انواع تیرآهن هاش (IPB)، مزایا و دلایل عدم استفاده کافی از آن

یکی از پرکاربردترین و مهم ترین تیرآهن های مورد استفاده در صنعت ساختمان سازی، تیرآهن هاش می باشد. تیرآهن هاش یا تیرآهن IPB در بازار با نام تیرآهن بال پهن نیز شناخته می شود. ظاهر این تیرآهن، شبیه به شکل حرف H می باشد و طول جان و بال در آن برابر است. این نوع تیرآهن، بیشتر در ساخت ساختمان های مرتفع و مستحکم استفاده شده و می تواند مقابل فشارها و نیروهای وارده در دو جهت عمودی و افقی به خوبی دوام آورد. برای آشنایی با استانداردهای تیرآهن هاش، مشخصات این تیرآهن و همچنین مزایا و معایب آن، با این مقاله از دانشنامه آهن ملل همراه باشید.

آهن ملل		ویژگی های کارخانه
۱	نام محصول	تیرآهن IPB (تیرآهن هاش)
۲	انواع	هاش سبک (IPBL یا HEA) هاش سنگین (HEB یا IPB) هاش فوق سنگین (IPBV یا HEM)
۳	سایز (ارتفاع)	از ۹۶ تا ۱۰۰۸ میلی متر
۴	عرض بال	از ۱۰۰ تا ۳۰۲ میلی متر
۵	طول	۱۲ متر
۶	وزن ۱ متر	از ۱۶.۷ تا ۳۴۹ کیلوگرم

تاریخچه تیرآهن IPB یا تیرآهن هاش

تیرهای بال پهن یا تیرآهن IPB برای اولین بار در سال ۱۹۰۷ در شرکت بیتلهم (Bethlehem) و با استفاده از روش نورد خلاقانه ای ساخته شدند که اختراع آقای هنری گری (Henry Grey) بود. در این فرآیند، آقای گری از یک سری رول برای شکل دادن به فولاد و ساخت تیر استفاده کرد. قبل از تولید این محصول، تیرآهن I  وجود داشت؛ اما تیرهای جدید شرکت Bethlehem بلندتر، قوی تر و ارزان تر از تیرهای قبلی بودند. سال‌ها بعد به دلیل محبوبیت این مقطع فولادی و بالارفتن تقاضای آن، قیمت تیرآهن هاشِ تولید‌شده‌ این کمپانی، افزایش یافت. از جمله ویژگی هایی که باعث محبوبیت این نوع تیرآهن شد، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• وزن سازه: در تولید این نوع تیرآهن (با وجود استحکام فوق العاده اش) از مواد نسبتا کمی استفاده می شود. این استحکام باعث می شود بتوان تیرها را با فاصله بیشتری نسبت به یکدیگر قرار داد؛ در نتیجه، وزن سازه و هزینه ها کاهش پیدا می کند.
• خم پذیری: تیرآهن هاش شرکت بیتلهم (به دلیل هندسه اش) در برابر خم شدن، حتی تحت فشار زیاد مقاومت می کند. به این معنی که می تواند بارهای فوق العاده ای را هم به صورت عمودی و هم به صورت افقی تحمل کند.
• قابلیت تطبیق: به دلیل طراحی قابل انطباق دستگاه ساخت تیرآهن این شرکت، می توان با تنظیم موقعیت رول ها، تیرها را به صورت سفارشی تولید کرد.

معرفی تیرآهن IPB (تیرآهن بال پهن یا هاش)

تیرآهن های IPB در بازار به تیرآهن بال پهن یا تیرآهن هاش معروف هستند. ظاهر مقطع این نوع تیرآهن شبیه به شکل حرف H است؛ یعنی طول بال هایش نسبت به تیرآهن IPE (تیرآهن I شکل) بزرگ تر است یا به اصطلاح، نیمرخ بزرگ تری دارد. معمولا نیمرخ های بزرگ تر انتخاب سبک تری نیز هستند، اما اگر ارتفاع بلند آن ها از نظر اجرایی مشکل ساز باشد، تنها در صورتی ترجیح داده می شوند که از نیمرخ با ارتفاع کمتر ولی سنگین تر استفاده شود. در تیرآهن های هاش، اندازه بال با ارتفاع آن برابر است و مقطع ساده آن برای تهیه ستون مناسب است. همچنین از آن برای تهیه تیر و خرپا نیز استفاده می شود. طول تیرآهن های هاش بین ۸ الی ۱۶ متر و ارتفاع جان آن ها نیز بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی متر می باشد.

