ظرفیت باربری تیرها پارامتر بسیار مهمی در مبحث نوسازی سازه و ساختمان است و اصولاً باید به طور کامل برآورد شود. این موضوع برای حفظ ایمنی و استحکام ساختمان بسیار مهم است. یکی از پرکاربردترین مصالح در صنعت ساختمان، تیر آهن است، بنابراین برای استحکام بیشتر در استفاده از آن باید قوانین را رعایت کنیم. تیرآهن یکی از مصالح اصلی ساختمان است و در طراحی سازه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از تیرهای فولادی برای افزایش مقاومت ساختمان است. این ماده بادوام با فرآوری آهن خام و افزودن مقدار مشخصی کربن به دست می آید. سپس طبق استانداردهای موجود، فولاد را به اشکال مختلف می سازند تا در برابر خمش مقاومت داشته باشد و توانایی تحمل نیروهای جانبی و محوری را داشته باشد. یکی از مزیت های تیرآهن های 12، 18 و 16 و 20 جذب ارتعاشات و افزایش مقاومت ساختمان با مقاومت در برابر بارهای خارجی است.
انواع بارهای وارد بر سازه
بارهای وارد بر سازه به دو دسته بارهای زنده و مرده تقسیم می‌شود:
بارهای مرده:
بارهای مرده در واقع مقدار ثابتی است که محل قرارگیری آن تغییر نمی‌کند. بارهای مرده شامل وزن اسکلت ساختمان و وزن بخش‌هایی مانند کف‌ها، دیوارها، وزن اسکلت فولادی، سقف، لوله کشی، اتصالات و تاسیسات بهداشتی است.بار مرده زمانی معین می‌شود که طراحی سازه تکمیل شده باشد. شایان ذکر است که وزن قسمت‌های مختلف ساختمان طبق استاندارد شماره 519 تعیین می‌شود.چنانچه طراح شما خبره باشد و از تجربه کافی برخوردار باشد، به راحتی می‌تواند بار مرده را تخمین بزند.
بارهای زنده:
بارهای زنده میزان بارهایی است که در طول بهره برداری از ساختمان، امکان جا به جایی و تغییر محل و مقدار در آن وجود دارد. نام دیگر بار زنده سربار است و به کل ساختمان تحمیل می‌شود. بارهای زنده شامل جدول زیر است:
| انواع بارهای زنده | ||
| سربارهای متحرک (بارهای ضربه‌ای) | سربارهای ساکن ولی قابل حرکت (بارهای ایستا) | سربارهای تنش و خستگی |
| ماشین | اثاثیه منزل و وسایل اداری | در بارهای ثابت و غیرثابت به عنوان شدت نیرو |
| آسانسور | بارهای زنده با سرعت کم | |
| جرثقیل | وزن اشخاص | تنش های حاصل از نیروهای متغیر و متناوب |
| برف و یخ | حیوانات | |
محاسبه تحمل بار تیرآهن بر حسب سطح مقطع
تیرآهن‌ها از دو بخش مهم بال و جان تشکیل شده‌اند. طول و ضخامت بال و جان با یکدیگر ارتبطا مستقیم دارد. از مهم‌ترین عوامل موثر بر میزان میزان تحمل بار تیرآهن، نحوه ساخت آن است. علاوه بر ساخت تیرآهن، نحوه قرارگیری تیرآهن نیز اهمیت دارد. چرا که موقعیت قرارگیری تیرآهن اصلی و فرعی با یکدیگر متفاوت است. تکنیک‌های مختلفی برای محاسبه تحمل بار تیرآهن وجود دارد که شامل وزن سطح مقطع و وزن پروفیل است که در جدول اشتال این محصول درج شده است. سایز مشخصات هندسی مانند:
ارتفاع
قطر
محیط قابل استفاده
سطح مقطع
وزن واحد طول
شعاع ژیراسیون
گشتاور اینرسی
فاطه مرکز سطح تا سطح بیرونی
نیز در این جدول درج شده است. در کتاب مقررات ملی ساختمان فرمول‌های بسیاری برای محاسبه باربری تیرآهن وجود دارد.
