قوطی یا تیرآهن؟ استفاده از کدام یک در سازه فولادی بهتر است؟
رپرتاژآگهی – در سازه‌های فلزی از عناصر بسیاری استفاده می‌شود و همان‌طور که از نام این سازه مشخص است، بیشتر این عناصر فولادی هستند. قبل از ساخت و نصب یک سازه فولادی ابتدا باید با قطعات و اتصالات مصرفی آن‌ها آشنا شوید. ۲ مورد از مهم‌ترین قطعه‌هایی که در اسکلت فلزی از آن‌ها استفاده می‌شود، قوطی پروفیل (قوطی ستونی) و تیرآهن هستند. اینکه استفاده از کدام مقطع برای سازه بهتر است را در ادامه به شما خواهیم گفت.
قوطی پروفیل چیست و چه کاربردی دارد؟
قوطی پروفیل یا قوطی ستونی یک مقطع استوانه تو خالی است که به ۲ دسته قوطی ستونی ساختمانی و قوطی ستونی صنعتی تقسیم می‌شود. قوطی ستونی ساختمانی مربعی شکل بوده و دارای ضخامت ۲ تا ۶ میلی‌متر است که بیشتر در ساخت ستون ساختمان و ساخت اسکلت‌های فلزی بسیار بزرگ کاربرد دارد.
قوطی ستونی صنعتی نیز دارای ضخامت بیش از ۶ میلی‌متر است که به دلیل ضخامت بالاتر وزن سنگین‌تری داشته و معمولاً از آن در ساخت سوله و انبارهای عظیم استفاده می‌شود.
چرا در سازه فلزی باید از قوطی استفاده کرد؟
استفاده از قوطی مزایای بسیاری دارد که همین امر موجب می‌شود تا از این مقطع فولادی در سازه‌های فلزی استفاده زیادی شود؛ مهم‌ترین دلایلی که شما را مجاب می‌کند تا از قوطی در سازه فولادی استفاده کنید شامل: مقاومت بالا نسبت به وزن، مقاومت بالا در برابر پیچش، سطح کیفیت و جوش‌پذیری بالا و شکل‌پذیری مناسب می‌شود.
استفاده از قوطی ستونی برای اسکلت فلزی چه محدودیت‌هایی دارد؟
اگر قصد ساخت ساختمان چند طبقه را دارید، استفاده از پروفیل طبق آئین‌نامه ملی ساختمان امکان‌پذیر نیست. به بیان دیگر، در محل اتصال تیر به ستون در ساختمان‌های چندطبقه، باید داخل مقطع ستون، ورق پیوستگی یا ورق مضاعف به منظور تقویت ستون قرار بگیرد که به دلیل عدم دسترسی به داخل مقطع، این امر امکان‌پذیر نیست.
بنابراین استفاده از قوطی فقط در ساختمان‌های یک طبقه مجاز بوده و بهتر است در صورت استفاده از آن برای ساختمان‌های یک طبقه، داخل آن را برای استحکام بیشتر و افزایش مقاومت در برابر زلزله، با بتن پر کنید. دقت داشته باشید در سازه‌هایی که در آن از قوطی استفاده می‌کنید، نوسانات قیمت پروفیل آهن می‌تواند هزینه‌های ساخت اسکلت فلزی با قوطی را تغییر دهد.
