نحوه محاسبه باربری انواع سایز تیرآهن + جدول
نحوه محاسبه باربری تیرآهن یکی از مهمترین فاکتورهایی است که در حین ساختمان‌سازی باید به آن توجه کرد. از آنجایی که تیرآهن در سایزهای مختلفی تولید می‌شود، ظرفیت یکسانی را نمی‌توان برای آن در نظر گرفت. البته محاسبه این مورد، کار خیلی ساده‌ای نیست و مهندس ساختمان باید آن را بر اساس بعضی از فرمول‌ها انجام دهد.
بنابراین ما قصد داریم در این مطلب، محاسبه باربری تیرآهن را به همراه فرمول و جدول مورد نیاز ارائه کنیم. در ادامه همراه وبلاگ آیرومارت باشد.
انواع بارهای وارده بر سازه‌ها
پیش از آن‌که بخواهیم درباره نحوه محاسبه باربری تیرآهن صحبت کنیم، ابتدا باید انواع بارهای وارده بر سازه را بشناسید. به طور کلی، بارهای وارده بر انواع سازه و تیرآهن را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:
۱. بار مرده
بارهایی که مقدار ثابتی دارند و موقعیت آنها عوض نمی‌شود را بار مرده می‌نامند. بارهای مرده شامل وزن اسکلت ساختمان و وزن بخش‌ها و اجزای ساختمانی است که جز اصلی سازه محسوب میشوند. به عنوان مثال در سازه‌های فولادی، وزن اسکلت‌های فولادی، دیوارها، کف، سقف، لوله‌کشی، اتصالات، سرویس‌های بهداشتی و مانند آن نیز بار مرده به شمار می‌روند. بار مرده سازه پس از اتمام طراحی سازه و انتخاب ابعاد قسمت‌های مختلف ساختمان مشخص می‌شود.
در ضمن، تخمین بار مرده سازه را می‌توان بر اساس جداول و جزئیات معماری حساب کرد. برای وزن مخصوص قسمت‌های مختلف ساختمان می‌توانید به استاندارد شماره ۵۱۹ موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران مراجعه نمایید. یک طراح مجرب بار مرده را با دقت بالایی تخمین می‌زند و می‌تواند با یک تخمین درست از محاسبات مکرر اجتناب کند.
۲. بار زنده
بارهای زنده، بارهایی محسوب میشوند که در حین بهره‌برداری از ساختمان می‌توان آنها را جابه‌جا کرد و تغییر داد. به بیان دیگر، بارهای غیر مرده به عنوان بارهای زنده طبقه‌بندی میشوند. بار زنده به معنای تمام بارهای موثری است که در اثر استفاده و بهره‌برداری از ساختمان به آن تحمیل می‌شود. نمونه‌هایی از بارهای زنده عبارت‌اند از:
- بار کف
- برف و یخ
- باران
- بار ترافیک پل
- بار ضربه‌ای
- بار جانبی
- بار افقی
به طور کلی بارهای زنده را می‌توان به دو گروه تقسیم کرد:
- بارهای ثابت اما متحرک مانند اثاثیه منزل و تجهیزات اداری، بارهای زنده با سرعت کم مانند وزن افراد و حیوانات و … را بارهای ثابت می‌گویند.
- بارهای زنده با اثر قابل توجه، مثل ماشین، آسانسور و جرثقیل را بارهای ضربه‌ای می‌نامند.
میزان تحمل بار تیرآهن
ظرفیت تحمل بار حداکثر، باری است که می‌توان قبل از تغییر شکل یا ایجاد خرابی تیرآهن به آن وارد کرد. بر اساس استانداردهای موجود، تیرآهن در ابعاد و مقاطع مختلف تولید می‌شود. به طور کلی طول هر شاخه تیرآهن معادل ۱۲ متر است. مشخصات هر تیر در جدول مخصوصی به نام جدول اشتال تیرآهن آورده می‌شود. مهندسان سازه از این جدول جهت طراحی استفاده می‌کنند.
تیرآهن‌ها که از دو بال در طرفین و مقطعی به نام جان تشکیل میشوند، تکیه‌گاه اصلی و اولیه سازه‌ها به حساب می‌آیند. بنابراین واضح است که بارها و فشارهای اصلی ناشی از انواع نیروهای کششی و فشاری اعم از بار جانبی، قائم و محوری را تحمل می‌کنند. بنابراین وظیفه انتقال این نیروها به پی، دیواره‌ها، ستون‌ها و زمین را بر عهده دارند.
