عوامل مؤثر بر محاسبه تحمل بار تیرآهن

محاسبه تحمل بار تیرآهن به فاکتورهای گوناگونی بستگی دارد و با استفاده از جداول به خوبی می توان متوجه میزان تحمل هر تیرآهنی شد.

تیرآهن از مصالح مهم صنعت ساختمان می باشد که استحکام و پایداری سازه را تحمل می کند. بارهای وارده به ساختمان همواره تهدیدی برای کیفیت و دوام ساختمان بوده اند. بتن پیش تنیده، یکی از مصالحی است که برای مقابله با بارهای وارده به ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد و با تنش های کششی مقابله می کند. این مسئله موجب می شود که تنش های کششی که همواره موجب آسیب دیدگی و ترک خوردگی سقف و دیوارها می شوند، دفع شوند و نتوانند به سازه آسیبی وارد کنند.

تیرآهن، دیگر مصالحی است که مسئول مقابله با بارهای ساختمان می باشد. اما هر مصالحی از جمله تیرآهن تا میزان مشخصی می تواند با بارهای وارده به ساختمان مقابله کند. حالا می خواهیم بررسی کنیم که میزان تحمل بار توسط این مصالح در ساختمان چقدر است.

اهمیت محاسبه تحمل بار تیرآهن

مهندس سازه با بررسی موارد مختلف مانند میزان دقیق بارهای وارده به سازه سعی می کند که طول عمر سازه را پیش بینی کرده و اقدامات لازم را برای افزایش طول عمر سازه انجام دهد. هر باری که بر سازه اثرگذار است باید درنظر گرفته شود. بعد از تعیین میزان هر یک از بارها باید اقدامات لازم برای کاهش تأثیرگذاری آنها بر کیفیت و مقاومت سازه انجام شود.

بدین منظور به دانستن میزان ظرفیت تیرآهن در برابر بار نیاز می باشد. این کار باید بر اساس محاسبات خاصی صورت بگیرد. بارهایی که به سازه وارد می شوند به طور کلی به دو دسته بار زنده و بار مرده تقسیم می شوند.

بارهای مرده و بارهای زنده وارده به ساختمان

قبل از تعیین روش محاسبه تحمل بار تیرآهن با بارهای زنده و مرده ساختمان آشنا می شویم. بارهای مرده دارای میزان ثابتی هستند و موقعیت قرارگیری آنها تغییر نمی کند. بارهای مرده شامل مواردی از قبیل وزن اسکلت و وزن بخش هایی از ساختمان هستند که بخش لاینفک ساختمان می باشند. بار مرده سازه، هنگامی ایجاد می شود که طراحی سازه به پایان رسیده باشد و اندازه بخش های مختلف ساختمان تعیین شده باشد.

بارهای زنده بارهایی هستند که در طول پروسه بهره برداری از ساختمان، جابه جایی و تغییر محل آنها محتمل می باشد. هر نوع باری که جزء بارهای مرده به حساب نمی آید، بار زنده تلقی می شود. بارهای زنده شامل بارهای کف، بارهای برف و یخ، باران، بار ترافیک پل، بارهای ضربه ای، بارهای جانبی و بارهای افقی می باشند.

چگونگی محاسبه تحمل بار تیرآهن

برای تولید تیرآهن بر اساس استانداردهای ملی و بین المللی حتماً به میزان تحمل بار آن توجه می شود. با بهره گیری از جداول خاص می توان تحمل تیرآهن را محاسبه نمود. سپس بر اساس تحمل بار هر تیرآهنی باید تیرآهن مناسب با آن پروژه را انتخاب نمود.

چگونگی قرارگیری تیرآهن بر روی تکیه گاه و بارگذاری آنها از فاکتورهایی هستند که در محاسبه تحمل بار تیرآهن ، مهم شمرده می شود. چرا که ظرفیت تحمل و تاب بار تیرهای فرعی و اصلی با یکدیگر فرق دارد.

