تیرآهن IPE از معرفی تا بررسی مشخصات آن

تیرآهن IPE یا تیرآهن نیم پهن، سطح مقطعی شبیه به حرف I انگلیسی دارد و محبوب ترین تیرآهن در صنعت ساخت و ساز به شمار می رود. یکسان بودن ضخامت بال ها و همچنین ثابت بودن ضخامت بال و جان در تمام طول تیرآهن از شاخصه های اصلی تیرآهن IPE است. استاندارد ارتفاع این نوع تیرآهن از ۸۰ الی ۶۰۰ میلی ‌متر می باشد، ولی در ایران، سایزهای متداول و پرکاربرد ۱۲۰ الی ۳۰۰ میلی‌ متر تولید و مورد استفاده قرار می گیرد. آشنایی با دیگر مشخصات تیرآهن IPE، استانداردهای تولید، انواع و کاربرد این نوع تیرآهن را در این مقاله از دانشنامه آهن ملل بررسی می کنیم. با ما همراه باشید.

آهن ملل		ویژگی های محصول
۱	نام  محصول	تیرآهن IPE
۲	انواع	تیرآهن IPE معمولی تیرآهن  IPE سبک (تیرآهن I7)
۳	سایز (ارتفاع)	از ۸۰ تا ۶۰۰ میلی متر
۴	عرض بال	از ۴۶ تا ۲۲۰ میلی متر
۵	طول	۱۲ متر
۶	وزن ۱ متر	از ۶ تا ۱۲۲ کیلوگرم

تیرآهن چیست؟

تیرآهن از اساسی ترین مقاطع فولادی مورد استفاده در سازه های مختلف است. وظیفه اصلی تیرآهن، تحمل تنش های ناشی از نیروهای برشی و خمشی وارده بر سازه است و معمولا از آن در سازه های فلزی به عنوان ستون و پل استفاده می شود. از نظر شکل ظاهری، سطح مقطع کلیه تیرآهن ها به شکل I یا H ساخته می شود.

از پارامترهای مهم در تیرآهن ها نیز «بال» و «جان» تیرآهن است. همه تیرآهن ها دارای دو بال افقی و یک جان عمودی هستند. به قسمت اصلی تیرآهن، جان گفته می شود و بال ها، موازی با یکدیگر در دو انتهای تیرآهن قرار می گیرند. جان تیرآهن در برابر تنش برشی و بال ها در برابر لنگر خمشی مقاوم هستند. توصیه می کنیم برای آشنایی کامل تر با تیرآهن و انواع آن، مقاله زیر را مطالعه نمایید.

تیرآهن IPE چیست؟

به تیرآهن های I شکل که بال هایی موازی دارند و ضخامت بال ها در ابتدا و انتها یکسان است، تیرآهن های  IPE یا تیرآهن نیم پهن می گویند. نام های دیگر تیرآهن IPE که در سایر کشورها استفاده می شود «I-Beam» و «W-Shape» می باشد. در تیرآهن IPE ضخامت بال ها یکسان و ضخامت جان و بال در تمام طول آن ثابت است. همین ویژگی باعث شده این تیرآهن در مقایسه با انواع دیگر، محبوبیت بیشتری داشته باشد. ارتفاع استاندارد این محصول در بازه 80  الی ۶۰۰ میلی ‌متر قابل تولید است، اما در ایران، سایزهای متداول و پرکاربرد آن‌ ۱۲۰  تا ۳۰۰ میلی ‌متر می باشد.

تیرآهن IPE مطابق با استاندارد کشورهای اروپایی تولید می شود و بیشترین استفاده را در ساختمان سازی دارد. در ایران نیز به این دلیل که نقشه های ساختمانی معمولا بر اساس استاندارد اروپایی تهیه می گردد، این نوع تیرآهن بیشترین استفاده را در ساخت و ساز دارد.