آشنایی با کاربرد تیرآهن در سازه فلزی
تیرآهن کاربردهای بسیار متعددی در صنعت ساختمان دارد؛ مهم‌ترین کاربرد آن نیز در ساخت اسکلت فلزی در بخش‌هایی چون خرپا، بیم‌های به کار برده شده در سقف، پایه و زیرساخت‌های پل است. تیرآهن یا تیر، در ۲ نوع فرعی و اصلی در اسکلت‌های فلزی به کار برده می‌شود؛ تیرهای اصلی به ستون متصل می‌شوند و وظیفه اصلی آن‌ها انتقال بار تیرهای فرعی به ستون است. تیرهای فرعی نیز به صورت افقی به ستون و با هدف انتقال بار، به آن‌ها متصل می‌شوند. مهم‌ترین مزایایی که اسکلت فلزی با تیرآهن دارد به صورت زیر است:
- امکان استفاده برای سازه‌های چند طبقه
- امکان اتصال قطعات
- امکان توسعه سازه
- پیش‌ساخته بودن بیشتر قطعات
با توجه به این بخش حتماً به این نتیجه رسیده‌اید که مهم‌ترین قسمتی که باید هنگام ساخت اسکلت فلزی با استفاده از تیرآهن به آن توجه کنید، قیمت تیرآهن است. در ادامه با کاربرد تیرآهن در بخش‌های مختلف سازه آشنا خواهید شد.
کاربرد تیرآهن در ستون
تیرآهن‌ها از لحاظ استانداردهای مختلف دارای ۴ نوع تیرآهن معمولی (ipe)، تیرآهن بال‌پهن (ipb)، تیرآهن بال‌پهن شیب‌دار (inp) و تیرآهن لانه‌زنبوری (cnp) هستند. از تیرآهن‌های بال‌پهن یا همان هاش (H) در ستون‌ها و برای سازه‌های چندین طبقه استفاده می‌شود که با جوشکاری یا پیچ کردن قطعات فولادی دیگر مثل نبشی، به یکدیگر متصل می‌شوند.
هنگام استفاده از تیرآهن برای ستون اسکلت‌های چند طبقه، باید ستون‌ها به یکدیگر متصل شوند و ستون طبقه آخر از سقف آن بیرون بزند.
کاربرد تیرآهن در کفی ستون
کفی‌های ستونی صفحاتی فولادی هستند که ضخامت‌های مختلفی دارند. سطح این کفی‌ها دارای سوراخ‌کاری بوده که اتصال آن‌ها از طریق پیچ صورت می‌گیرد؛ توجه داشته باشید که اندازه این سوراخ‌ها باید از پیچ‌ها بزرگ‌تر باشد تا اتصال کفی به ستون به بهترین نحو ممکن صورت گیرد.
کاربرد تیرآهن در اسکلت فلزی به عنوان شاه تیر
شاه تیر یا تیر اصلی یک عضو مهم در اسکلت‌های فولادی است که به صورت افقی در بالای ستون‌ها توسط نبشی به یکدیگر متصل می‌شوند؛ دلیل استفاده از شاه تیر، نگهداری تیرک‌های میانی هر طبقه است.
برای تیرک‌های میانی چه نوع تیرآهنی استفاده می‌شود؟
تیرک‌های میانی از لحاظ ظاهری از شاه‌تیرها کوچک‌تر هستند و به عنوان یک میانجی به ستون متصل می شوند. برای تیرک‌ها معمولاً از تیرآهن IPE استفاده می‌شود؛ طراحی تیرک‌های میانی بدین صورت است که باید تیرک را بین بال‌های بالا و پایین روی محور شاه تیر ببندید.
در پاسخ به سؤال «استفاده از قوطی در سازه فلزی بهتر است یا تیرآهن؟» باید بگوییم که در سازه‌های فلزی که ستون نیاز به مقاومت در برابر ممان اینرسی در دو محور دارد، استفاده از قوطی ستونی مناسب بوده و در بخش‌هایی از سازه فلزی که نیاز به استفاده از تیر است، تیرآهن‌های معمولی که حول محور اصلی ممان اینرسی بالایی دارند، مناسب‌تر هستند. اما نکته مشترکی که در استفاده از هر یک از این قطعات وجود دارد، این است که مهم‌ترین عامل مؤثر در هزینه کل ساخت پروژه اسکلت فلزی، قیمت آهن است که نوسانات آن می‌تواند قیمت تمام شده سازه را متغیر سازد.