تیرآهن لانه زنبوری چیست؟

تیرآهن لانه زنبوری یکی از پر کاربرد ترین مصالح در ساختمان سازی و صنعت می باشد .که از برش دادن تیرآهن معمولی و اتصال آن ها به هم دیگر ساخته می­ شود.  ‏این نوع تیرآهن باوجود وزن کم نسبت به تیرآهن معمولی؛  از استحکام بالایی برخوردار است و استفاده از آن‌ بسیار مقرون‌به‌صرفه خواهد بود.

در این مقاله سعی می کنیم اطلاعات بیشتری در خصوص تیر آهن لانه زنبوری ، مزایا و معایب این نوع تیرآهن و کاربرد های آن خدمتتان ارائه کنیم. دعوت می کنیم در ادامه با فولاد نصر آذربایجان همراه باشید.

◾️تیرآهن لانه زنبوری چیست؟

تیرآهن لانه زنبوری (castellated beam) ، تیرآهن شبکه یا تیر آهن CPE یکی از انواع  تیرآهن هاست که بعد از برش و جوش کاری به شکل حفره های تو خالی شبیه لانه ی زنبور ساخته می شود.  هدف از ساخت این نوع تیرآهن این است که با افزایش ارتفاع تیرآهن، بدون مصرف مصالح اضافی قدرت خمشی مقطع افزایش پیدا کند و با کمترین تغییر شکل، کمان خمشی بیشتری را تحمل کند.

‏در واقع با عمل بریدن و جوش دادن تیرآهن، ارتفاع تیر از ۱۸ سانتی متر به ۲۷ سانتی متر افزایش پیدا می کند. در آخر، ارتفاع تیر لانه زنبوری ساخته شده حدود ۱.۵ برابر تیر اولیه می باشد.

در کشور ما در سقف های تیرچه و بلوک  این نوع تیرآهن در بتن مدفون می شوند تا بتن بتواند اثرات کمکی زیادی را بر روی تیر آهن داشته باشد. همچنین بتن می تواند بسیاری از عیوب تیر های لانه زنبوری مثل کاهش مقاومت برشی، ایجاد خمش ثانویه، ناپایداری پیچشی جانبی، اثرات تغییر شکل های ثانویه، کمانش های موضع بال، کمانش موضعی جان را برطرف کند.

◾️انواع تیرآهن لانه زنبوری

این نوع تیرآهن با توجه به شکل هندسی آن به سه  دسته زیر تقسیم می شود:

۱- تیرآهن لانه‌زنبوری با حفره‌های شش‌ضلعی : برای ساخت تیرها با جان باز به صورت شش ضلعی ابتدا برش طولی در جان تیر اصلی به صورت خطوط شکسته زیگزاگ ایجاد شده و قسمت بریده شده فوقانی با یک پله انتقال روی قسمت بریده شده تحتانی حرکت کرده و دو قسمت به یکدیگر جوش می شوند و ایجاد یک تیر لانه زنبوری با سوراخ های متوالی در جان خود را می دهد که ارتفاع تیر در آن به اندازه ارتفاع برش زیگزاگ افزایش می یابد. بدون آن که مصالح اضافی در آن به کار رود.

۲- تیرآهن لانه‌زنبوری با حفره‌های سینوسی

۳- تیرآهن لانه‌زنبوری با حفره‌های دایره‌ای : برای ایجاد تیرهایی با سوراخ های دایره ای ابتدا تیر فولادی با الگوی برش نیم دایره ای در طول خط مرکزی آن بریده می شود و سپس دو نیمه از مقطع نورد شده با انتقال بر روی هم قرار گرفته و به یکدیگر جوش داده می شوند و موجب ساخت تیرهای لانه زنبوری با سوراخ های دایره ای می شود.

مراحل ساخت تیرآهن لانه زنبوری

روش ساخت تیرآهن لانه زنبوری به این صورت است که ابتدا روی جان تیرآهن نورد شده به کمک شابلن خط انداخته می شود. طراحی خط برش به دو روش پانیر و لیتسکا انجام می شود.

✔️الگوی برش پانیر :  در این الگوی برش ارتفاع نهایی با توجه به ارتفاع تیرآهن مشخص می شود به این صورت که عرض تیر آهن به چهار قسمت تقسیم می شود و شیب اضلاع مورب به گونه ای در نظر گرفته می شود که تانژانت زاویه ای که با خط افق می سازد برابر دو باشد. به این ترتیب بعد از برش و جوشکاری ارتفاع تیرآهن لانه زنبوری تولید شده ۱/۵ برابر تیرآهن اولیه خواهد بود.

✔️الگوی برش لیتسکا : در این روش ارتفاع نهایی تیرآهن با توجه به لنگر خمشی مشخص می شود. لنگر خمشی مقدار نیرویی است که باعث می شود یک تیر خم شود و از حاصل ضرب نیرو در طول محاسبه می شود. پس از محاسبه لنگر خمشی برای یک تیر، مقدار فواصل افقی و عمودی برای شطرنجی کردن تیر محاسبه شده و ترسیم می شود.

پس از ترسیم الگوی برش به دو روش می توان تیرآهن را برش دارد:

روش سرد یا کوپال : در این روش احتراق گاز استیلن و اکسیژن باعث به وجود آمدن شعله بنفش رنگی می‌شود که از این شعله برای برش تیرآهن لانه زنبوری استفاده می‌کنند.

