با ظهور فولاد و آلیاژهای مدرن، صنعت ساختمان‌سازی با تحولات بزرگی روبرو شد. مقاطع فولادی نوظهور، استحکام کششی، برشی و خمشی بی‌نظیری به سازه‌ها می‌دهند و برخلاف فلزهای قدیمی، در برابر انواع خوردگی‌ها مقاوم هستند. میلگرد و تیرآهن، از جمله مقاطع فولادی پرکاربرد در انواع سازه‌ها هستند. تیرآهن و میلگرد، هر کدام به انواع گوناگونی تقسیم می‌شوند و در گریدهای متفاوتی ساخته می‌شوند. در این مقاله، قصد داریم انواع میلگرد و تیرآهن را برشماریم و نقش هرکدام در ساختمان‌سازی را تشریح کنیم.
میلگرد یک نوع پروفیل بسته است که معمولا با قطرها و شکل ظاهری گوناگونی در بازار فولاد موجود است؛ میلگردها در دو شکل کلی آجدار و بدون آج تولید می‌شوند. از طرف دیگر، مطابق با استانداردها و فاکتورهای متعددی، به انواع گوناگونی تقسیم‌پذیر هستند.
به عنوان نمونه، میلگرد براساس یک استاندارد معروف (استاندارد قدیمی روسی) به چهار گرید زیر تقسیم میشود:
|
گرید |
علامت استاندارد ملی 3132 |
حداقل مجاز مقاومت کششی میلگرد |
حداقل مجاز مقاومت تسلیم میلگرد |
شکل ظاهری |
رده سختی |
|
A1 (S240) |
س 240 (ساده) |
360 |
240 |
ساده |
نرم |
|
A2 (S340) |
آج 340 (آجدار) |
500 |
340 |
آجدار مارپیچ |
نیمه‌سخت |
|
A3 (S400) |
آج 400 (آجدار) |
600 |
400 |
آجدار جناقی |
سخت |
|
A4 (S500) |
آج 500 (آجدار) |
650 |
500 |
آجدار مرکب |
سخت |
هر کدام از این میلگردها، متناسب با ویژگی‌هایی که در جدول بالا دارند، در قسمت خاصی از سازه‌ها به کار می‌روند؛ در ادامه، کاربرد دقیق آن‌ها را بررسی می‌کنیم:
این گرید از میلگرد بدون هیچ آج و با ظاهری کاملا صیقلی، در دسته میلگردهای ساده قرار می‌گیرند. میلگرد A1 با تنش گسیختگی 3800 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع و تنش جاری 2300 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع، یک میلگرد نرم محسوب میشود. درصد کربن میلگرد A1 24 درصد است؛ در نتیجه این میلگرد برای اهدافی مانند جوشکاری و آهنگری بسیار مناسب هستند.
گرید دوم میلگرد با تنش جاری 3 هزار کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع و تنش گسیختنگی 5 هزار کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع، در زمره میلگردهای نیمه‌سخت قرار می‌گیرد. میلگرد A2 یکی از گزینه‌های مناسب برای ساخت اَشکال گوناگون میلگردی مانند خاموت، رکابی و سنجاقی است.
همچنین از این میلگرد استفاده‌های بسیاری در ساختمان‌های کوچک میشود. میلگرد A2 با آج‌هایی مارپیچ تولید میشود تا آمیختگی بهتری با بتن داشته باشد و مقاومت کششی آن را بیش از پیش افزایش دهد.
تنش جاری این میلگرد 4 هزار کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع و تنش گسیتختگی آن برابر با 6 هزار کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع است؛ با توجه به این مشخصات، میلگرد A3 جزو میلگردهای سخت (خشک) قرار می‌گیرد.
از این گرید میلگرد در عملیات‌های ساختمانی گوناگونی استفاده میشود. البته با توجه به درصد کربن در این میلگرد و میزان تنش جاری و گسیختگی آن، فرایند جوشکاری و خم‌کاری در زاویه‌های تند، بر روی این میلگرد مجاز نیست.
گرید چهارم جدول استاندارد روسی میلگرد، محصول تکنولوژی‌های جدیدتر و سیستمی با نام ترمکس است؛ این میلگرد درصد کربن پایین‌تری نسبت به سایر گریدها دارد و در زمره میلگردهای خشک قرار می‌گیرد. گفتنی است که میلگرد A4 استفاده خیلی زیادی در داخل ایران ندارد. از این میلگرد در ساخت سازه‌های غول‌پیکر و سنگین، استفاده میشود.
نکته جالب توجه این است که علاوه بر چهار گرید قبلی، محصولات فولادی دیگری هم در عرصه آهن‌آلات وجود دارند که از انواع میلگردها ساخته می‌شوند. ماجرا از این قرار است که تکنسین‌های عرصه فولاد، به کمک دستگاه‌های خم‌کاری و برش، مقاطع فولادی گوناگونی مانند خاموت و سنجاقک تولید می‌کنند. این مقاطع فولادی ثانوی، شامل موارد زیر می‌شوند:
از این مقطع فولادی در ساختمان‌سازی استفاده زیادی میشود؛ میلگرد راستا در کنار بتن برای افزایش استحکام کششی آن به کار می‌رود؛ در برخی از موارد نیز از میلگرد سیتکا برای افزایش استحکام فشاری بتن بهره می‌برند.
خاموت معمولا برای مرتب‌سازی و حفظ ترتیب میلگردهای طولی به کار می‌رود. از طرف دیگر، برای جلوگیری از انواع ترک‌ها، خاموت عنصری موثر است. خاموت یکی از پراستفاده‌ترین اَشکال میلگرد است.