نوع دیگر تیرآهن که در دسته تیرآهن های I شکل قرار می گیرد، تیرآهنINP  نام دارد؛ اما بال های این تیرآهن در ابتدا بسیار نازک بوده و ضخامت آن به سمت انتهای بال افزایش پیدا می کند، به طوری که اگر از سر تیرآهن به دقت به آن نگاه کنید، شیب ملایمی را در ضخامت بال ‌ها مشاهده خواهید نمود. تیرآهن‌ های وارداتی موجود در بازار ایران در شرایط کنونی از هر دو نوع استانداردIPE  و INP هستند. تیرآهن ‌های IPE وارداتی اکثرا مربوط به کشورهای لهستان، اسپانیا، آلمان و کشور کره می‌ باشند. البته تیر‌آهنINP  در ایران طرفداران زیادی ندارد و پیشنهاد بیشتر مهندسان و طراحان ساختمانی، تیر‌آهن IPE  است.

توصیه می کنیم برای آشایی بیشتر با تیرآهنINP  مقاله زیر را مطالعه نمایید.

تیرآهن IPE مخفف چیست؟

عبارت IPE برای این نوع تیرآهن مخفف عبارات زیر می باشد:

I-section beam= I   (نشان دهنده سطح مقطع تیرآهن)

parallel flanges = P (به معنی بال های موازی)

European = E (تولید شده بر اساس استاندارد UNI 5398 اروپا)

مشخصات تیرآهن  IPE و استانداردهای تولید

همانطور که گفتیم تیرآهن IPE یا تیرآهن نیم پهن، دارای سطح مقطعی شبیه به حرف I است و برخلاف تیرآهن  INP، ضخامت بال ها یکسان است. ثابت بودن ضخامت بال ها، مشخصه اصلی این نوع تیرآهن می باشد.

استاندارد ملی ایران برای ساخت تیرآهن IPE، استاندارد شماره ۱۷۹۱ با نام «تیرآهن گرم نوردیده بال نیم پهن موازی (I-2)» است. سایر استانداردهای جهانی ساخت تیرآهن IPE، شامل استانداردهای DIN 1025-5 وEN 10034 می باشند. تیرآهن IPE نسبت به سایر تیرآهن ها سبک تر است و بین قسمت های مختلف آن تناسب یکنواختی وجود دارد؛ به این صورت که هرچه جان تیر‌آهن افزایش یابد، به همان میزان ضخامت های بال و جان آن افزایش می یابد. ابعاد این محصول بر اساس پارامترهای زیر معرفی می شود.

• h نشان دهنده ارتفاع بال
• b نشان دهنده عرض بال‌ها
• s نشان دهنده ضخامت جان ها
• t نشان دهنده ضخامت بال ها

ابعاد تیرآهن  IPE

به طور کل، عددی که کنار نام تیرآهن آورده می شود نشان دهنده ارتفاع یا سایز تیرآهن است. به طور مثال، تیرآهن IPE 120 به معنی تیرآهن IPE با ارتفاع ۱۲۰ میلی متر می باشد؛ اما در معرفی ابعاد تیرآهن ها علاوه بر ارتفاع، مشخصاتی چون عرض و طول نیز استفاده می شوند. هر کدام از این مشخصه ها را در ادامه بیان می کنیم.

ارتفاع تیرآهن IPE: در ایران از سایز ۱۲۰ الی ۳۰۰ میلی متر تولید می شود (در بازار با سایز ۱۲ الی ۳۰ (سانتی متر) نیز شناخته می ‌شود). البته سایز جهانی تیرآهن IPE در بازه ۸۰ الی ۶۰۰ قابل تولید است.

عرض تیرآهن IPE: عرض این تیرآهن از ۴۶ الی ۲۲۰ میلی متر می باشد.

طول تیرآهن IPE: قابلیت تولید در طول ۸ الی ۱۶ متر را دارد، اما بیشترین تولید آن در طول ۱۲ متر است.

انواع تیرآهن IPE

تیرآهن IPE از جنبه های گوناگون قابل دسته بندی است که در ادامه به مهم ترین آن ها اشاره می کنیم.

انواع تیرآهن IPE از نظر کشور تولیدکننده

تیرآهن های IPE موجود در بازار به دو دسته IPE تولید داخل و IPE وارداتی قابل دسته بندی هستند. از آنجا که در ایران، تیرآهن  IPE تقاضای بیشتری نسبت به انواع دیگر دارد، بیشترین تولید کارخانه های نورد تیرآهن در داخل کشور نیز از نوع IPE و از سایز ۱۲ تا ۳۰ سانتی متر می باشد. سایر سایزهای تیرآهن IPE از کشورهایی مانند ترکیه، روسیه و کره وارد می شوند. در گذشته، این نوع تیرآهن از کشورهای آلمان، اسپانیا، لهستان نیز وارد می شد. همچنین، محصول کشورهای چین و روسیه شامل هر دو نوع استانداردIPE  و INP هستند. 