استفاده از جداول، بهترین راهکار برای تعیین محاسبه تحمل بار تیرآهن می باشد. روش دیگر محاسبه تحمل بار بدین صورت است که از فرمول محاسبه توان تیرآهن که در کتاب های مقررات ملی ساختمان درج شده است، استفاده نمود.

فاکتورهای مؤثر بر میزان تاب بار تیرآهن

مهمترین فاکتورها در تعیین تاب بار تیرآهن ها عبارتند از:

• نوع تیرآهن و تناسب آن با سازه: تیرآهن ها با خصوصیات مختلفی ساخته می شوند. با دقت به مشخصات فیزیکی تیرآهن، ترکیبات شیمیایی و خواص مکانیکی آنها می توان از میزان تاب و توانایی آنها در برابر بار تا حدودی اطمینان حاصل نمود.
• ضد زنگ بودن تیر یا استفاده از رنگ های ضد اکسیداسیون: ضد زنگ بودن تیرآهن موجب افزایش تاب و توانایی تیرآهن در برابر بارها می شود. تیرآهنی که در برابر آهن به درستی مقاوم نشده باشد، حتماً اکسید می شود و کیفیت خود را زود از دست می دهد. در نتیجه نمی تواند در برابر بار مقاومت کند.
• رعایت کیفیت تولید و استانداردهای مصوب: تیرآهن هایی که بر اساس استاندارد تولید شوند قطعاً در محاسبه تحمل بار تیرآهن ، بیشترین میزان را خواهند داشت. استاندارد بودن تیرآهن، فاکتور بسیار مهمی باشد.
• کیفیت مواد اولیه تولید آهن: مواد اولیه ای که برای تولید تیرآهن به کار می رود، در تعیین میزان مقاومت آن در برابر بار اثرگذار می باشد. شمش هایی که از سنگ آهن تولید شده اند با شمش هایی که از ضایعات آهن تولید شده اند، تفاوت کیفیتی زیادی دارند.
• ابعاد تیرآهن: طول تیرآهن، ابعاد سطح مقطع و … در میزان مقاومت تیرآهن در برابر بار اثرگذار هستند. هر اندازه تیرآهن بزرگتر باشد، تحمل بیشتری در برابر بار از خود نشان می دهد.

انواع تیرآهن پرمصرف و تحمل بار آنها

وزن و سایز تیرآهن از جمله فاکتورهایی هستند که در محاسبه تحمل بار تیرآهن بسیار اثرگذار هستند. در ساختمان سازی بیشتر از تیرآهن های 12، 14، 16 و 18 استفاده می شود. میزان مقاومت هر یک از این تیرآهن ها در برابر بار متفاوت می باشد.

• تیرآهن 12: بیشترین استفاده از سایز 12 مختص به تیرآهن IPE است. وزن یک شاخه این تیرآهن تقریباً 125 کیلوگرم می باشد. این تیرآهن در نقاطی که زیاد در معرض بار نیستند به کار می رود.
• تیرآهن 14: این تیرآهن از تیرآهن 12 سنگین تر می باشد. وزن هر تیرآهن 14 از نوع IPE تقریباً 155 کیلوگرم می باشد. همچنین وزن این تیرآهن در نوع هاش سبک معادل با 296 و در نوع هاش سنگین معادل با 404 کیلوگرم است. این تیرآهن برای سقف و تیر فرعی به کار می رود.
• تیرآهن 16: در محاسبه تحمل بار تیرآهن مشخص می شود که این تیرآهن دارای مقاومت بیشتری از تیرآهن 14 و 12 است. این تیرآهن برای ستون اصلی به کار می رود.
• تیرآهن 18: این تیرآهن قادر به تحمل بارهای اصلی و فشارهای وارده به سازه های چندین طبقه است و بیشترین تحمل بار را دارا می باشد و به خوبی قادر است اثر بارهای وارده را به پی ساختمان و زمین انتقال دهد. به همین دلیل برای ساخت سازه های بلند از تیرآهن 18 استفاده می شود.