درباره خاموت گفتیم که میلگردهای طولی را کنار هم قرار می‌دهد؛ سنجاقی وظیفه دارد که خاموت‌ها را در جای دقیق‌شان حفظ کند؛ از این مقطع فولادی برای ایجاد یک کلیت متصل بین خاموت و میلگرد استفاده میشود.
برای افزایش استحکام برشی ساختمان و حفظ لنگرهای منفی در تیرهای تکیه‌گاه، از مقطع فولادی اوتکا استفاده میشود.
رکابی کاربرد بسیار زیادی در حفظ شبکه آرماتورها و تنظیم موقعیت قرارگیری آرماتورهای طولی و عرضی دارد. رکابی با ظاهری شبیه به حرف U انگلیسی تولید میشود.
از خرک برای نگه داشتن دو شبکه پشت‌سر هم بصورت افقی با یک فاصله مشخص درون قالب استفاده میشود؛ خرک مقطع فولادی پرکاربردی در بتن‌ریزی کف سازه و فوندانسیون آن است.
تیرآهن از جمله مقاطع فولادی پرکاربرد است که در اشکال و مدل‌های گوناگونی تولید و عرضه میشود؛ تیرآهن از جمله پروفیل‌ها محسوب میشود و تا حدودی هم خواص پروفیل‌ها را دارد.
تیرآهن در ساختمان‌سازی یک کاربرد بسیار اساسی دارد: تیرآهن وظیفه دارد که بارهای واردشده بر هر طبقه از ساختمان را به ستون‌ها منتقل کند؛ جالب است بدانید که تیرآهن‌ها به هیچ عنوان، به شکل مستقیم بر روی ستون قرار نمی‌گیرند. تیرآهن‌ها در جای‌جای سقف، به دو تیر عرضی متصل می‌شوند و از این طریق، فشارهای احتمالی را مهار می‌کنند.
تیرآهن‌ها براساس جدول‌های استاندارد گوناگونی ساخته می‌شوند؛ از میان این جدول‌ها، چهار استاندارد و شیوه ساخت متفاوت، بسیار رایج هستند. هر کدام از این استانداردها، محصولاتی با ویژگی‌های متفاوت تولید می‌کنند و این محصولات نیز، در قسمت‌های متفاوتی از سازه‌ها استفاده خواهند شد.
در ادامه این مقاله، هر سه استاندارد رایج تیرآهن را بررسی می‌کنیم و نکات مهمی را درباره هر کدام به شما می‌آموزیم.
محصولات این استاندارد با شکل حرف انگلیسی I تولید می‌شوند؛ تیرآهن INP محصول ورق‌های نورد گرم است و به استاندارد روسیه و چین مشهور است؛ بال‌های در این نوع از تیرآهن با تفاوت در قطر، تولید می‌شوند.
تیرآهن IPE نیز به شکل حرف انگلیسی I است؛ تفاوت این تیرآهن با مدل قبلی، در قطر بال‌هاست. تیرآهن IPE با بال‌های یک‌دست تولید میشود. گفتنی است که کشورهای لهستان، کره جنوبی، آلمان و اسپانیا جزو تولیدکنندگان پرقدرت این تیرآهن هستند.
این تیرآهن با عنوان "هاش" نیز مشهور است. تیرآهن IPB در دو نوع سبک و سنگین تولید میشود و با دو نشان اختصاری L و V قابل‌تشخیص است.
این نوع از تیرآهن، در ساخت سوله‌ها و سازه‌های بسیار بزرگ به کار می‌رود؛ به سبب همین مسئله، برای کاهش وزن تیرآهن، حفره‌هایی شش‌ضلعی در جان تیرآهن ایجاد می‌کنند. این حفره‌ها شبیه به لانه‌های زنبور هستند؛ به همین دلیل، این تیرآهن با عنوان تیرآهن لانه زنبوری نیز مشهور است.
تیرآهن های ساختمانی باید در ابعاد و سایزهای گوناگونی تولید شوند، تا نیاز بسیاری از مشتریان عرصه فولاد را برطرف کنند؛ البته در برخی از موارد، با تکنیک‌هایی مانند برش یا جوشکاری، در ابعاد کلی تیرآهن‌ها تغییراتی ایجاد می‌کنند. در مجموع، باید بگوییم که تیرآهن بصورت شاخه‌ای عرضه میشود و وزن آن نیز براساس مشخصاتی مانند متراژ شاخه، ضخامت ورق به‌کار رفته در ساخت تیر و سایز کلی آن، متفاوت خواهد بود.
در بخش‌های قبلی، قسمتی از کاربرد اصلی انواع تیرآهن را معرفی کردیم؛ در این بخش، قصد داریم سایر ویژگی‌های مثبت تیرآهن برای سازه‌های فولادی را بررسی کنیم. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های تیرآن، این نکته است که سازه‌های ساخته شده با تیرآهن، امکان توسعه بیشتری نسبت به سایر سازه‌ها دارند. موارد زیر، سایر مزیت‌های تیرآهن است:
تیرآهن و میلگرد هر کدام، اشکال‌ها و مدل‌های گوناگونی دارند؛ بسیاری از این مدل‌های تیرآهن یا میلگرد، در عرصه ساختمان‌سازی و مستحکم‌سازی سازه‌های جدید کارآمد هستند. در این مقاله از اصفهان آهن، تلاش کردیم تا رایج‌ترین انواع تیرآهن و میلگرد را به همراه نقش آن‌ها در ساختمان‌سازی، بررسی کنیم. همچنین در پایان، اطلاعاتی درباره مزیت‌های تیرآهن برای سازه‌های فولادی به شما ارائه دادیم.