عوامل موثر بر تحمل بار تیرآهن
برای محاسبه دقیق میزان تحمل بار تیرآهن، نیاز است با پارامترهای مختلفی که در تحمل پذیری تیرآهن موثر هستند آشنا باشید. این عوامل شامل موارد زیر است:
- نوع تیرآهن و تناسب آن با سازه
- ضد زنگ بودن تیرآهن
- رعایت کیفیت تولید
- کیفیت مواد اولیه
- اندازه و ابعاد تیرآهن
- نحوه قرار گیری تیرآهن
- استفاده از تعداد مناسب محصول
تفاوت میزان تحمل بار تیرآهن و وزن تیرآهن
با توجه به اینکه هر تیرآهن وزن مخصوص خود را دارد و می‌تواند بار مجاز خاصی را تحمل کند، دو اصطلاح تحمل بار تیرآهن و وزن تیرآهن نیز دو معنای متفاوت می‌گیرند. وزن تیرآهن با توجه به جنس مواد اولیه و نوع شاخه تیرآهن و استاندارد کارخانه تعریف می‌شود. به طور مثال هر تیرآهن شاخه 14 اصفهان 125 کیلوگرم وزن دارد.
جدول محاسبه تحمل بار تیرآهن IPE
یکی دیگر از روش‌های محاسبه تحمل بار تیرآهن استفاده از اطلاعات جدول زیر است. این جدول مخصوص تیرآهن‌هایی است که طبق استاندارد ملی و بین المللی تولید شده‌اند.
| جدول محاسبه تحمل بار تیرآهن IPE | |||||||||
| نمره تیرآهن بر حسب سانتی‌متر | سطح مقطع | مساحت خارجی | اینرسی | مدول مقطع | شعاع ژیراسیون | اینرسی محور y-y | مدول مقطع محور y-y | شعاع ژیراسیون محور y-y | فاصله مرکز فشار و مرکز کشش |
| 8 | 7.64 | 80.1 | 80.1 | 20 | 3.24 | 8.49 | 3.69 | 1.05 | 6.90 |
| 10 | 10.3 | 171 | 171 | 34.2 | 4.07 | 15.9 | 5.79 | 1.24 | 8.68 |
| 12 | 13.2 | 0.475 | 318 | 53.0 | 4.90 | 27.7 | 8.65 | 1.45 | 10.5 |
| 14 | 16.4 | 0.551 | 541 | 77.3 | 5.74 | 44.9 | 12.3 | 1.65 | 12.3 |
| 16 | 20.1 | 0.623 | 869 | 109 | 6.58 | 68.3 | 16.7 | 1.84 | 14 |
| 18 | 23.9 | 0.698 | 1320 | 146 | 7.42 | 101 | 22.2 | 2.05 | 15.8 |
| 20 | 28.5 | 0.768 | 1940 | 194 | 8.26 | 142 | 28.5 | 2.24 | 17.6 |
| 22 | 33.4 | 0.848 | 2770 | 252 | 9.11 | 205 | 37.3 | 2.48 | 19.4 |
| 24 | 39.1 | 0.922 | 3890 | 324 | 9.97 | 284 | 47.3 | 2.69 | 21.2 |
| 27 | 45.9 | 1.04 | 5790 | 429 | 11.2 | 420 | 62.3 | 3.02 | 23.9 |
| 30 | 82.8 | 1.16 | 8360 | 557 | 12.5 | 604 | 80.5 | 3.35 | 26.6 |
| 33 | 62.6 | 1.25 | 11770 | 713 | 13.7 | 788 | 98.5 | 3.55 | 29.3 |
| 36 | 72.7 | 1.35 | 16270 | 904 | 15.0 | 1040 | 122 | 3.79 | 31.9 |
| 40 | 84.5 | 1.47 | 33130 | 1160 | 16.5 | 1320 | 146 | 3.95 | 35.4 |
| 45 | 98.8 | 1.61 | 33740 | 1500 | 18.5 | 1680 | 176 | 4.12 | 39.7 |
| 50 | 116 | 1.74 | 48200 | 1930 | 20.4 | 2140 | 214 | 4.31 | 42.9 |
| 55 | 134 | 1.88 | 67120 | 2440 | 22.3 | 2670 | 254 | 4.45 | 48.2 |
| 60 | 156 | 2.01 | 92080 | 3070 | 24.3 | 3390 | 308 | 4.66 | 52.4 |
محاسبه مقاومت خمشی تیرآهن
آزمون خمش بر اساس شرایط استاندارد ملی ایران با شماره 1016 انجام می‌شود. پس از اجرای آزمون خمش نباید، شکستگی و ترک خوردگی و هیچ گونه مشکلی در تیرآهن به وجود آمده باشد. بنابراین برای محاسبه مقاومت خمشی تیرآهن نیاز است آزمون اجرا شود.
