امروزه صنعت ساختمان سازی پیشرفت های زیادی کرده است. تیر ورق یکی از المان هایی می باشد که به طور گسترده در صنعت ساخت و ساز به ویژه در ساخت پل ها به کار برده می شود. در این مقاله به معرفی تیر ورق و همچنین تفاوت تیر ورق و تیرآهن می پردازیم.
تیر ورق در واقع تیرچه ای است که از اتصال سه ورق به هم و تشکیل یک مقطع به شکل حرف I انگلیسی تشکیل می شود. این تیرها برای تحمل فشارها و بارهای سنگین طراحی و تولید می گردند و بیشتر برای ساختن پل استفاده می شوند. بر حسب اینکه ماهیت سازه چه خواهد بود، ضخامت تیر ورق تعیین می شود.
از تیر ورق در مواقعی استفاده می گردد که برای حمل بارهای سنگین به مقاطع عمیق تر و سختی بالاتر، نیاز باشد. هر چقدر عمق مقطع افزایش پیدا کند، در تولید بخش نورد گرم محدودیت ایجاد می شود. در این حالت باید از مقاطعی استفاده گردد که بتوانند لنگرهای خمشی و نیروهای برشی بالایی را تحمل کنند.
در زمان ساخت تیر ورق باید به دو نکته توجه ویژه ای را لحاظ کرد. این دو نکته استفاده از مواد مناسب و فولاد مناسب برای تیر و همچنین نوع و کیفیت جوشکاری برای ساخت تیر ورق است.
به طور کلی سه جزء در یک تیر وجود دارد. در حالت کلی باید تیرها شکلی شبیه حرف I انگلیسی داشته باشند. اجزای تیر ورق عبارتند از:
تیغه یا جان تیر web plate
صفحه عمودی تیرچه را به عنوان تیغه یا جان تیر نام گذاری کرده اند. این بخش از تیر در واقع بال ها را در فاصله معینی از هم نگه می دارد. ضخامت این تیغه و ارتفاع آن بستگی به شرایط سازه ای دارد که تیر ورق در آن مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین میزان بار اعمال شده بر روی تیر نیز یکی از عوامل تعیین کننده ضخامت و ارتفاع تیغه است.
در تیر ورق تیغه یا جان تیر در واقع نیروها و بارهای برشی وارد شده بر روی بال ها را تحمل می کنند. اما برای تحمل بارهای خمشی نمی توان روی تأثیر این بخش حساب کرد. وقتی که نیرو و بار بر روی تیغه اعمال می شود، هر چقدر تیغه نازک تر و طویل تر باشد، مستعد کمانش بیشتری است. برای اینکه جلوی این کمانش گرفته شود از تعدادی استیفنر یا سخت کننده استفاده می گردد که به معرفی آن ها خواهیم پرداخت.
فلنج یا بال تیر flanges plate
فلنج یا بال تیر در تیر ورق در واقع دو صفحه فولادی دیگر است که توسط جوش یا روش های دیگری به بدنه یا تیغه متصل می شوند. این بال ها به صورت افقی و عمود بر تیغه و در دو طرف تیغه قرار می گیرند. بال ها وظیفه تحمل بارهای خمشی را بر عهده دارند. بال یا فلنج بالایی با ایجاد فشار، در برابر نیروهای خمشی مقاومت می کند و بال یا فلنج پایینی در برابر نیروهای کششی مقاومت می نماید. ضخامت و عرض بال ها باید طوری باشد که بتواند در برابر نیروها و بارهای خمشی مقاومت خوبی از خود نشان دهد.
استیفنرها یا سخت کننده ها یا بلبرینگ طولی و میانی stiffeners
در تیر ورق از سخت کننده ها برای افزایش ظرفیت ساختاری تیر و جلوگیری از خرابی های موضعی ناشی از کمانش استفاده می شود. آن ها همچنین نیروها و بارهای وارده بر تیر را تا زمانی که این نیروها در تیر پخش گردند، تحمل می کنند. انواع سخت کننده های تیر عبارتند از:
سخت کننده عمودی
نام دیگر سخت کننده عمودی، سخت کننده عرضی است و عمود بر بال های تیر ورق قرار می گیرد. خود این نوع از سخت کننده ها نیز به دو نوع سخت کننده انتهایی و سخت کننده میانی طبقه بندی می شوند.
سخت کننده انتهایی
در دو انتهای تیر تعبیه می گردند و نیروها و بارها را از تیر دریافت کرده و به تکیه گاه منتقل می کنند. در تیر ورق بخش هایی از انتهای بدنه تیر تحت نیروها و بارهای فشاری قرار می گیرد که ممکن است منجر به خرد شدن تیغه یا بدنه شود. سخت کننده انتهایی مانع از خرد شدن بدنه تیر می شود. نام دیگر سخت کننده های انتهایی، سخت کننده بلبرینگ است.
سخت کننده میانی
وقتی نیروهای متمرکز بر روی تیر وارد می شود، سخت کننده های میانی مانع تخریب تیر می گردند. وقتی که ضخامت بدنه تیر ورق کمتر از یک هشتاد و پنجم عمق آن باشد، ممکن است به دلیل کمانش دچار تخریب شود. در چنین شرایطی از سخت کننده های میانی برای جلوگیری از تخریب استفاده می شود.
