تیرآهن هاش یا تیرآهن H چیست؟

تیرآهن هاش یا تیرآهن H از نظر کیفی، دوام و مشخصات فنی در بین سایر انواع تیرآهن، بهترین است. شکل ظاهری یا سطح مقطع این تیرآهن شباهت زیادی به حرف انگلیسی H دارد. انواع تیرآهن هاش شامل تیرآهن هاش سبک، سنگین و فوق سنگین تقسیم‌بندی می‌شود. مهم‌ترین کاربرد تیرآهن H مربوط به صنعت ساختمان‌سازی، برج‌سازی، دکل‌های مخابراتی، کشتی، سازه‌های مدرن و بسیاری موارد دیگر است. برای خواندن ادامه مطلب، مجله کارآهن را دنبال کنید.

تیرآهن هاش چیست؟

تیرآهن هاش، یکی از انواع مقاطع فولادی-سازه‌ای با سطح مقطع H شکل است که معمولا به عنوان یک عنصر باربر برای تحمل بارهای سنگین و ایجاد پایداری سازه در ساختمان‌ها و سایر سازه‌ها استفاده می‌شود.

شکل H این نوع تیرآهن در مقایسه با سایر انواع تیرآهن‌ها، استحکام بیشتری را  برای سازه‌ها به وجود می‌آورد. در ضمن مواد اولیه این محصول بسته به نوع کاربرد، شامل فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم است. 

تاریخچه تیرآهن هاش

تیرآهن هاش در اوایل قرن بیستم توسط مهندس ژاپنی، دکتر تاکئو یاماگوچی ساخته شد. او به دنبال راهی برای ساخت پل‌های مستحکم و پایداری بود که بتواند در برابر زلزله و سایر بلایای طبیعی مقاومت کند. به طوری که یاماگوچی متوجه شد که تیرآهن معمولی (I) که در آن زمان به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفت، به اندازه کافی قوی نیست که بتواند نیازهای مد نظر او را برآورده سازد.

دکتر یاماگوچی ایده نوع جدیدی از تیرآهن را مطرح کرد که دارای فلنج پهن‌تر و جان نازک‌تر نسبت به تیرآهن I بود. این تیرآهن جدید توانست بارهای سنگین‌تر را بدون احتمال خمیدگی یا شکسته شدن تحمل کند. او اختراع جدید خود را به دلیل شکل متمایزش، به عنوان تیرآهن H یا هاش نامگذاری کرد.

در سال‌های بعد، انواع تیرآهن هاش به طور گسترده در ژاپن برای ساخت پل‌ها، ساختمان‌ها و سایر سازه‌ها مورد استفاده قرار گرفت و بعدها توسط مهندسان و معماران کشورهای دیگر از جمله ایالات متحده و اروپا پذیرفته شد.

امروزه تیرآهن هاش یکی از پرکاربردترین انواع تیرآهن‌های فولادی در سراسر جهان به حساب می‌آید. آن‌ها به دلیل استحکام، دوام و تطبیق‌پذیری، کاربرد زیادی دارند و برای پشتیبانی از طیف گسترده‌ای از سازه‌ها مانند ساختمان‌های مسکونی کوچک تا سازه‌های تجاری و صنعتی بزرگ استفاده می‌شوند.

انواع تیرآهن هاش

۱. تیرآهن هاش سبک (HEA~IPBL)

تیرآهن هاش سبک از فولاد با کیفیت بالا ساخته شده که در برابر خوردگی و سایر خطرات مانند سایش و پارگی مقاوم است. این محصول اغلب در ساختمان‌سازی، پل‌ها و کاربردهای صنعتی که نیاز به تحمل بارهای سنگین دارند، استفاده می‌شود.

نام «HEA» به استاندارد اروپایی EN اشاره دارد که الزامات مقاطع فولاد سازه‌ای نورد گرم با مقطع H شکل را مشخص می‌کند. همچنین عدد زیر HEA به ارتفاع تیرآهن بر حسب میلی‌متر اشاره دارد. به عنوان مثال، یک تیرآهن HEA ۳۰۰ دارای ارتفاع ۳۰۰ میلی‌متر است.

تیرآهن هاش سبک به گونه‌ای طراحی شده است که وزن سبک و نصب آسانی دارد و در عین حال سطح بالایی از استحکام و دوام را ارائه می‌دهد. این محصول همچنین در ساخت نیم طبقه و سایر ساختمان‌های مرتفع نیز استفاده می‌شود.

