تیرهای آهن لانه زنبوری چیست؟

تیرهای لانه زنبوری در سازه های ایرانی کاربرد فراوانی دارند و همین موضوع بررسی رفتار این تیر را اجتناب ناپذیر می کند. برای اولین بار آقای هورتون از شرکت آهن شیکاگو ساخت تیر لانه زنبوری را پیشنهاد داد و اظهار داشت که در صورت لزوم می توان مقدار قطعه اصلی را بدون افزایش وزن افزایش داد. تیرهای لانه زنبوری سالهاست که به عنوان عناصر سازه ای در کشورهای اروپایی و آمریکا مورد استفاده قرار می گیرند. تولید این تیرها به سال 1940 برمی گردد. فلسفه ایجاد یک تیر لانه زنبوری افزایش مقاومت خمشی (لمان چرخشی اینرسی) مقطع بدون استفاده از مواد اضافی است. بنابراین، استفاده از این مقاطع به عنوان تیر بسیار مهم است.

با استفاده از فن آوری های برش پانچ یا شعله (اکسیژن + متان)، می توان تیر نورد را به صورت زیگزاگ برش داد. سپس با انتقال یکی از نیمه های برش به اندازه برش در نیمه دیگر، دو نیمه تیر در نقطه تماس به هم جوش داده می شوند. از آنجایی که تیرهای لانه زنبوری وزن تیر را نگه می دارند، ممان اینرسی آن به میزان قابل توجهی افزایش می یابد، در مصالح به میزان قابل توجهی صرفه جویی می شود و با استفاده از این تیرها نیازی به استفاده از پروفیل های نورد سنگین نیست.

تیر لانه زنبوری چیست؟

انواع تیرها بر اساس شکل به 4 دسته تقسیم می شوند: تیرهای معمولی، تیرهای اروپایی، تیرهای درهم و تیرهای لانه زنبوری (cnp). تیرهای لانه زنبوری دارای سوراخ های توخالی در سطح مقطع خود هستند، بنابراین وزن آنها کمتر از تیرهای معمولی است.

یک تیر لانه زنبوری نسبت به تیر معمولی هم وزن، استحکام، مقاومت خمشی، مقاومت در برابر اینرسی و شکل پذیری بالاتری دارد. به همین دلیل استفاده از این نوع تیر در قسمت هایی از ساختمان که وجود سوراخ تیر لانه زنبوری مشکلی ندارد، توصیه می شود.

تاریخچه تیر لانه زنبوری

در طول جنگ جهانی دوم، جهان با کمبود فولاد مواجه شد، بنابراین مهندسان به فکر استفاده از تیرهای لانه زنبوری برای صرفه جویی در فولاد افتادند. این تیرآهن ها علیرغم وزن سبکی که دارند از استحکام بالایی برخوردار بوده و استفاده از آنها بسیار سودآور خواهد بود.

کاربرد تیرهای لانه زنبوری کجاست؟

تیر فولادی یکی از مقاطع فولادی پرکاربرد است که به عنوان ستون در ساختمان سازی برای افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهای وارده استفاده می شود. همچنین از انواع تیرآهن در صنایع مختلف استفاده می شود.

تیرهای لانه زنبوری کاربردهای زیادی دارند، از جمله:

1. ساخت سقف، پارکینگ، راه پله و پل
2. استفاده در دهانه های بدون آب بندی
3. تیرهای پایین با لولا در دو انتها
4. طراحی قاب های تاشو

مزایا و معایب تیرهای لانه زنبوری چیست؟

مزایای تیر لانه زنبوری از معایب آنها بیشتر است. اما این پرتوها علاوه بر مزایای بیشمار، معایبی نیز دارند.

نحوه تولید تیرهای لانه زنبوری

تیرهای لانه زنبوری به این صورت است که ابتدا تیر نورد شده به شکل زیگزاگ بریده شده و پس از یک دور دوباره جوش داده می شود تا قسمت های برجسته روی هم قرار گیرند. برای اولین بار در سال 1910، آقای هورتون از شرکت آهن و پل شیکاگو پیشنهاد کرد که تیر را به دو قسمت به این روش تقسیم کند تا مدول مقطع را افزایش دهد. ابعاد و هندسه برش تیرهای لانه زنبوری در فصل دهم پیوست الف مقررات ملی ساختمان ایران ذکر شده است.

هدف از ساخت تیرهای لانه زنبوری

هدف این است که تیر نسبت به تیر نورد مشابه، لنگر خمشی بیشتری را با انحراف (تغییر شکل) کمتر و همچنین وزن کمتری تحمل کند. برای مثال با مراجعه به جدول تیر می توان ارتفاع پروفیل ipe=18 با ارتفاع 18 سانتی متر را تا 27 سانتی متر افزایش داد.

هزینه تیر لانه زنبوری و عوامل موثر بر آن

قیمت قطعات آهن و فولاد به نرخ ارز، نسبت عرضه و تقاضا، قیمت جهانی فولاد و حتی سیاست های اقتصادی داخلی و بین المللی بستگی دارد. در مورد قیمت تیرچه اعم از لانه زنبوری یا انواع دیگر، علاوه بر همه اینها، قیمت محصول با توجه به سایز، ضخامت، طول و برند سازنده متفاوت است.

اهمیت استفاده از تیرهای لانه زنبوری به اندازه ای است که استفاده از آن در ساختمان سازی اجتناب ناپذیر است.یکی از مهمترین مزایای تیرهای لانه زنبوری کاهش استفاده از فولاد و در نتیجه کاهش هزینه ها می باشد. امروزه تمامی ایده های نوآورانه به دنبال استفاده از مقاطع فولادی سبک تر در ساختمان هستند، برای ساخت این محصول استاندارد تیر لانه زنبوری نیز وجود دارد که برندهای سازنده محصول را تحت این استاندارد به بازار عرضه می کنند. در واقع با این کارها از وزن مرده ساختمان کاسته می شود و به این ترتیب می توان از فرسودگی ساختمان و میزان آسیب های احتمالی در هنگام حوادثی مانند زلزله کاسته شد.

سخن نهایی

استفاده از تیر لانه زنبوری (cnp) می تواند راه حل مناسبی برای کاهش فولاد مصرفی در ساختمان باشد. بدون شک با توجه به سوراخ ها و بریدگی های ایجاد شده در ساخت تیرهای لانه زنبوری، تنها در مواردی که در این مقاله ذکر شده امکان استفاده از آن وجود دارد.