در پروژه های ساختمانی و صنعتی که بار سنگین روی ستون ها و تیرهای اصلی وارد می شود، انتخاب مقطع فولادی مناسب مستقیماً بر ایمنی و اقتصادی بودن سازه تاثیر می گذارد. تیرآهن هاش یا همان تیرآهن بال پهن، یکی از پرکاربردترین مقاطع فولادی در سازه های مرتفع، پل ها و تاسیسات صنعتی سنگین است که به دلیل ویژگی های خاص هندسی خود، توانایی باربری بالایی دارد.
تیرآهن هاش با شکل مقطع H و بال هایی که با ارتفاع جان برابری می کنند، در سه رده سبک (HEA)، سنگین (HEB) و فوق سنگین (HEM) تولید می شود. این ساختار به آن امکان می دهد که نیروهای خمشی و برشی را در هر دو جهت عمودی و افقی تحمل کند؛ مزیتی که تیرآهن های معمولی IPE از آن بی بهره اند.
در این مقاله از ایران فلز، با مشخصات فنی تیرآهن هاش، انواع آن، کاربردهای اصلی، مزایا و معایب و فرایند تولید این محصول آشنا می شوید تا بتوانید با آگاهی کامل، مناسب ترین انتخاب را برای پروژه خود داشته باشید.
تیرآهن هاش چیست؟
تیرآهن هاش (Hash) یا تیرآهن بال پهن، نوعی پروفیل فولادی با مقطع H شکل است که در آن طول بال ها با ارتفاع جان تیرآهن برابر است. این ویژگی آن را از تیرآهن معمولی IPE متمایز می کند؛ چرا که در تیرآهن IPE، عرض بال به وضوح کمتر از ارتفاع جان است و مقطع به شکل حرف I دیده می شود.
بیشتر بخوانید: تیرآهن ipe چیست
نام دیگر این تیرآهن در بازار فولاد ایران و اسناد فنی، تیرآهن IPB است. حرف B مخفف Breite (در زبان آلمانی به معنای پهن) است. در استانداردهای اروپایی نیز با نماد HE شناخته می شود. این پروفیل ابتدا در ابتدای قرن بیستم توسط شرکت آمریکایی Bethlehem Steel برای نخستین بار به صورت صنعتی تولید شد و به سرعت جایگاه خود را در صنعت ساخت و ساز جهانی تثبیت کرد.
یکی از ویژگی های بارز تیرآهن هاش، داشتن مقطع تقریباً مربعی است. این شکل هندسی ممان اینرسی بهتری نسبت به سایر مقاطع ایجاد کرده و باعث می شود که مقاومت این تیرآهن در برابر نیروهای فشاری و خمشی در دو محور عمود بر هم بالا باشد. به همین دلیل تیرآهن هاش هم به عنوان تیر و هم به عنوان ستون در سازه های فلزی مورد استفاده قرار می گیرد.
مشخصات فنی تیرآهن هاش
تیرآهن هاش در استانداردهای بین المللی DIN 1025-2، DIN 1025-3، DIN 1025-4 و استانداردهای EN 10034، Euronorm 53-62 تولید می شود. در ایران نیز استانداردهای ملی شماره 14484 و 13779 برای این محصول تعریف شده است.
گریدهای فولادی مورد استفاده در ساخت تیرآهن هاش شامل ST37، ST44 و ST52 می شود که متداول ترین آن ها در پروژه های ساختمانی و صنعتی گرید ST44 است. در استانداردهای اروپایی معادل این گریدها S235، S275 و S355 هستند.
| مشخصه | بازه استاندارد |
|---|---|
| سایز (ارتفاع مقطع) | 100 تا 1000 میلیمتر |
| طول استاندارد شاخه | 8 تا 16 متر (معمولاً 12 متر) |
| گریدهای فولادی | ST37، ST44، ST52 |
| استانداردهای تولید | DIN 1025، EN 10034، Euronorm 53-62 |
| وزن هر شاخه (سایز 10) | حدود 200 کیلوگرم |
| وزن هر شاخه (سایز 60) | تا 2550 کیلوگرم |
در بازار ایران، سایزهای 100 تا 400 میلیمتر بیشترین تقاضا را دارند. تیرآهن هاش تولید داخلی را عمدتاً ذوب آهن اصفهان در سایزهای 14 تا 30 و فولاد مبارکه اصفهان در سایزهای 140 تا 200 میلیمتر بر اساس استاندارد DIN 1025 عرضه می کنند. برای سایزهای بزرگ تر و رده های خاص، محصولات وارداتی از ترکیه، کره جنوبی، چین و اروپا در بازار موجود است.
