یکشنبه, ۲۶ اردیبهشت , ۱۴۰۰ 5 شوال 1442 Sunday, 16 May , 2021 ساعت ×
× کاربر گرامی! قیمت محصولات فولادی بروز رسانی شد مشاهده قیمت ها

تیرآهن لانه زنبوری یا تیرآهن CPE چیست؟ ویژگی‌ها، مزایا و معایب

شناسه : 46916 ۱۱ اردیبهشت ۱۴۰۰ - ۱۷:۰۰
تیرآهن از جمله پروفیل‌های پرمصرف در صنایع پایین دستی فولاد از جمله صنعت ساخت و ساز می‌باشد. این مقطع فولادی دارای انواع مختلفی در بازار می‌باشد. یکی از آنها تیرآهن CPE یا لانه زنبوری است. برای استفاده از این محصول بایستی با ویژگی‌های آن آشنا شد. درباره مشخصات تیرآهن لانه زنبوری چه می‌دانید؟ آیا با مزایا و معایب این محصول آشنایی دارید؟ برای اینکه درباره تیرآهن CPE بیشتر بدانید در ادامه این مقاله با آرتان پرس همراه باشید.
تیرآهن لانه زنبوری یا تیرآهن CPE چیست؟ ویژگی‌ها، مزایا و معایب
پ
پ

تیرآهن لانه زنبوری یا CPE به گوشتان خورده است؟ همانطور که می‌دانید یکی از اصلی‌ترین و اساسی‌ترین عضوهای هر سازه فولادی تیرآهن می‌باشد. این محصول به عنوان المانی بلند و مستقیم و منشوری در معماری و مهندسی سازه برای نگهداری بارهای مختلف وارد شده به آن و در حقیقت افزایش استحکام ساختمان تولید و استفاده می‌شود. تیرآهن‌ ها انواع مختلفی دارند که هرکدام کاربردهای مختلفی در صنعت ساختمان سازی دارند، اما به طور معمول وظیفه آنها تحمل تنش برشی وارد شده به ساختمان می‌باشد. یکی از انواع این تیرآهن ها، تیرآهن CPE یا به عبارتی تیرآهن لانه زنبوری می‌باشد. برای شناخت بیشتر این محصول در ادامه مطلب با ما همراه باشید.

*** تیرآهن CPE چیست؟

تیرآهن لانه زنبوری به تیرآهنی گفته می‌شود که در قسمت جان آن مقطعی ذوزنقه‌ای و یا دایره‌ای به شکل لانه زنبور برش داده و به یکدیگر جوش داده می‌شوند. علت این امر آن است که تیرآهن CPE بتواند حداکثر لنگر خمشی وارد شده را تحمل کند. تیرآهن CPE بیشتر در ساخت پل‌ها و سقف سوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. از تیرآهن لانه زنبوری نمی‌توان به عنوان عضو باربر جانبی در قاب‌های خمشی استفاده کرد. همچنین استفاده از آن در دهانه‌های مهاربندی شده غیرمجاز است. این تیرآهن بسته به شکل سطح مقطع خود، می تواند از نوع معمولی یا بال پهن باشد. هدف اصلی از ساخت تیرآهن CPE کاهش وزن تیر و در نتیجه سازه فولادی نهایی است. البته درساخت این تیرها نیز مانند دیگر سازه‌های فولادی باید استانداردهایی رعایت شوند و طبق اصول و قواعدی ساخته شوند که از استحکام لازم برای کاربرد درسازه‌های صنعتی و ساختمانی برخوردار باشند.

تیرآهن لانه زنبوری

تاریخچه تیرآهن CPE به سال ۱۹۱۰ میلادی برمی‌گردد. زمانی که اولین تیرآهن لانه زنبوری توسط فردی بنام هورتن ساخته شد و بنام لانه زنبوری نامگذاری شد. با مشاهد این تیرآهن، در پهنای جان آن خانه‌های تو خالی به شکل هندسی پنج ضلعی و یا دایره‌ای که بسیار شبیه لانه زنبور می‌باشد را می‌توانید ببینید.

*** آشنایی با روش ساخت تیرآهن لانه زنبوری

به طور کلی فرآیند تولید تیرآهن شامل مراحل مختلف نورد Rolling می‌باشد که در آن فلز به مرحله نرم شوندگی رسیده و از میان غلتک‌های گوناگونی عبور داده می‌شود و تحت فشار شکل خروجی غلتک‌ها را به خود می‌گیرد.

روش تهیه تیرآهن CPE از این قرار است که ابتدا جان تیر آهن نورد شده با استفاده از شابلن خط می‌شود. سپس برای جلوگیری از تاب برداشتن تیرآهن‌، آن را با زدن تک خال جوش در نقاط مختلف‌، روی یک شاسی افقی مستقر می‌کنند‌. آنگاه با استفاده از دستگاه برش برنول (شعله گاز استیلن) در امتداد خط منکسر اقدام به برش می‌کنند تا پروفیل به دو قسمت بالا و پایین تقسیم شود. ‌حال قسمت بالا را به اندازه یک دندانه جابجا می‌کنند و دندانه‌های دو قسمت بالا و پایین را به دقت مقابل هم قرار می‌دهند و از دو طرف با جوش پر می‌کنند‌. استفاده از جوش قوسی نیمه اتوماتیک برای اتصال دو قسمت بریده شده‌، می‌تواند یک جوش خوب‌، بی‌ عیب‌، سریع و مقرون به صرفه ایجاد نماید‌.