سخت کننده افقی
در تیر ورق این سخت کننده ها به موازات بال ها قرار می گیرند. نام دیگر این سخت کننده ها، سخت کننده های طولی است. با قرارگیری این نوع از سخت کننده ها، مقاومت تیغه و بدنه در برابر کمانش افزایش پیدا می کند. سخت کننده های افقی به صورت های پیوسته و ناپیوسته هستند.
سخت کننده افقی پیوسته، تمام سخت کننده های تراورس را به هم متصل می کند و فشارها و نیروهای وارده از طرف بال ها و تیغه را می گیرد. سخت کننده افقی ناپیوسته، در بین سخت کننده های تراورس و بدون تماس با آن ها قرار می گیرد. آن ها هیچ نیرو و بار وارد شده از طرف بدنه یا بال ها را دریافت نمی کنند و فقط مقاومت کمانشی خوبی را برای بدنه یا تیغه فراهم می کنند.
دلایل استفاده از سخت کننده ها در تیرورق به شرح زیر است:
از تیر ورق ها به طور گسترده در صنایع مختلف به عنوان سازه های پشتیبان استفاده می شود. از جمله کاربردهای این تیرها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
در این بخش به معرفی مختصر مزایا و معایب استفاده از تیر ورق می پردازیم. از جمله مزایای استفاده از آن عبارتند از:
از جمله معایب استفاده از تیر ورق نیز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
برای اینکه تفاوت بین تیر ورق و تیرآهن را بدانیم ابتدا به طور مختصر راجع به تیرآهن باید مطالبی را عنوان کنیم.
معرفی تیرآهن
یکی از مهم ترین بخش های یک سازه ساختمانی، تیرآهن است که وظیفه تحمل بارها و فشارهای وارده بر سازه را دارد. این تیرها بر اساس نوع نیاز، در اندازه ها و انواع مختلف و با جنس های مختلف (فولاد، بتن و یا چوب) تولید و به کار برده می شوند.
بیشتر بدانید: برای اطلاع از انواع تیرآهن و استانداردهای آن، مقاله “انواع تیرآهن، علامت اختصاری و استانداردهای ارائه شده در صنعت” را مطالعه نمایید.
تیرآهن شکلی مانند شکل حرف I و یا گاهی حرف H انگلیسی دارد و از یک بدنه و دو بال تشکیل شده است. از این تیرها در ساخت اسکلت فلزی ساختمان و سازه های فولادی و برای ایمن تر کردن سازه ها در شرایط آب و هوایی سخت استفاده می شود. تیرآهن I شکل اگر به صورت افقی استفاده گردد، استحکام بسیار خوبی در برابر فشارهای خمشی ایجاد می کند. تیرآهن ها را از نظر شکل ظاهری به صورت زیر طبقه بندی می کنند:
خیلی از افراد دو کلمه تیرآهن و تیر ورق را با هم یکی می دانند و برای هر دو، کلمه تیرآهن را استفاده می کنند. ولی باید گفت که این دو کلمه، با هم تفاوت دارند. درک تفاوت بین این دو، مهم و ضروری است. تیر ورق ها تکیه گاه های افقی و اصلی یک سازه هستند و از تیرآهن های کوچک تر حمایت می کنند. در واقع، تمام تیر ورق ها تیرآهن هستند ولی تمام تیرآهن ها تیر ورق نیستند. تفاوت های اساسی بین تیر ورق و تیرآهن به شرح زیر است:
تفاوت تیر ورق و تیرآهن از نظر اندازه
تیر ورق ها معمولاً از نظر اندازه از تیرآهن ها بزرگ تر هستند ولی نمی توان دقیق گفت که معیار این اندازه چقدر است. به طور کلی اگر تیری به عنوان تیر اصلی و افقی سازه باشد، آن را تیر ورق و تکیه گاه سازه ای کوچک تر را تیرآهن می نامند.
تفاوت تیر ورق و تیرآهن از نظر عملکرد
هیچ تفاوتی از نظر عملکرد بین تیر ورق و تیرآهن وجود ندارد و هر دو هدف یکسانی را دنبال می کنند. هدف هر دو مقاومت در برابر نیروهای وارده بر سازه است.
تفاوت تیر ورق و تیرآهن از نظر میزان ظرفیت تحمل فشار
تیر ورق نیروهای دینامیکی و نیروهای نورد را تحمل می کند. این امر باعث می شود تیر ورق برای ساخت پل ها که در آن ها نیروهای وارده ثابت نیستند، به طور گسترده استفاده شود.
تفاوت تیر ورق و تیرآهن از نظر وظیفه
تیر ورق تیر اصلی سازه است و وظیفه آن انتقال فشار به ستون هایی است که روی آن ها قرار دارد. اما تیرآهن تیر ثانویه سازه است وظیفه آن انتقال نیروها به تیر ورق می باشد که بعد از تیر ورق، آن ها را به ستون منتقل کند.
جمع بندی
تیر ورق یکی از اجزای اصلی در صنعت ساختمان سازی است که باعث می شود نیروهای جانبی وارد شده بر ساختمان، تحت کنترل باشند و مقاومت ساختمان افزایش پیدا کند. این تیر مانند تیرآهن دارای مقطع I شکل است ولی علی رغم مشابهات ظاهری، تفاوت هایی نیز با هم دارند. تفاوت تیر ورق و تیرآهن را می توان در اندازه، میزان ظرفیت تحمل فشار و وظیفه آن ها دانست.