انواع تیرآهن IPE از نظر استاندارد تولید

تیرآهن های IPE تولید کشور از نظر استاندارد تولید، به دو دسته IPE معمولی و IPE سبک یا I7 تقسیم می شوند. در جدول زیر، مشخصات انواع تیرآهن IPE را مشاهده می نمایید.

انواع تیرآهن IPE از نظر ترکیبات شیمایی (گریدهای فولادی متداول تیرآهنIPE)

علاوه بر دسته بندی تیرآهن های IPE بر اساس کشور تولید کننده و استاندارد تولید، می توان آن ها را بر اساس ترکیباب استفاده شده در ساخت یا همان گریدهای فولادی نیز تقسیم بندی کرد. معمول ترین گریدهای فولادی برای ساخت این نوع تیرآهن در ایران، مشابه ترکیبات تیرآهن بال پهن و به صورت زیر می باشد:

• St37 یا S235
• ST44 یا S275
• ST52 یا S355

علاوه بر گریدهای فوق، در تیرآهن های اروپایی به طور معمول از گریدهای ضدزنگ نیز استفاده می شود. یکی از مزایای استفاده از گریدهای مختلف فولاد ضد زنگ برای ساخت تیرهایIPE ، انعطاف پذیری بالای ترکیبات گروه ضد زنگ است.  

 

مزایای استفاده از تیرآهن   IPE

استفاده از تیرآهن IPE نیز مانند سایر مقاطع فولادی دارای مزایایی است که در ادامه به آن ها اشاره می کنیم:

• استفاده گسترده در سازه های مرتفع
• اشغال فضای بسیار کمتر نسبت به بتن
• سهولت در نصب و اجرا

معایب استفاده از تیرآهن  IPE

علاوه بر مزایایی که در بالا به آن اشاره شد، این نوع تیرآهن دارای معایبی نیز می باشد از جمله:

• در دمای بالا مقاومت کمی دارد.
• شرایط جوی نامناسب، سبب فرسودگی و خوردگی آن می شود.

کاربرد تیرآهن  IPE

تیرآهن IPE از جمله المان هایی است که به عنوان تکیه گاه در سازه ها (به خصوص سازه های ساختمانی) استفاده می شود. این نوع تیرآهن، قادر به تحمل فشار زیادی است و یکپارچگی و پایداری سازه را تضمین می کند؛ اما به طور کلی، میزان ضخامت تیرآهن IPE، تعیین کننده نوع کاربردی است که برای آن مناسب تر است. به طور کل می توان گفت از انواع تیرآهن IPE در ساختمان به شکلستون، نعل درگاه، خرپا، تیر در سقف ها و پل های لانه زنبوری استفاده می شود. همچنین تیرهای فولادی ضد زنگIPE ، علاوه بر کاربرد در تجارت و صنعت، در ماشین آلات و تجهیزات نیز استفاده می شوند.

جدول وزن تیرآهن IPE (جدول اشتال تیرآهن IPE)

وزن تیرآهن، یکی از پارامترهای تاثیرگذار در انتخاب و خرید تیرآهن است. با توجه به ضخامت بال و جان، این مقطع فلزی وزن های مختلفی خواهد داشت. وزن استاندارد تیرآهن های مختلف را می توانید در جدول اشتال پیدا کنید. این جداول برای هر نوع تیرآهن، متفاوت بوده و مختص خود آن‌ تیرآهن می باشد. به طور مثال، جدول اشتال ipe با جدول اشتال تیرآهن IPB متفاوت است. جدول اشتال تیر IPE را در ادامه مشاهده می نمایید.