میزان تحمل بار تیرآهن‌های پر مصرف
از پرمصرف‌ترین تیرآهن‌ها می‌توان به سایزهای 12، 14، 16 و 18 اشاره کرد. در این قسمت به بررسی میزان تحمل بار تیرآهن‌های پر مصرف می‌پردازیم:
تحمل بار تیرآهن 12: پرکاربردترین سایز 12 مربوط به تیرآهن IPE می‌باشد. وزن یک تیرآهن 12 حدود 125 کیلوگرم می‌باشد و یکی از سبک‌ترین تیرهای مورد استفاده در ساختمان است. با توجه به اندازه و وزن این تیر بنابراین این تیرها عمدتاً در قسمت‌های سازه‌ای که تحت بارهای سنگین قرار نمی‌گیرند (مانند سقف‌ها یا ستون‌های داخلی) استفاده می‌شوند.
تحمل بار تیرآهن 14: ظرفیت تحمل بار تیرآهن 14 به دلیل داشتن وزن بیشتر، از تیرآهن 12 بیشتر است. وزن هر شاخه از این تیرآهن در نوع IPE حدود 155 کیلوگرم، در نوع سبک حدود 296 کیلوگرم و در نوع سنگین حدود 404 کیلوگرم است. این تیرآهن هم برای پوشاندن تیرهای سقفی و کناری و هم به عنوان ستون اصلی در سازه های کوچک و متوسط کاربرد دارد.
تحمل بار تیرآهن 16: 16 نوع کنده و سایز در دسته بندی سنگین قرار می‌گیرند. به همین دلیل از اندازه به عنوان ستون اصلی استفاده می‌شود. میانگین وزن هر شاخه از 16 درخت به صورت 190 کیلوگرم، در وزن سبک حدود 365 کیلوگرم و در وزن سنگین 511 کیلوگرم است.
تحمل بار تیرآهن 18: تیر 18 یکی از سنگین ترین تیرهای مورد استفاده در ساختمان است. این تیرآهن که معمولاً در ساخت اکثر سازه ها استفاده می‌شود، قادر است بارهای اصلی را تحمل کند و فشار وارده بر ساختمان چند طبقه را به خوبی تحمل کند و آن را به پی و خاک منتقل کند.
| قیمت روز تیرآهن |
سوالات متداول
چه عواملی بر تحمل بار تیرآهن موثر است؟
پارامترهای مختلفی از قبیل نوع تیرآهن، نحوه قرارگیری تیرآهن و استفاده از تعداد مناسب تیرآهن در تحمل بار تیرآهن موثر است.
اهمیت محاسبه تحمل بار تیرآهن چیست؟
با محاسبه میزان تحمل بار تیرآهن می‌توان نوع تیرآهن مصرفی ساختمان را دقیق‌تر مشخص نمود. همچنین تحمل بار تیرآهن نقش موثری در انتخاب کاربری تیرآهن دارد.
محاسبه مقاومت خمشی تیرآهن چگونه است؟
مقاومت خمشی تیرآهن بر اساس آزمون استاندارد ملی شماره 1016 تعیین می‌شود.
قیمت تیرآهن را چطور استعلام بگیریم؟
برای استعلام قیمت تیرآهن در مشهد روی آن کلیک کنید.