تیرآهن های IPB در سه نوع بال پهن سبک (HEA)، بال پهن سنگین (HEB) و بال پهن فوق سنگین (HEM) تولید می شوند. در تیرآهن HEB یا هاش سنگین، ضخامت بال و جان برابر است؛ ولی در تیرآهن HEA یا سبک، ضخامت بال کمتر و سبک تر از جان تیرآهن می باشد. فولاد به کار رفته در ساخت تیرآهن هاش نیز از گریدهای ST37 ، ST44 و ST52 بوده و از این تیرآهن در صنعت پل سازی، برج سازی، سد سازی و صنایع مشابهی که نیاز به مقاومت بالا داشته باشد، کاربرد دارد.

علاوه بر تیرآهن IPB ، استانداردهای مختلف دیگری نیز در تولید تیرآهن استفاده می شود. توصیه می کنیم برای اطلاع از استانداردهای تیرآهن، مقاله زیر را مطالعه فرمایید.

انواع تیرآهن هاش

با توجه به ضخامت جان و بال‌ های تیرآهن هاش، می ‌توان آن ها را به سه دسته فوق سنگین، سنگین و سبک تقسیم ‌بندی کرد.

 تیرآهن هاش سبک (IPBL یا HEA): حرف L در علامت اختصاری این نوع تیرآهن، نشان دهنده وزن‌ سبک آن است. تیر هاش سبک نسب به تیر هاش سنگین، ضخامت بال کمتری دارد. تولید تیرآهن هاش سبک، طبق استاندارد ملی شماره ۱۳۷۸۱ به نام تیرآهن بال پهن موازی با وزن سبک (I-4) صورت می پذیرد. استانداردهای بین المللی نیز شامل DIN 1025-3، BS EN 10034 و EN 10025-2 است.

تیرآهن هاش سنگین (HEB  یا IPB): در تیرآهن هاش سنگین، ضخامت بال و جان برابر است. این نوع تیرآهن طبق استاندارد ملی شماره ۱۴۴۸۴ و استاندارد DIN 1025-2 کشور آلمان تولید می‌شود. دیگر استانداردهای جهانی تولید این تیرآهن نیز شامل BS EN 10034 و EN 10025-2 است. از تیرآهن هاش سنگین در سازه هایی استفاده می شود که نیاز به مقاومت بالا دارند.

تیرآهن هاش فوق سنگین (IPBV یا HEM): حرف V در حروف اختصاری تیرآهن فوق سنگین به معنای وزن سنگین‌ آن است. این نوع تیرآهن نیز طبق استاندارد فولاد EN 10025-4 کشور آلمان تولید می‌شود. دیگر استاندارد تولیدی این نوع تیرآهن هاش، استاندارد ملی ایران به شماره ۱۳۷۷۹ تحت عنوان تیرآهن های گرم نوردیده بال پهن موازی سنگین I-6 می باشد.

مشخصات و استانداردهای تیرآهن هاش

مهم ترین استانداردهای تولید تیرآهن هاش، استانداردهای بین المللی DIN 1025-2، DIN 1025-3 و DIN 1025-4 و در ایران، استاندارد ملی شماره ۱۴۴۸۴، شماره ۱۳۷۷۹و شماره ۱۳۷۸۱ می باشد. در ساخت تیرآهن های هاش نیز از گریدهای  ST37،ST44 ،ST52  فولاد استفاده می شود. از بین گریدهای فوق، متداول ترین آن برای مصرف در پروژه های صنعتی و ساختمانی، فولاد گریدST44  می باشد.

در جدول زیر می توانید مشخصات تیرآهن هاش و ابعاد آن ها را مشاهده نمایید.