IPE

h mm

b mm

s mm

t mm

r mm

c mm

h-2c mm

A cm۲

G kg/m

Jx cm۴

Wx cm۳

ix cm

Jy cm۴

Wy cm۳

iy cm

a۱ mm

rT mm

۸۰

۸۰

۴۶

۳.۸

۵.۲

۵

۱۰.۲

۵۹

۷.۶۴

۶

۸۰.۱

۲۰

۳.۲۴

۸.۴۹

۳.۶۹

۱.۰۵

۶۳

۱۲.۲

۱۰۰

۱۰۰

۵۵

۴.۱

۵.۷

۷

۱۲.۷

۷۴

۱۰.۳

۸.۱

۱۷۱

۳۴.۲

۴.۰۷

۱۵.۹

۵.۷۹

۱.۲۴

۷۹

۱۴.۶

۱۲۰

۱۲۰

۶۴

۴.۴

۶.۳

۷

۱۳.۳

۹۳

۱۳.۲

۱۰.۴

۳۱۸

۵۳

۴.۹

۲۷.۷

۸.۶۵

۱.۴۵

۹۶

۱۶.۹

۱۴۰

۱۴۰

۷۳

۴.۷

۶.۹

۷

۱۳.۹

۱۱۲

۱۶.۴

۱۲.۹

۵۴۱

۷۷.۳

۵.۷۴

۴۴.۹

۱۲.۳

۱.۶۵

۱۱۲

۱۹.۳

۱۶۰

۱۶۰

۸۲

۵

۷.۴

۹

۱۶.۴

۱۲۷

۲۰.۱

۱۵.۸

۸۶۹

۱۰۹

۶.۵۸

۶۸.۳

۱۶.۷

۱.۸۴

۱۲۹

۲۱.۷

۱۸۰

۱۸۰

۹۱

۵.۳

۸

۹

۱۷

۱۴۶

۲۳.۹

۱۸.۸

۱۳۲۰

۱۴۶

۷.۴۲

۱۰۱

۲۲.۲

۲.۰۶

۱۴۵

۲۴

۲۰۰

۲۰۰

۱۰۰

۵.۶

۸.۵

۱۲

۲۰.۵

۱۵۹

۲۸.۵

۲۲.۴

۱۹۴۰

۱۹۴

۸.۲۶

۱۴۲

۲۸.۵

۲.۲۴

۱۶۲

۲۶.۴

۲۲۰

۲۲۰

۱۱۰

۵.۹

۹.۲

۱۲

۲۱.۲

۱۷۷

۳۳.۴

۲۶.۲

۲۷۷۰

۲۵۲

۹.۱۱

۲۰۵

۳۷.۳

۲.۴۸

۱۷۹

۲۹.۱

۲۴۰

۲۴۰

۱۲۰

۶.۲

۹.۸

۱۵

۲۴.۸

۱۹۰

۳۹.۱

۳۰.۷

۳۸۹۰

۳۲۴

۹.۹۷

۲۸۴

۴۷.۳

۲.۶

۱۹۶

۳۱.۸

۲۷۰

۲۷۰

۱۳۵

۶.۶

۱۰.۲

۱۵

۲۵.۲

۲۱۹

۴۵.۹

۳۶.۱

۵۷۹۰

۴۲۹

۱۱.۲

۴۲۰

۶۲.۲

۳.۰۲

۲۲۰

۳۵.۶

۳۰۰

۳۰۰

۱۵۰

۷.۱

۱۰.۷

۱۵

۲۵.۷

۲۴۸

۵۳.۸

۴۲.۲

۸۳۶۰

۵۵۷

۱۲.۵

۶۰۴

۸۰.۵

۳.۳۵

۲۴۵

۳۹.۵

۳۳۰

۳۳۰

۱۶۰

۷.۵

۱۱.۵

۱۸

۲۹.۵

۲۷۱

۶۲.۶

۴۹.۱

۱۱۷۷۰

۷۱۳

۱۳.۷

۷۸۸

۹۸.۵

۳.۵۵

۲۷۰

۴۲.۱

۳۶۰

۳۶۰

۱۷۰

۸

۱۲.۷

۱۸

۳۰.۷

۲۹۸

۷۲.۷

۵۷.۱

۱۶۲۷۰

۹۰۴

۱۵

۱۰۴۰

۱۲۳

۳.۷۹

۲۹۴

۴۴.۷

۴۰۰

۴۰۰

۱۸۰

۸.۶

۱۳.۵

۲۱

۳۴.۵

۳۳۱

۸۴.۵

۶۶.۳

۲۳۱۳۰

۱۱۶۰

۱۶.۵

۱۳۲۰

۱۴۶

۳.۹۵

۳۲۶

۴۷.۱

۴۵۰

۴۵۰

۱۹۰

۹.۴

۱۴.۶

۲۱

۳۵.۶

۳۷۸

۹۸.۸

۷۷.۶

۳۳۷۴۰

۱۵۰۰

۱۸.۵

۱۶۸۰

۱۷۶

۴.۱۲

۳۶۵

۴۹.۴

۵۰۰

۵۰۰

۲۰۰

۱۰.۲

۱۶

۲۱

۳۷

۴۲۶

۱۱۶

۹۰.۷

۴۸۲۰۰

۱۹۳۰

