتر است بلکه باعث می شود وزن نهایی سازه هم کمتر شود و این امر در مواقعی که زلزله پیش بیاید بیشتر از ساختمان شما محافظت می کند.

4. در مواقع لزوم می توان لوله های تاسیسات مانند لوله های گاز و آب و برق را از میان لانه ها عبور داد.

5. کاهش یافتن وزن نهایی ساختمان با استفاده از تیرهای لانه زنبوری باعث می شود که وزن مرده ساختمان هم کاهش باید.

6. این تیر آهن ها فلز کمتری استفاده می کنند. به همین جهت است که از لحاظ اقتصادی به صرفه تر هستند و نسبت به دیگر تیرآهن های فولادی ارزان تر در می آیند.

7. تیرآهن لانه زنبوری هنگامی که در سقف یک ساختمان استفاده شود به میزان زیادی ارتفاع سقف را کاهش می دهند. در پروژه هایی که برای ضخامت سقف محدودیت وجود دارد یا فضای کافی برای ارتفاع دادن به سقف وجود ندارد این قابلیت می تواند بسیار کمک کننده باشد. 

تیر آهن لانه زنبوری مقاومت خمشی را بالا می برد

معایب تیرآهن لانه زنبوری 

هر سازه یا مقطع فولادی با توجه به شکل ساخت خود ممکن است محدودیت ها یا معایبی هم داشته باشد. تیر لانه زنبوری هم در برابر نیروهای برشی اعمال شده به سازه مقاومت کمی دارد و محدودیت هایی نیز در آن وجود دارد که در این قسمت با شما به اشتراک خواهیم کذاشت. شما هم با در نظر گیری معایب و مزایا می توانید تصمیم بگیرید که از این محصول در ساختمان استفاده کنید یا خیر. 

1. تیر آهن لانه زنبوری قادر نیست تنش های برشی را به ویژه در محل اتصال یافتن پل به ستون و یا اتصال تیر فرعی به پل لانه زنبوری تحمل کند. البته برای رفع این مشکل معمولا بخش های توخالی را با ورق های فولادی پر می کنند تا مقاومت را بالا ببرند.

2. یکی دیگر از مشکلاتی که ممکن است در تیرهای لانه زنبوری به وجود بیاید لهیدگی جان است. این مساله بیشتر در قسمت اتصال بخش های برش داده شده با جوش، بیشتر مورد توجه قرار می گیرد. این مساله را نیز مانند قبلی می توان با استفاده از ورق های فولادی پر کننده تا حدود زیادی رفع کرد.

3. خواص فولاد و مقاومت آن در تیرهای لانه زنبوری در اثر جوشکاری کاهش پیدا می کند.

4. ضریب اطمینان و ایمنی در این مقطع نسبت به مقاطع دیگر مانند تیرآهن های معمولی کمتر و پایین تر است. 

5. برای ساخت تیرهای لانه زنبوری یکسری نکات هندسی و ریاضی برای ترسیم اشکال لانه ها نیاز است که با توجه به این موضوع نیروی سازنده باید بسیار ماهر باشد. اگر این نکات استاندارد رعایت نشود تیرهای لانه زنبوری زیر بار ملات و مصالح ساختمانی می شکنند. 

تیر آهن لانه زنبوری مقاومت برشی کمی دارد

کلام پایانی

تیر آهن یکی از مقاطع فولادی مهم است که در ساختمان سازی بسیار کاربردی است. انواع تیر اهن را برای بالا بردن مقاومت های خمشی و برشی ساختمان ها و افزایش مقاومت پی و ستون ها و سقف سازه ها و دیگر موارد استفاده می کنند. تیر آهن لانه زنبوری یکی از انواع تیر آهن ها است که  اغلب برای بالا برد مقاومت خمش استفاده می شود. این تیر از اتصال دادن دو جان با اشکال هندسی مختلف با استفاده از جوش به یکدیگر ساخته می شود. 

گردآوری: بخش دانش کسب و کار بیتوته