۲. تیرآهن هاش سنگین (HEB~IPB)

تیرآهن هاش سنگین یا HEB معمولا در ساخت پل‌ها، ساختمان‌ها و سایر سازه‌های بزرگ که به استحکام و دوام بالایی نیاز است، استفاده می‌شود. آن‌ها در اندازه‌ها و ابعاد مختلف با ضخامت فلنج‌ها و قطرهای متنوع متناسب با کاربردهای مختلف، در دسترس هستند.

تیرآهن HEB یک محصول بادوام و مقاوم در برابر خوردگی است و وزن نسبتا سنگینی دارد. یکی از مزایای تیرآهن هاش سنگین تطبیق‌پذیری آن‌ها است. به طوری که می‌توان این نوع محصولات فولادی را در طیف گسترده‌ای از کاربردها شامل تیرآهن باربر ساده تا چارچوب‌های ساختاری پیچیده استفاده کرد.

با این حال، یکی از معایب بالقوه تیرآهن HEB، گران بودن آن است. به ویژه اگر نیاز به ساخت سفارشی جهت مطابقت با نیازهای خاص داشته باشد. آن‌ها همچنین به دلیل وزن سنگین و سطح سخت، به راحتی نصب نمی‌شوند و در برخی از محیط‌های ساختمانی، چالش‌ به وجود می‌آورند.

۳. تیرآهن هاش فوق سنگین (HEM~IPBV)

تیرآهن هاش فوق سنگین که به عنوان تیرآهن‌های HEM یا IPBV نیز شناخته می‌شود، نوعی تیر فولادی مخصوص سازه است که شباهت زیادی به تیرآهن‌های نوع HEB دارد؛ با این تفاوت که دارای سطح مقطع بیشتر و ظرفیت باربری بالاتری است.

تیرآهن HEM معمولا از فولاد با کیفیت بالا ساخته می‌شود که بادوام و مقاوم در برابر خوردگی هستند. یکی از مزایای اصلی تیرآهن هاش فوق سنگین، ظرفیت باربری بالای آن‌ها است. آن‌ها قادر به تحمل بارهای بسیار سنگین و مقاومت در برابر تنش‌های بالا هستند؛ به طوری که این نوع محصولات را برای استفاده در پروژه‌های سازه‌ای در مقیاس بزرگ مانند پل‌ها، ساختمان‌های بلند و تاسیسات صنعتی مناسب می‌کند.

نصب تیرآهن HEM نیز به دلیل طراحی ساده، فرآیند نصب نسبتا آسانی دارد. همچنین آن‌ها را می‌توان به راحتی پیچ و مهره کرد یا در جای خود جوش داد. با این حال، یکی از معایب بالقوه تیرآهن HEM وزن آن‌ها است که می‌تواند فرآیند نصب آن‌ها را در برخی از محیط‌های ساختمانی چالش برانگیز کند.

در نتیجه، تیرآهن هاش فوق سنگین به دلیل اندازه و ظرفیت باربری بیشتر، گرانتر از سایر انواع تیرآهن‌های فولادی در نظر گرفته می‌شوند. 

نحوه تولید تیرآهن هاش

1. آماده‌سازی مواد اولیه: اولین مرحله آماده‌سازی مواد اولیه شامل بیلت یا بلوم فولادی است. این مواد ابتدا از نظر کیفیت بررسی و سپس برای ذوب شدن به کوره منتقل می‌شوند.
2. ذوب و نورد: پس از طی شدن فرآیند ذوب بیلت یا بلوم، از یک سری غلتک عبور داده می‌شوند تا سطح مقطع آن‌ها به شکل H دربیاید. این فرآیند به عنوان نورد گرم شناخته می‌شود که به فولاد اجازه می‌دهد بدون از دست دادن استحکام یا دوام خود، به شکل مورد نظر تبدیل گردد.
3. خنک کاری و برشکاری: پس از اتمام فرآیند نورد گرم، تیرآهن هاش سرد شده و به طول دلخواه بریده می‌شود. این کار معمولا با استفاده از اره مکانیکی مخصوص یا ابزار برش صورت می‌گیرد.
4. عملیات سطحی: تیرآهن هاش ممکن است تحت عملیات سطحی قرار گیرد تا نه تنها مقاومت کافی در برابر خوردگی پیدا کند بلکه از نظر ظاهری، شکل مطلوبی به خود بگیرد. این مرحله شامل فرآیندهایی مانند گالوانیزه کردن و رنگ‌آمیزی است.
5. کنترل کیفیت: پس از تکمیل فرآیند تولید تیرآهن H، این محصول از نظر کیفیت، استانداردها و مشخصات فنی شامل آزمایش استحکام، دوام و… بررسی می‌شود.