۲۰.۴

۲۱۴۰

۲۱۴

۴.۳۱

۴۰۴

۵۱.۸

۵۵۰

۵۵۰

۲۱۰

۱۱.۱

۱۷.۲

۲۴

۴۱.۲

۴۶۷

۱۳۴

۱۰۶

۶۷۱۲۰

۲۴۴۰

۲۲.۳

۲۶۷۰

۲۵۴

۴.۴۵

۴۴۲

۵۴

۶۰۰

۶۰۰

۲۲۰

۱۲

۱۹

۲۴

۴۳

۵۱۴

۱۵۶

۱۲۲

۹۲۰۸۰

۳۰۷۰

۲۴.۳

۳۳۹۰

۳۰۸

۴.۶۶

۴۸۱

۵۶.۵

تیرهای IPE چگونه ساخته می شوند؟

برای تولید تیرآهن IPE چندین روش وجود دارد که نورد گرم، متداول ترین آن هاست. در فرآیند تولید به روش نورد گرم، ابتدا شمش ها توسط یک جک هیدرولیکی در ردیف های مشخص به داخل کوره ها هدایت می شوند و کوره را در دمای ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد جهت نورد آماده می کنند. سپس شمش های پخته شده روی رول ها قرار می گیرند و به طرف مرحله رافینگ هدایت می شوند. در رافینگ، طی سه مرحله از قطر شمش ها کاسته و به طول آن ها افزوده می گردد. بعد از مرحله رافینگ، استندها یا قفسه های نورد قرار دارند که متشکل از ۱۰ الی ۱۸ استند با کالیبر مشخص می باشند. مرحله آخر نورد، قیچی متراژ (جهت برش محصولات تولید شده در طول های مشخص) به کار برده می شود. در نهایت، محصولات تولیدی، زیر گیوتین های بسته بندی به طول ۱۲ متر طبق استاندارد برش داده می شوند.

راهنمای خرید تیرآهن IPE

گاهی اوقات، خریداران درتشخیص IPE یا INP بودن محصول دچار مشکل می شوند. حتی پیش آمده است که پس از خرید تیرآهن و یا حتی بعد از مصرف آن در سازه، متوجه انتخاب اشتباه خود شده اند. این مسئله مخصوصا زمانی اهمیت خود را نشان می دهد که نقشه های ساختمانی بر اساس یک استاندارد خاص طراحی می شود، ولی در زمان ساخت سازه اشتباها از محصول با استاندارد دیگری استفاده می گردد. از آنجا که اکثر ساختمان های ساخته شده در کشور و متعاقبا اکثر نقشه های ساختمانی بر اساس استاندارد اروپایی است و تیرآهن های IPE نیز بر اساس همین استاندارد ساخته می شوند، شناخت کافی از این نوع تیرآهن در زمان خرید، اهمیت بسیاری دارد.