تیرآهن‌ها در انواع مختلفی ساخته میشوند که گاهی به تنهایی و گاهی در سازه‌ها به صورت چندتایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. رایج‌ترین انواع تیرآهن موجود در بازار عبارت‌اند از:
- IPE: این بر اساس استانداردهای ایران و اروپا ساخته می‌شود و ضخامت بال از ابتدا تا انتها یکسان است. از نوع نیمه عریض و با ارتفاع جان ۸۰ تا ۶۰۰ میلی‌متر ساخته میشوند و به آنها تیرآهن I می‌گویند.
- INP: طبق استانداردهای روسیه و چین تولید می‌شود که ضخامت بال‌ها با فاصله گرفتن از جان، کاهش می‌یابد. این تیرها به عنوان تیرآهن معمولی شناخته میشوند و با قطرهای ۸۰ تا ۶۰۰ میلی‌متر ساخته میشوند.
- IPB: تیرهای هاش (H) بال پهن محسوب میشوند و عموما اندازه جان و بال در آنها مساوی است. این تیرآهن با ارتفاع ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی‌متر موجود است که قوی‌ترین نوع این محصول به شمار می‌رود.
- CPE: از برش و جوش مجدد تیرآهن‌های دیگر ساخته می‌شود، به لانه زنبوری معروف است و با اندازه جان ۱۲۰ تا ۹۰۰ میلی‌متری به فروش می‌رسد.
با توجه به توضیحاتی که داده شد، به دلیل وزن بیشتر، ضخامت بیشتر و بال‌های بزرگتر، ظرفیت باربری نوع هاش نسبت به سایر انواع تیرآهن بیشتر است. نوع IPB برای ساخت پل‌ها، ساختمان‌های چند طبقه، سازه‌های سنگین و مکان‌های تحت تاثیر بارهای سنگین استفاده می‌شود.
عوامل موثر بر ظرفیت باربری تیرآهن
پیش از محاسبه باربری تیرآهن ابتدا باید شناخت کاملی از عوامل موثر بر این موضوع داشته باشید. زیرا این فاکتور اهمیت زیادی در بخش لجستیکی شرکت‌ها دارد. ما پیش‌تر درباره اینکه لجستیک چیست صحبت کرده‌ایم و پیشنهاد می‌کنیم این مطلب را مطالعه کنید.
عوامل زیادی در باربری تیرآهن اثر دارند که بعضی از مهمترین آنها شامل موارد زیر میشوند:
۱. محاسبه دقیق میزان بار
برای اینکه بتوان از مصالح مناسب در حین ساخت پروژه استفاده کرد، شناخت شرایط پیرامون سازه ضروری است. تیرآهن‌ها نوعی از مقاطع محسوب میشوند که وزن اصلی سازه را تحمل می‌کنند. بنابراین اندازه‌گیری دقیق وزن و فشار وارده به مقطع تیر بسیار مهم و ضروری است. با توجه به این مساله می‌توان تعداد تیرآهن‌های مناسب و در تناژ تقریبی را تخمین زد. با داشتن وزن، قیمت تیرآهن امروز را می‌توان محاسبه کرد.
تولیدکنندگان این محصولات فلزی، تمامی مشخصات فیزیکی و شیمیایی محصولات خود مانند مقاومت در برابر کشش و تنش را در آزمایشگاه اندازه‌گیری کرده و در زمان فروش در اختیار مشتریان قرار می‌دهند. مهندسان می‌توانند با بررسی و محاسبه شرایط اولیه پروژه، مناسب‌ترین مصالح را خریداری کنند.
۲. رعایت اصول استاندارد و شرایط تولید محصول
یکی از عوامل موثر در کیفیت مصالح، رعایت استانداردهای کیفی در فرآیند تولید آنها است. تیرآهن‌های ساخته شده بر طبق استانداردهای بین المللی، دقت ابعاد و کیفیت بالایی دارند که به افزایش طول عمر و استقامت سازه کمک زیادی می‌کند.
۳. کیفیت مواد اولیه مصرفی
بیشتر مصنوعات فلزی، از شمش‌های فولادی، بیلت یا بلوم ساخته میشوند. کیفیت مواد اولیه تاثیر زیادی بر استحکام و استقامت آهن دارد. استفاده از بلوم، ورق سیاه یا شمش فولادی در تولید تیرآهن بسیار حائز اهمیت است. بلوم از ذوب شدن مجدد ضایعات آهنی به دست می‌آید و کیفیت این مواد بازیافتی بر کیفیت محصول تولید شده تاثیر می‌گذارد. همچنین ضدزنگ بودن آهن می‌تواند در افزایش طول عمر این محصول داشته باشد.