استاندارد تیرآهن هاش

وقتی با این پرسش مواجه می‌شویم که انواع تیرآهن هاش چیست، مهم‌ترین موضوع آگاهی از استانداردهای تولید این محصول است. انواع تیرآهن هاش بر اساس استانداردهای بین المللی مانند ASTM A۳۶ ،JIS G۳۱۰۱ SS۴۰۰ ،DIN ۱۰۲۵-۲ و EN ۱۰۰۲۵-۲ تولید می‌شوند. این استانداردها، الزامات متناسب برای ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و ابعاد این محصول را مشخص می‌کند.

به عنوان مثال، ASTM A۳۶ یکی از مشخصات استاندارد برای فولاد کربنی است که اشکالی مانند تیرآهن هاش را پوشش می‌دهد. طبق این استاندارد، تیرآهن H باید حداقل مقاومت تسلیم ۳۶ ksi (یا ۲۵۰ مگاپاسکال) و حداقل مقاومت کششی ۵۸ ksi (یا ۴۰۰ مگاپاسکال) داشته باشد. ابعاد این محصول مانند ارتفاع، عرض و ضخامت فلنج نیز در استاندارد مشخص شده است.

به طور مشابه، JIS G۳۱۰۱ SS۴۰۰ یک استاندارد صنعتی متعلق به ژاپن است که شامل تیرآهن هاش نیز می‌شود. طبق این استاندارد، تیرآهن باید حداقل مقاومت تسلیم ۲۳۵ مگاپاسکال و حداقل مقاومت کششی ۵۱۰-۴۰۰ مگاپاسکال داشته باشد.

علاوه بر این استانداردها، بسته به کشور یا منطقه‌ای که تیرآهن در آن تولید می‌شود، ممکن است استانداردهای ملی یا بین المللی دیگری نیز وجود داشته باشد. با این وجود، پیروی از استانداردهای اشاره شده برای اطمینان از اینکه تیرآهن هاش دارای خواص و ابعاد مورد نیاز جهت بهره‌برداری در صنایع مختلف است، یک الزام به حساب می‌آید.

ویژگی‌های تیرآهن هاش

۱- ارتفاع (H)

ارتفاع تیرآهن از بالا تا پایین فلنج‌ها اندازه‌گیری می‌شود. ارتفاع تیرآهن هاش یا همان جان، ضخیم است.

۲- عرض (B)

عرض تیرآهن از بیرون یک فلنج تا بیرون فلنج دیگر اندازه‌‎گیری می‌شود. همچنین این محصول را می‌توان برای دهانه‌های تا ۱۰۰ متر استفاده کرد. در ضمن تیرآهن هاش در اندازه و ارتفاع مختلف ساخته می‌شود.

۳- ضخامت (t۱)

ضخامت مقطع عمودی تیرآهن هاش مد نظر است.

۴- ضخامت فلنج (t۲)

ضخامت مقاطع افقی تیرآهن هاش به فلنج معروف است. این نوع تیرآهن دارای لبه پخ‌دار است که در آن سه قطعه فلز می‌توانند کنار هم قرار بگیرند. در واقع، این محصول به عنوان یک قطعه فولادی ثابت، از لبه‌های مورب به هم متصل، تشکیل شده است.

۵- سطح مقطع

تیرآهن هاش دارای بال وسیع‌تر و سطح مقطع بیشتری نسبت به تیرآهن معمولی است. مساحت بیشتر در سطح مقطع تیرآهن هاش، استحکام بالای آن را نشان می‌دهد.

۶- ممان اینرسی

اندازه‌گیری مقاومت تیرآهن H در برابر خمش، بر اساس سطح مقطع و فاصله آن از محور خنثی محاسبه می‌شود.

۷- مدول الاستیسیته

اندازه‌گیری سختی تیرآهن نشان‌دهنده نسبت تنش به کرنش تحت بار اعمال شده است.

۸- جرم بر متر

وزن تیرآهن H در واحد طول، معمولا بر حسب کیلوگرم بر متر محاسبه می‌شود. در ضمن تیرآهن هاش بسیار سنگین‌تر از تیرآهن معمولی است؛ به این معنی که می‌تواند نیروی بیشتری را تحمل کند. همچنین میانگین وزن این محصول بیشتر از تیرآهن معمولی است؛ یعنی می‌تواند نیروی بیشتری را در کاربردهای مورد نظر تحمل کند.