محصول کشورهای چین و روسیه نیز شامل هر دو نوع استانداردIPE  و INP هستند. به همین دلیل هنگام خرید، توجه کنید که واردات هر کشور مطابق با کدام استاندارد می باشد. داخل کشور نیز این نوع تیرآهن در کارخانه های مختلفی، مانند کارخانه های ذوب آهن اصفهان، جهان فولاد غرب، آریان فولاد، شاهین بناب، ظفر بناب، فولاد یزد و … تولید می گردد؛ اما تفاوت زیادی در کیفیت و قیمت محصولات کارخانه های مختلف دیده می شود. در حال حاضر می توان گفت تیرآهن های تولیدی ذوب آهن اصفهان از نظر وزن و کیفیت، نزدیک ترین مقدار به جدوال استاندارد را دارند. هنگام خرید تیرآهن ذوب آهن نیز توجه داشته باشیدکهمشخصه بارز آن ها وجود آرم ESCO  در یک طرف (بال) تیر آهن می باشد.

علاوه بر کارخانه سازنده، وزن هر شاخه، نوع و جنس آلیاژها و همچنین استانداردهای به کار رفته، از دیگر موارد مهم و موثر بر قیمت تیرآهن ipe می ‌باشند. نهایتا اینگونه می توان گفت که در زمان خرید تیرآهن (به ویژه تیرآهن های IPE)، دقت کافی در مورد شکل ظاهری، مشخصات تیرآهن، کارخانه تولید کننده و کیفیت آن داشته باشید. همچنین با توجه به پیچیدگی هایی که خرید تیرآهن دارد، می توانید برای اطمینان از خرید خود از کارشناسان این حوزه کمک بگیرید. شرکت آهن ملل به منظور برآوردن نیازهای شما مصرف کنندگان عزیز، امکان خرید تیرآهن را به هر دو صورت تلفنی و آنلاین فراهم کرده است. برای این منظور، کارشناسان آهن ملل در تمام مراحل استعلام قیمت و خرید تیرآهن کنار شما هستند.

نکات تکمیلی خرید تیرآهن IPE

علاوه بر نکات گفته شده در این مقاله، هنگام خرید تیرآهن، نکات زیر را نیز در نظر داشته باشید.

• عرضه تیرآهن به دو صورت شاخه ‌ای و کیلویی صورت می ‌پذیرد.
• پرکاربردترین نوع تیرآهن، سایزهای ۱۴، ۱۶ و ۱۸ است.
• برندهای ذوب آهن، فایکو، آرین، یزد، بناب و گروه ملی اهواز از مهم ترین کارخانه ‌های تولید کننده تیرآهن به شمار می‌ آیند.

بررسی و مقایسه تیرآهن IPE وINP

از آنجا که هر دو نوع تیرآهن IPE و INP از جمله تیرآهن های I شکل هستند، بررسی و شناخت تفاوت های آن ها کمک به سزایی در تشخیصشان خواهد داشت. تفاوت اصلی این دو نوع تیرآهن در شکل ظاهری بال های آن هاست؛ به طوری که اگر از قسمت بالای تیرآهن IPE به سطح مقطع آن نگاه کنیم، می بینیم ضخامت بال های آن از سر بال تا محل اتصال بال به جان، کاملا یکنواخت است. اما اگر از سطح مقطع تیرآهن INP به آن نگاه کنیم، مشاهده می کنیم ضخامت بال های آن از سر بال به سمت محل اتصال بال به جان، با شیب ملایمی افزایش می یابد. همچنین تیرآهن های IPE در مقایسه باINP ها، ضخامت جان کمتر و عرض بال بیشتری دارند.

تیرآهن های IPE به «تیر نوع اروپایی» یا «پروفیل نرمال» نیز مشهور هستند. توصیه می کنیم برای آشنایی بیشتر و دانستن جزئیات دقیق تر از تفاوت انواع تیرآهن ها مقاله زیر را مطالعه نمایید.

سخن آخر

تیرآهن IPE به عنوان یک مقطع رایج و ثابت در ساخت و سازها مورد استفاده قرار می گیرد. این تیرآهن به «تیر باریک» نیز معروف است و طبق استانداردهای اروپا تولید می شود. از نظر ظاهر، بر خلاف تیر INP، قسمت بال آن کاملا دارای ضخامت یکسان است که همین ویژگی باعث محبوبیت آن شده است. این تیرآهن ها در صنعت ساخت و ساز، از جمله ساخت خرپا، نعل درگاه، پل های لانه زنبوری و غیره کاربرد دارد.

سوالات متدوال تیرآهن IPE از معرفی تا بررسی مشخصات آن