سپس جهت رفع نقیصه کاهش مقاومت برشی با توجه به منحنی نیروی برشی تیر‌، بعضی از حفره‌ها با ورق‌های تقویتی پر می‌شوند‌. لازم به ذکر است که حداقل باید یک حفره در مجاورت تکیه‌گاه با ورق و به وسیله جوش کامل پر شود.

برای بریدن تیر می‌توان از روش کوپال نیز استفاده کرد‌. در این روش‌، با استفاده از دستگاه قطع کن سنگین که مجهز به گیوتین مخصوص است‌، تیر آهن به شکل سرد در امتداد خط شکسته قطع می‌شود‌.

روش تولید تیرآهن CPE
روش تولید تیرآهن CPE

*** تقویت تیر‌آهن CPE به کمک ورق تقویت‌ و ترکیب بتن و فولاد

تیرهای ساخته شده در محل تکیه گاه‌ها در ناحیه‌ی حفره‌های خالی در مقابل تنش‌های برشی ضعیف می‌شوند. ‌‌با توجه به منحنی نیروی برشی‌ برای جبران این عیب، آن حفره‌ها را با ورق‌های تقویتی به صورت کامل توسط جوش پر می‌نمایند‌. نوعی از این تیرآهن ‌های لانه زنبوری وجود دارد که برای بریدن قطعات بالا و پایین ورق واسطه اضافه می‌کنند که این ورق واسطه بین دندانه‌ها جوش می‌شود. این نوع تیرآهن ‌ها از تیرآهن‌ های بدون ورق واسطه بسیار مستحکم‌تر و قوی‌تر است.

در تیرآهن CPE علاوه بر تنش‌های خمشی اصلی در محل حلقه‌ها، تنش‌های خمشی ثانویه حاصل از برش در مقطع ایجاد می‌شود که گاهی این تنش از تنش‌های خمشی اصلی در تیر بزرگترند. این تنش‌ها از کارایی تیر می‌کاهند و برای مقابله با آنها باید حلقه‌های کناری را با ورق پر کرد خصوصاً هنگامی که از این نوع تیرها بصورت یکسره استفاده می‌شود. در محل تکیه‌گاه‌ها که هم نیروی برشی و هم لنگر خمشی زیاد است، تنش‌های خمشی به شدت افزایش می‌یابد و نیاز به تقویت تیر در این محل‌ها است که از لحاظ اقتصادی قابل توجیه نیست. برای مقابله با این ضعف در تیرآهن لانه زنبوری رفتار مرکب بتن و فولاد تهیه شده هست‌. به این ترتیب که داخل تیر فلزی در نقاطی که تنش‌های ثانویه قابل ملاحظه هستند از بتن پر می‌شود و کشش حلقه‌های خالی را به عمل تغییر می‌دهد و این امر سختی و مقاومت تیر را افزایش می‌دهد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است.

*** مشخصات تیرآهن لانه زنبوری

تبدیل تیرآهن نوردی ساده به تیرآهن لانه زنبوری معایب و مزایای خود را دارد. با توجه به نوع کاربرد، لزوم استفاده یا عدم استفاده از این محصول مشخص می‌شود. طی فرآیند تولید با ثابت ماندن وزن، ارتفاع تیرآهن افزایش می‌یابد (ارتفاع تیرآهن CPE ۱٫۵ برابر تیرآهن معمولی است). همین موضوع در برخی موارد خاص سبب کاهش کاربری این تیرآهن می‌شود.

*** ابعاد تیرآهن لانه زنبوری

ابعاد تیرآهن CPE با توجه به نیاز و محاسبات انجام شده در طراحی سازه، مشخص می‌شود. ارتفاع تیرآهن لانه زنبوری، ۱٫۵ برابر تیر معمولی است. معمولا برحسب نیاز تیرآهن معمولی را خریداری کرده و برش می‌دهند. علاوه بر این در کارخانه‎‌ها نیز تیرآهن CPE در ابعاد ۱۴، ۱۶ و ۱۸ ساخته می‌شود.