مزایا و معایب تیرآهن هاش

مزایای تیرآهن هاش عبارتند از:

1. مواد اولیه: این نوع تیرآهن از مواد اولیه مرغوب ساخته شده که در نتیجه طول عمر بالایی برای این محصول به وجود می‌آورد.
2. نسبت استحکام به وزن بالا: تیرآهن H از فولاد با استحکام بالا ساخته شده‌ است که به این محصول اجازه می‌دهد تا علی‌رغم وزن کم، بارهای سنگین را تحمل کند.
3. طیف گسترده‌ای از اندازه‌ها: تیرآهن H در طیف گسترده‌ای از اندازه‎‌ها تولید می‎شود؛ که آن‌ها را به عنوان یک محصول فولادی همه کاره و سازگار با پروژه‌های مختلف ساختمانی تبدیل می‌کند.
4. شکل یکنواخت: این محصول دارای شکل یکنواخت است که زمینه اتصال به سایر اجزای سازه را تسهیل می‌کند.
5. جوشکاری راحت: جوشکاری تیرآهن هاش نسبتا ساده‌تر از تیرآهن معمولی است.
6. مونتاژ آسان: مونتاژ و نصب تیرآهن هاش آسان است؛ به همین دلیل در زمان ساخت و ساز آن صرفه‌جویی صورت می‌گیرد.
7. حمل و نقل آسان: حمل‌ و نقل تیرآهن از یک مکان به مکان دیگر، چالش چندانی ندارد.
8. عدم نیاز به نگهداری ویژه: تیرآهن هاش نیاز به نگهداری ویژه ندارد.

معایب تیرآهن هاش عبارتند از:

1. حساس به خم شدن: این تیرآهن مستعد خم شدن تحت بارهای سنگین است که در صورت عدم پشتیبانی مناسب می‌تواند باعث از افت کیفیت آن‌ها شود.
2. محدود در زمینه دسترسی: تیرآهن هاش ممکن است به سادگی در برخی مناطق قابل دسترس نباشد.
3. برای سازه‌های منحنی مناسب نیست: تیرآهن‌های H برای استفاده در سازه‌های منحنی مناسب نیستند و به همین دلیل می‌تواند استفاده از آن‌ها را در طر‌ح‌های معماری خاص محدود سازد.
4. هزینه: به دلیل استحکام بالا و طیف وسیعی از اندازه‌ها، هزینه تمام شده این محصول بیشتر از سایر انواع مقاطع فولادی است.

کاربرد تیرآهن هاش

۱. ساختمان سازی

در اینجا به برخی از کاربردهای رایج انواع تیرآهن هاش در صنعت ساختمان‌سازی اشاره می‌کنیم:

• قاب ساختمان: تیرآهن H معمولا به عنوان قاب در ساخت و سازهای تجاری و مسکونی استفاده می‌شوند. آن‌ها علاوه بر تحمل بارهای سنگین، ساختار محکم و پایداری برای ساختمان فراهم می‌کنند.
• نیم طبقه: از این محصول می‌توان برای نگهداشتن نیم طبقه در ساختمان‌های تجاری و صنعتی استفاده کرد. آن‌ها همچنین یک موقعیت پایدار برای ذخیره‌سازی یا فضای کاری اضافی به وجود می‌آورند.
• تجهیزات صنعتی: تیرآهن H اغلب در ساخت تجهیزات صنعتی مانند جرثقیل و بالابر استفاده می‌شود؛ به طوری که می‌توانند به عنوان پایه‌ای مستحکم برای این نوع تجهیزات عمل کنند.
• دیوارهای حائل: برای ساخت دیوارهای حائل از تیرآهن H استفاده می‌شود. آن‌ها به علت ایجاد یک ساختار محکم و پایدار برای دیوار، می‌توانند وزن خاک پشت آن را تحمل کنند.

۲. خرپا

خرپا چارچوبی متشکل از یک سری اشکال مثلثی است که برای پشتیبانی از سقف، پل یا سازه‌های دیگر استفاده می‌شود. در ادامه به برخی از کاربردهای رایج تیرآهن H در ساخت خرپا اشاره می‌کنیم.