انواع تیرآهن هاش	نام تیرآهن در استاندارد ملی ایران	استاندارد تولید	ارتفاع (mm)	عرض بال (mm)	وزن تیرآهن هاش (وزن واحد طول) (kg)
هاش سبک (IPBL یا HEA)	تیرآهن گرم نوردیده بال پهن موازی سبک (I-4)	ISIRI 13781 DIN 1025-3 EN 10034 EN 10025-2	۹۶-۹۹۰	۱۰۰-۳۰۰	۱۶.۷ – ۲۷۲
هاش سنگین (HEB  یا IPB)	تیرآهن گرم نوردیده بال پهن موازی با وزن متوسط (I-5)	ISIRI 14484 DIN 1025-2 EN 10034 EN 10025-2	۱۰۰-۱۰۰۰	۱۰۰-۳۰۰	۲۰.۴ – ۳۱۴
هاش فوق سنگین (IPBV یا HEM)	تیرآهن گرم نوردیده بال پهن موازی سنگین (I-6)	ISIRI 13779 DIN 1025-4 EN 10034 EN 10025-2	۱۲۰-۱۰۰۸	۱۰۶-۳۰۲	۴۱.۸ – ۳۴۹

به طور کلی، تیرهای هاش ضخامت بیشتری نسبت به تیرهای I شکل دارند. همچنین تیرآهن‌ هاش سنگین با نماد HEB بیشترین کاربرد را در صنعت ساختمان ‌سازی دارد و به همین دلیل در بازار ایران، متدوال ‌تر است.  برای آشنایی با تفاوت تیرآهن های موجود در بازار، به مقاله زیر مراجعه نمایید.

مزایای تیرآهن هاش

برای ساخت ساختمان های مرتفع و مستحکم، لازم است تیرآهن های معمولی را به ورق های فولادی اتصال دهند؛ در این صورت، سازه می تواند در مقابل فشارها و نیروهای وارده در دو جهت عمودی و افقی به خوبی دوام آورد. تیرآهن های I شکل، این فشارها و کشش ها را می توانند در یک زاویه تحمل کنند، ولی در جهت دیگر باید مهار شوند. این نیاز با استفاده از جوش ورق های فولادی رفع می شود، ولی خود نیازمند فضای بیشتر، همینطور کار و مصالح بیشتر است. در نتیجه، زمان کار و هزینه ها بالا می رود. برای رفع این مشکل می توان از تیرآهن هاش استفاده کرد.

تیرآهن هاش به علت مساوی بودن جان و بال می تواند در برابر نیروهای وارده در دو جهت، مقاومت یکسانی داشته باشد و همین نکته به ظاهر ساده ولی مهم، می تواند تاثیر به سزایی در کاهش زمان اجرا، فضای کار، وزن سازه و در نتیجه کاهش هزینه نهایی پروژه داشته باشد. علاوه بر این، مزایای تیرآهن هاش را به طور خلاصه می توان به صورت زیر بیان کرد:

1. حذف عملیات جوشکاری و اتصال ورق ها و تیرها 
2. امکان استفاده حداکثری از فضای موجود
3. کاهش استفاده از مقاطع فولادی 
4. کاهش در زمان کار و  نیروی انسانی 
5. کاهش ضریب خطای نیروی انسانی
6. امکان یکنواختی بیشتر سازه
7. کاهش چشمگیر هزینه های پروژه
8. بالا رفتن سرعت پیشرفت پروژه
9. بالا رفتن استحکام و  صُلبیت سازه

دلایل عدم استفاده کافی از تیرآهن IPB (معایب تیرآهن هاش)

با وجود مزایای زیاد تیرآهن های هاش، اما جامعه مهندسان و طراحان ایرانی بهره زیادی از این محصول نمی برند. این عدم استفاده از تیرآهن هاش را می توان به دلایلی از جمله عدم اطلاعات کافی در مورد این مقطع فولادی، تولید کم و ناکافی این محصول در داخل کشور، وجود مشکلات فراوان در واردات این محصول و عدم اطمینان از تامین به موقع آن به دلیل وجود تحریم ها و در نتیجه معطل ماندن پروژه ها نسبت داد.