۴. استفاده درست از اندازه، تعداد و نحوه قرارگیری تیرآهن
با افزایش سایز تیرآهن، ظرفیت تحمل بار آن نیز افزایش می‌یابد. شکل، طول، ابعاد و ضخامت جان و بال می‌تواند تاثیر زیادی در تحمل بار داشته باشد. در ضمن رعایت تعداد، چیدمان صحیح و قرارگیری صحیح آهن بر روی تکیه‌گاه، می‌تواند از رسیدن آسیب احتمالی به سازه جلوگیری کرده و ظرفیت باربری تیرآهن را افزایش دهد. در ضمن، شما می‌توانید جهت باربری تیرآهن از خدمات حمل بار آیرومارت استفاده کنید.
نحوه محاسبه باربری تیرآهن
برای محاسبه باربری تیرآهن، ابتدا باید از جدول ویژگی‌های فنی تیرآهن (یا جدول وزن متری تیرآهن) استفاده کنید تا وزن و عرض و ضخامت تیرآهن را به دست آورید. سپس با استفاده از فرمول‌های مربوط به بار و استفاده از ضرایب ایمنی و استانداردهای مربوط به طراحی و محاسبه سازه‌ها، می‌توانید باربری تیرآهن را محاسبه کنید.
فرمول محاسبه باربری تیرآهن برای بار مرده عبارت است از:
Qd = A x L x Gd
که در آن:
- Qd = بار مرده (کیلوگرم)
- A = مساحت تیرآهن (متر مربع)
- L = طول تیرآهن (متر)
- Gd = ضریب بار مرده
فرمول محاسبه باربری تیرآهن برای بار زنده عبارت است از:
Ql = A x L x G1 x G2 x G3
که در آن:
- Ql = بار زنده (کیلوگرم)
- A = مساحت تیرآهن (متر مربع)
- L = طول تیرآهن (متر)
- G1 = ضریب بار زنده استاندارد (معمولا ۱.۵)
- G2 = ضریب کارایی برای طراحی بهینه سازی شده (معمولاً ۱.۲)
- G3 = ضریب ایمنی (معمولاً ۱.۵)
مثلا اگر بخواهیم باربری تیرآهن برای بار مرده با ضریب بار مرده ۱.۲ و بار زنده با ضرایب ۱.۵، ۱.۲ و ۱.۵ را محاسبه کنیم، بار مرده و بار زنده به صورت زیر محاسبه میشوند:
۱. بار مرده
Qd = A × L × Gd = 0.1 متر× ۰.۰۱۵ متر× ۳ متر× ۱.۲ = ۰.۰۰۵۴ تن
۲. بار زنده
Ql = A × L × G1 × G2 × G3 = 0.1 متر × ۰.۰۱۵ متر × ۳ متر × ۱.۵ × ۱.۲ × ۱.۵ = ۰.۰۲۲۹۵ تن
حال فرض کنید که می‌خواهید باربری یک تیرآهن با عرض ۱۰ سانتیمتر و ضخامت ۱.۵ سانتیمتر و طول ۳ متر را محاسبه کنید. از آنجایی که به وزن تیرآهن نیاز دارید، با استفاده از جدول ویژگی‌های فنی تیرآهن می‌توانید وزن تیرآهن را به صورت زیر محاسبه می‌کنیم:
مساحت تیرآهن = وزن تیرآهن × طول تیرآهن × چگالی تیرآهن
با توجه به جدول ویژگی‌های فنی تیرآهن، وزن تیرآهن برای سایز ۱.۵ *۱۰ سانتیمتر که ۳ متر طول دارد، به صورت زیر محاسبه می‌شود:
وزن تیرآهن = ۰.۱ متر× ۰.۰۱۵ متر × ۳متر ۷.۸ × کیلوگرم/مترمکعب
که نهایتا این عدد برابر است با: ۳.۵۳ کیلوگرم
در جدول وزن تیرآهن در وبسایت آیرومارت می‌توانید مشخصات مربوط به هر سایت را مشاهده فرمایید.
خرید انواع تیرآهن از آیرومارت
با توجه به موارد عنوان شده، تیرآهن در انواع سایزها و مدل‌ها تولید می‌شود و قیمت آن بر اساس سایز تغییر می‌کند. شما می‌توانید قیمت تیرآهن ۱۶، قیمت تیرآهن اصفهان امروز، قیمت تیرآهن ۱۸ و اندازه‌های دیگر را به همراه نمودار تغییرات قیمت در سایت آیرومارت بررسی کنید. در ضمن، جهت کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید با شماره ۰۲۱۴۵۳۰۶ تماس بگیرید و توسط کارشناسان مجرب راهنمایی شوید.