روش گرم یا نوبل : در این روش، ابتدا با ایجاد خال‌جوش روی خطوط ترسیم‌شده بر جان تیرآهن، محل بُرش  مشخص می شود. وسپس قسمت بالا و پایین تیرآهن به اندازه‌ی یک دندانه جابه‌جا می‌شود و با قرار گرفتن لبه‌ها روی هم، شش ضلعی ایجاد می‌شود.

در آخر نیز، به منظور تقویت تیرآهن، حفره‌ها با ورق پُر می‌شود.

این روش، بسیار مقرون‌به‌صرفه‌ است به همین دلیل  تولید‌کنندگان تیرآهن بیشتر از این روش استفاده می کنند.

کاربرد های تیرآهن لانه زنبوری

از مهم ترین کاربرد های تیرآهن لانه زنبوری می توان به عنوان ستون در سازه‌ها ، عناصر سقفی، سیستم های فضایی ،طاق قوسی، ساخت راه پله و پارکینگ،طراحی قاب‌های خمشی ، ساخت پل و سقف سوله‌ها وحتی استفاده در مزارع اشاره کرد.

مزایای تیرآهن لانه زنبوری

از مهم ترین مزایای تیرآهن لانه زنبوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ✔️افزایش دوام و مقاومت خمشی تیر : این نوع تیرآهن مقاومت بسیار بالایی دارد که باعث می‌شود در برابر عوامل مختلف و لرزش‌های متداول، طول عمر بالاتری داشته باشد و مدت زمان طولانی‌تری بتوان از این تیرآهن در سازه‌های مختلف استفاده کرد. مطالعات علمی نشان می دهد ساخت تیرهای لانه زنبوری موجب افزایش ارتفاع نیمرخ و در نتیجه افزایش حدود ۵۰% ظرفیت خمشی و کاهش حدود ۵۰% از خیز تیر می شود. در نتیجه تیری با ارتفاع بیشتر‌، قویتر و هم وزن تیر اصلی ساخته می‌شود.
• ✔️تطبیق‌پذیری : این نوع تیرآهن را می توان به راحتی با سازه های مختلف تطبیق داد و در پروژه‌های ساختمانی، مانند پارکینگ‌های چندطبقه و یا حتی پل‌ها استفاده کرد.
• ✔️ وزن سبک : تیرآهن لانه زنبوری به دلیل استفاده ی کم از فولاد دارای وزن سبکی است. و استفاده از آن  موجب صرفه جویی در وزن تیرآهن به میزان ۶۰ %  می شود.
• ✔️هزینه کم و مقرون به صرفه و اقتصادی : این نوع تیرآهن به دلیل حجم فولاد کم و وزن پایین  هزینه ی بسیار پایینی دارد و از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است.
• ✔️تحمل بار بیشتر
• ✔️قابل استفاده در صنایع مختلف پل سازی،حمل و نقل و..
• ✔️قابلیت انتقال لوله های تاسیساتی و سیم های برق از بین حفره ها
• ✔️کاهش مصرف فولاد
• ✔️کاهش ضخامت سقف

البته در ساخت این نوع تیرآهن  باید استاندارد ها کاملا رعایت شود، در غیر این صورت خطر خراب شدن تیر زیر بار وارد شده حتمی است.

معایب تیرآهن لانه زنبوری

• کاهش خواص فولاد و مقاومت در اثر جوشکاری
• ضریب اطمینان و امنیت پایین نسبت به مقاطع فولادی دیگر
• از این نوع تیرآهن نمی‌توان به عضو باربر جانبی در قاب‌های خمشی و در دهانه‌های مهاربندی‌شده استفاده کرد.
• برای ساخت این نوع تیرآهن به نیروی کارگر ماهر و رعایت استانداردهایی نیاز است.
• ضعف جان تیر
• حفره‌های آن نمی‌توانند تنش‌های برشی را در محل تکیه‌گاه‌های پل به ستون یا اتصال تیر آهن تودلی (تیر فرعی) به پل لانه زنبوری تحمل کنند. که برای رفع این مشکل حفره‌ها را با ورق فلزی و جوش پر می‌کنند تا اتصال بعدی پل به ستون یا تیر فرعی به پل به درستی انجام شود.

لازم به ذکر است برای تقویت تیرآهن لانه زنبوری می توان از بتن نیز استفاده کرد.

قیمت تیرآهن لانه زنبوری

قیمت مقاطع فولادی به نرخ ارز، عرضه و تقاضا ،قیمت جهانی فولاد و سیاست های اقتصادی داخلی بستگی دارد.

قیمت تیرآهن لانه زنبوری نیز به طول، ضخامت و کارخانه سازنده آن وابسته می باشد

سخن آخر

تیرآهن لانه زنبوری به دلیل مقاومت و استحکام آن به غیر از موارد خاص  در صنعت کاربرد گسترده ای دارد. و در تیرهای فرعی سقف و نیز تیرهای اصلی که صرفا وظیفه حمل بارهای ثقلی را دارند استفاده می شود.

در این راستا شرکت فولاد نصر آذربایجان تولید کننده انواع تیرآهن، میلگرد ، نبشی و ناودانی  به عنوان یکی از مهم ترین و بزرگترین واحد های تولیدی فولاد کشور با بهره گیری از مواد اولیه مرغوب ،خط تولید پیشرفته ی آلمانی _ایتالیایی و نظارت مستقیم مهندسان اروپایی آماده ی ارائه ی خدمات به شما هموطنان عزیز می باشد.

لطفا جهت دریافت مشاوره رایگان و سفارش محصول با بهترین کیفیت با شماره ۰۴۱۳۴۳۲۹۴۸۱ تماس حاصل فرمایید.