با این همه، معایب این نوع تیرآهن نیز می تواند در عدم استفاده از تیرآهن هاش در بسیاری از سازه ها تاثیرگذار باشد. از جمله معایب تیرآهن هاش می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• این نوع تیرآهن به دقت بالایی در حفظ و نگهداری نیاز خواهد داشت؛ زیرا مقاومت کمی در برابر خوردگی دارد.
• مقاومت کمتری نسبت به دیگر تیر آهن ها در برابر دماهای بالا دارد.
• جوش تیرآهن هاش در سازه‌های فولادی، هزینه‌های نسبتاً بالایی دارد.

کاربرد تیرآهن هاش

تیرآهن IPB به دلیل ضخامت و مقاومت بالا و تحمل نیروی های برشی و خمشی، کاربرد بسیاری در سازه های مرتفع و غول آسا دارد. از جمله مهم ترین کاربردهای این تیرآهن، عبارتند از:

• برج ها و ساختمان های بلند: تیرآهن هاش به دلیل تولید در سایزهای طویل (تا سایز ۱۰۰) در برج ‌سازی استفاده فراوانی دارد.
• پل ها: به طور کلی، تیرهای فولادی و بتنی، قطعات اصلی پل‌ ها را تشکیل می ‌دهند. برای ساخت پل‌ هایی با مقاومت بالا از تیرآهن هاش سنگین که مستحکم و بلند است استفاده می ‌شود. استفاده از این نوع تیرآهن، باعث استحکام و عمر بیشتر پل می گردد.
• خرپا ها: هر جایی که بخواهند ستون‌ ها را از سازه ‌ها حذف کنند، از خرپا به جای ستون استفاده می‌ شود. تیرآهن های هاش می توانند نقش ستون را به خوبی ایفا کنند؛ به طوری که به جای ستون، نیازی به خرپا نباشد.
• پالایشگاه ها: تیرآهن هاش در پالایشگاه‌ها به صورت بست تیرآهنی استفاده می شود.
• ساختمان‌های ضد زلزله: تیرآهن هاش به دلیل سطح مقطع پهن، تنش کمتری انتقال می‌ دهد و همین موضوع باعث عدم انتقال نیروهای واردشده به سازه می ‌شود؛ به همین دلیل، استفاده از آن در ساختمان ‌های ضد زلزله اهمیت زیادی دارد.

کیفیت تیرآهن هاش

کیفیت تیرآهن H تاثیر مستقیمی بر کیفیت سازه نهایی خواهد داشت. تهیه تیرآهن از کارخانه های معتبر که تولید آن ها مطابق با استانداردهای جهانی باشد، تا حدود زیادی کیفیت تیرآهن را تضمین می کند. بررسی این استانداردها و اعتبار کارخانه های تولیدی به عهده فروشنده و یا شرکت های تامین کننده محصولات فولادی است که باید بنا بر مسئولیت و تعهد کاری، ابتدا موارد مذکور را به طور دقیق مورد بررسی قرار داده و سپس آن را به رویت خریداران برسانند. از نظر ظاهری نیز تیرآهن باید دارای ضخامت یکسان در سطح طولی بوده و یکنواختی سطح آن مشهود باشد.

با این حال شما نیز به عنوان خریدار باید از روش های خرید با کیفیت ترین تیرآهن هاش آگاه باشید. برای این منظور مقاله راهنمای خرید تیرآهن هاش را آماده کرده ایم که می توانید تمامی نکات خرید این تیرآهن را در آن مطالعه نمایید.

بهترین تولید کنندگان تیرآهن هاش

در حال حاضر، تنها کارخانه تولید کننده تیرآهن هاش در کشور (که از جمله بهترین و باکیفیت ترین نوع تیرآهن های هاش منطقه را تولید می کند) کارخانه ذوب آهن اصفهان است. تیرآهن هاش سبک کارخانه ذوب آهن اصفهان در چهار سایز و تیر هاش وزن متوسط آن در پنج سایز با مشخصات زیر تولید می شود:

نوع تیرآهن هاش ذوب آهن	سایز تیرآهن	استاندارد تولید
تیرآهن بال پهن موازی(IPB) با وزن متوسط (I-5)	۱۴ – ۱۶ – ۱۸ – ۲۰ – ۳۰	ISIRI 14484 DIN 1025-2
تیرآهن بال پهن موازی(IPB) با وزن سبک (I-4)	۱۴ – ۱۶ – ۱۸ – ۲۰	ISIRI 13781 DIN 1025-3