انواع تیرآهن هاش یا تیرآهن بال پهن
تیرآهن هاش در سه رده اصلی تولید و عرضه می شود که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده اند. انتخاب صحیح رده، تاثیر مستقیمی بر ایمنی سازه و مقرون به صرفه بودن پروژه دارد.
تیرآهن هاش سبک (HEA)
تیرآهن هاش سبک با نماد HEA یا IPBL شناخته می شود. در این نوع، ضخامت بال ها نسبت به ضخامت جان کمتر است که در نتیجه وزن کمتری نسبت به رده های سنگین تر دارد. سایزبندی تیرآهن HEA از 100 تا 1000 میلیمتر و ارتفاع مقطع آن از 96 تا 990 میلیمتر است.
تیرآهن HEA گزینه مناسبی برای سازه هایی است که نیاز به باربری متوسط دارند و در عین حال کاهش وزن کل سازه اهمیت دارد. این تیرآهن در پروژه های ساختمانی سبک تر، سقف های صنعتی و سازه های بدون نیاز به باربری بسیار سنگین کاربرد دارد. نام گذاری این تیرآهن در نقشه های اجرایی به صورت HEA20 (برای سایز 20 سانتیمتری) انجام می شود.
تیرآهن هاش سنگین (HEB)
تیرآهن هاش سنگین با نماد HEB یا IPB پرکاربردترین رده تیرآهن بال پهن در پروژه های ساختمانی و صنعتی ایران و جهان است. ویژگی اصلی این رده، برابر بودن ضخامت بال و جان است که آن را از HEA متمایز می کند. این برابری ضخامت، توزیع یکنواخت تنش در مقطع را تضمین می کند.
سایزبندی HEB نیز از 100 تا 1000 میلیمتر است و ارتفاع مقطع آن با ارتفاع اسمی برابر است. این تیرآهن به عنوان تعادلی بین وزن و استحکام شناخته می شود و برای ستون های اصلی ساختمان های چند طبقه، تیرهای پوشاننده دهانه های بلند و سازه های صنعتی متوسط تا سنگین توصیه می شود.
تیرآهن هاش فوق سنگین (HEM)
تیرآهن هاش فوق سنگین با نماد HEM یا IPBV، سنگین ترین و مقاوم ترین رده از تیرآهن های بال پهن است. در این رده، ارتفاع مقطع از 120 تا 1008 میلیمتر و طول بال از 106 تا 302 میلیمتر است. ضخامت بال و جان در این رده بیشترین مقدار را دارد.
HEM برای سازه هایی با باربری بسیار زیاد طراحی شده است؛ پروژه هایی مانند آسمان خراش ها، پل های بزرگ، سدها، دکل های برق فشار قوی و تاسیسات صنعتی سنگین. این تیرآهن در بازار ایران عمدتاً وارداتی است و در مقایسه با دو رده دیگر، قیمت بالاتری دارد.
تیرآهن هاش نیم پهن
علاوه بر سه رده اصلی، در برخی اسناد فنی و بازارهای تخصصی، رده ای به نام تیرآهن نیم پهن نیز وجود دارد. مقاطع نیم پهن، عرض بال کمتری نسبت به هاش کامل دارند اما از تیرآهن IPE عریض تر هستند. این گروه در پروژه هایی استفاده می شود که طراح به دنبال تعادلی بین وزن مقطع و ظرفیت خمشی است و هیچ یک از دو رده اصلی IPE یا HEB به طور کامل نیازها را پوشش نمی دهند.
کاربردهای تیرآهن بال پهن یا هاش
طیف کاربردی تیرآهن هاش بسیار گسترده است. ترکیب مقاومت بالا در برابر نیروهای خمشی و فشاری در دو محور، این محصول را به یکی از چندمنظوره ترین مقاطع فولادی تبدیل کرده است.
ستون های اصلی سازه های مرتفع: تیرآهن هاش به دلیل مقطع تقریباً مربعی و ممان اینرسی بالا در هر دو راستا، بهترین گزینه برای اجرای ستون های بلند در آسمان خراش ها و ساختمان های اسکلت فلزی است. این ویژگی در مقابل نیروهای باد و زلزله که از جهات مختلف وارد می شوند، اهمیت ویژه ای دارد.
پل سازی: در پل های با دهانه متوسط تا بزرگ، تیرآهن هاش به عنوان تیر اصلی باربر یا در ترکیب با سایر مقاطع به کار می رود. ظرفیت باربری بالا در برابر بارهای متحرک وسایل نقلیه، این انتخاب را توجیه می کند.