وزن مخصوص تیرآهن CPE به کمک فرمول زیر محاسبه می‌شود:

وزن مخصوص تیرآهن لانه زنبوری در جدول اشتال * طول شاخه : وزن تیرآهن لانه زنبوری

*** کاربرد تیرآهن CPE

از این تیرآهن اغلب در سازه‌های فولادی استفاده می‌کنند. کاربرد تیرآهن لانه زنبوری در مواردی است که وزن کم و مقاومت خمشی بالا مورد نیاز باشد. در سوله‌ها در طراحی قاب خمشی از تیرآهن CPE استفاده می‌شود. نکته حائز اهمیت در به کار بردن از این تیرها، مقاومت برشی کم آن‌هاست، به همین علت نباید در بخش‌هایی که تحت نیروهای برشی شدید قرار می‌گیرند مورد استفاده قرار گیرند. در ساختمان‌سازی اغلب از تیرهای مقاوم به تنش برشی در طرف دیوار بادبند و از تیرآهن CPE در قاب خمشی استفاده می‌کنند.

با توجه به اینکه تیرآهن لانه زنبوری و معمولی تفاوت‌های جزئی دارند، قیمت آنها نیز مقداری با هم متفاوت است. قیمت تیرآهن CPE به ضخامت محصول، سایز و نوع آن دارد. برای خرید تیرآهن مناسب بهتر است به راهنمای خرید تیرآهن مراجعه کنید.

کاربرد تیرآهن لانه زنبوری یا CPE
کاربرد تیرآهن لانه زنبوری

*** مزایا و معایب استفاده از تیرآهن CPE  

استفاده از تیرآهن لانه زنبوری دارای مزایا و معایبی می‌باشد. مزایای این نوع از تیرآهن عبارتست از:

• افزایش مقاومت خمشی تیر

• تحمل بار بیشتر

• به دلیل وزن سبک، مقرون به صرفه و کاملا اقتصادی می‌باشد

• قابلیت عبور لوله‌های تاسیساتی از فضاهای (حفره ها) ایجاد شده

• قابلیت استفاده در صنایع مختلف مانند پل سازی، حمل و نقل و عمران

علاوه بر مزایای ذکر شده، لازم است تا به معایب تیرآهن CPE نیز نگاهی بیندازیم. با ایجاد حفره در جان تیرآهن، مقاومت برشی تیرآهن در محل اتصال پل‌ها به ستون‌ها کاهش می‌یابد. به همین دلیل برای پوشاندن حفره‌ها در این کاربرد از ورق فلزی استفاده می‌شود. در ساخت تیرآهن لانه زنبوری باید برای افزایش ارتفاع سازه، استانداردهایی رعایت شوند. هدم رعایت این استانداردها قطعا موجب خرابی تیرآهن خواهد شد.

مهم‌ترین معایب تیرآهن CPE عبارتند از:

• کاهش خواص و مقاومت فولاد در اثر جوشکاری

• ضریب اطمینان و ایمنی پایین نسبت به سایر پروفیل‌های فولادی

*** چرا تیرآهن را به شکل لانه زنبوری می‌سازند؟

شاید سوال خیلی‌ها این باشد که چرا تیرآهن را بصورت لانه زنبوری می‌سازند؟ برای پاسخ به این سوال بایستی به مزایای این نوع از تیرآهن اشاره کرد. از مهم‌ترین مزایای تیرآهن CPE می‌توان به مقاومت و دوام بالا، تطبیق‌پذیری، وزن سبک و مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی اشاره کرد. در ادامه هر یک از این موارد را توضیح خواهیم داد.

مقاومت و دوام بالا: از مهم‌ترین ویژگی‌ها و مزایای تیرآهن لانه زنبوری می‌توان به رسیدن به سختی بالا بدون تغییر در وزن ماده اشاره کرد. مقاومت و دوام بالای این تیرآهن باعث شده است که در برابر عوامل مختلف و لرزش‌های متداول، طول عمر بالاتری داشته باشد و مدت زمان استفاده از آن در مقایسه با تیرآهن‌های معمولی بیشتر خواهد بود.

تطبیق پذیری: از دیگر مزایای مهم تیرآهن لانه زنبوری تطبیق پذیری بالای آن با سازه‌های مختلف می‌باشد. با توجه به اینکه این نوع از تیرآهن در شکل‌های مختلفی ساخته می‌شود، در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی مانند پارکینگ‌های چند طبقه و حتی پل‌ها قابلیت تطبیق پذیری بالایی دارد.

وزن سبک: از مهم‌ترین ویژگی‌ها و مزایای تیرآهن CPE وزن سبک آن می‌باشد که باعث محبوبیت آن در بازار شده است. بسیاری از شرکت‌ها به دنبال این هستند که در پروژه‌های خود از تیرآهن‌های کمتری استفاده کنند، بنابراین استفاده از تیرآهن لانه زنبوری مناسب‌ترین گزینه می‌باشد.

مقرون به صرفه: شاید مهم‌ترین مزیت تیرآهن CPE همین هزینه پایین تمام شده آن در مقایسه با سایر تیرآهن‌ها می‌باشد که به محبوبیت این محصول را در بازار افزوده است.

امیدواریم تا با مطالعه مقاله فوق، به هر آنچه که بایستی درباره تیرآهن CPE بدانید، رسیده باشید.

این مطلب بدون برچسب می باشد.

ثبت دیدگاه

  • دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط تیم مدیریت در وب منتشر خواهد شد.
  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.