تیرآهن های وارداتی در بازار نیز از اروپا و کشورهایی نظیر ترکیه، چین، کره و اسپانیا وارد می شوند. البته اکثر کارشناسان، تیرآهن های چینی را به دلیل کیفیت پایین آن ها تایید نمی کنند. در گذشته، بیشترین تیرآهن هاش وارداتی مورد معامله در بازار ایران مربوط به تیرهای کره ای، متعلق به شرکت هیوندای و همچنین تیرآهن های هاش اسپانیایی تولیدی شرکت آرسلور میتال، بزرگترین تولید کننده فولاد جهان و دارای استاندارد A  اروپا بود. در حال حاضر نیز بیشترین واردات تیرآهن هاش از کشور ترکیه می باشد. همچنین می توان گفت قیمت تیرآهن های وارداتی بیشتر از تیرآهن های تولید داخل می باشد. مجموعه آهن ملل مناسب ترین قیمت لحظه ای تیرآهن کارخانه ها و برندهای مختلف را به مشتریان عزیز ارائه می کند. برای مشاهده قیمت روز و خرید تیرآهن هاش، وارد لینک زیر شوید.

نحوه تولید تیرآهن هاش

تولید تیرآهن های بال ‌پهن با استفاده از فرآیند نورد گرم و در ۴ مرحله اصلی انجام می شود. روش تولید این محصول، تأثیر قابل توجهی در کیفیت نهایی آن دارد. اولین مرحله در تمامی روش های تولید تیرآهن، تولید شمش فولادی است. بعد از تولید شمش، آن را حرارت می دهند و با عبور متوالی از غلتک ها، شمش را به مقطع مورد نظر تبدیل می کنند. مراحل اختصاصی تولید تیرآهن (بعد از تولید شمش) به صورت زیر می باشد:

۱- نورد کششی: در این مرحله که به روش نورد گرم صورت می گیرد، شمش فولادی تحت فشار غلتک های عمودی و افقی قرار گرفته و تا حدود شکل ظاهری H به خود می گیرد. در ادامه با عملکرد غلتک ها به طور پیوسته و ادامه روند کشش، از ضخامت تیرآهن کم شده و بر طول آن افزوده می شود. همچنین در این مرحله با تنظیم میزان فشار غلتک های افقی، ضخامت و ارتفاع بال ها به مقدار دلخواه می رسد و شکل و ساختار اصلی تیرآهن به وجود می آید.

۲– خنک کاری: در این مرحله، میزان سختی و مقاومت خمشی و همچنین مقاومت تسلیم و نسبت تسلیم مشخص می شود که نیاز به دقت و کنترل مرحله به مرحله دارد.
۳– سایزینگ: با توجه به ماده اولیه (شمش اسلب یا بلوک های پیش فرم) می توان ابعاد تیرآهن (عرض جان، ارتفاع بال، ضخامت بال) را تنظیم کرد و به طول های دلخواه برش داد.

۴- کنترل و بسته بندی: در این مرحله و قبل از بسته بندی باید ابعاد و کیفیت تیرآهن از نظر فنی و شکل ظاهری با استاندارد تولید مطابقت داده شود. سپس برگه مشخصات کالا یا شناسنامه محصول و استاندارد تولید تیرآهن روی آن نصب می شود.

جدول اشتال تیرآهن IPB

جدول تیرآهن IPB به صورت زیر است:

جمع بندی

تیر هاش یا بال پهن به دلیل شکل ظاهری و ضخامتی که دارد، مقاومت بالایی در برابر نیروهای برشی و خمشی از خود نشان می دهد. شکل ظاهری این تیرآهن به شکلH  می باشد و نسبت به تیرآهن‌ های معمولی (یا I شکل) بال‌ بلندتر و پهن ‌تری دارد. به همین دلیل، این نوع تیر ها کاربرد گسترده ای در سازه های مرتفع و آسمان خراش ها دارند. همانطور که گفته شد، تیر هاش در ۳ نوع سبک، سنگین و فوق سنگین و با نام های IPB ،IPBL  و  IPBV تولید می شوند. این تیرها در ضخامت بال ها با یکدیگر تفاوت دارند.

سوالات متداول تیرآهن هاش (IPB)