• سقف: برای ساخت تکیه‌گاه اصلی یک خرپای سقف می‌توان از تیرآهن هاش استفاده کرد. تیرآهن H پایه‌ای محکم و پایدار برای خرپا فراهم می‌کند؛ به طوری که می‌تواند بارهای سنگین مانند برف یا باد را تحمل سازد.
• پل: از تیرآهن H می‌توان برای ساخت تکیه‌گاه اصلی یک خرپای پل استفاده کرد. این محصول نه تنها مسافت‌های طولانی را پوشش دهد بلکه ساختاری قدرتمند برای پل به وجود می‌آورد.
• برج: از تیرآهن هاش برای ساخت تیرهای نگهدارنده اصلی یک خرپای برج استفاده می‌شود. تیرآهن H می‌تواند وزن برج و هر وسیله یا آنتن نصب شده روی آن را تحمل کند.
• جرثقیل خرپایی: از این محصول می‌توان در ساخت تیرهای نگهدارنده اصلی یک خرپای جرثقیل استفاده کرد. تیرآهن H وزن جرثقیل و بار آن را تحمل می‌کند.

۳. برج سازی

برج‌ها، سازه‌های بلندی هستند که برای اهداف مختلف مانند منازل مسکونی و تجاری، دکل‌های مخابرات و توربین‌های بادی استفاده می‌شوند. در اینجا به برخی از کاربردهای رایج تیرآهن هاش در ساخت برج اشاره می‌کنیم:

• دکل‌های مخابرات: تیرآهن هاش می‌تواند وزن برج و هر وسیله یا آنتن نصب شده روی آن را تحمل کند.
• برج‌های دیدبانی: این محصول قابلیت تحمل وزن برج و هر عرشه یا سکوی دیدبانی را دارد.
• برج‌های توربین بادی: تیرآهن H می‌تواند وزن برج و پره‌های توربین بادی را تحمل کند.
• دکل‌های انتقال برق: وزن برج و خطوط انتقال برق را تحمل می‌کند.

۴. پالایشگاه

تیرآهن هاش در ساخت پالایشگاه به عنوان جزء اصلی سازه استفاده می‌شود. پالایشگاه‌ها تاسیسات صنعتی هستند که برای فرآوری نفت خام به سایر فرآورده‌ها مانند بنزین، سوخت دیزل و… مورد استفاده قرار می‌گیرند. در اینجا به برخی از کاربردهای رایج تیرآهن H در ساخت پالایشگاه اشاره می‌کنیم:

• لوله انتقال نفت: تیرآهن هاش، وزن لوله‌ها و تجهیزاتی که برای حمل و نقل نفت خام استفاده می‌شوند را تحمل می‌کند.
• تکیه‌گاه تجهیزات پالایشگاه نفتی: تیرآهن هاش در زمینه پشتیبانی از تجهیزات بزرگ پالایشگاه مانند ستون‌های تقطیر و مبدل‌های حرارتی کاربرد دارد.
• سکوهای نفتی پالایشگاه: تیرآهن H قابلیت ایجاد ساختاری قدرتمند و پایدار برای کارگران جهت دسترسی به تجهیزات و انجام تعمیر و نگهداری سکوهای نفتی را دارد.
• ساختمان‌های فولادی: تیرآهن H برای ساخت ساختمان‌های فولادی پالایشگاه مانند اتاق‌های کنترل، آزمایشگاه‌ها و تاسیسات ذخیره‌سازی کاربرد دارد. 

۵. پل و تونل

تیرآهن هاش معمولا در ساخت پل و تونل به عنوان جزء اصلی سازه استفاده می‌شود. در اینجا به  برخی از کاربردهای رایج این محصول در ساخت پل و تونل اشاره می‌کنیم:

• تیرهای پل: تیرآهن H را می‌توان به عنوان تیرهای تکیه‌گاه اصلی پل استفاده کرد. 
• تیرهای تکیه‌گاه تونل: تیرآهن هاش وزن تونل، وسایل نقلیه و تجهیزات به کار رفته در تونل را تحمل می‌کند.

تفاوت تیرآهن هاش با سایر تیرآهن‌ها

تفاوت اصلی تیرآهن هاش با سایر محصولات هم خانواده در سطح مقطع آن‌ها است. این محصول به شکل حرف انگلیسی H است که با دو فلنج موازی (افقی) و یک شبکه عمودی (عنصر مرکزی) متصل می‌شود.

تیرآهن H به طور کلی قوی‌تر از سایر انواع تیرآهن‌ است؛ زیرا وزن بار را در طول خود به طور مساوی تقسیم می‌کند. به طوری که زمینه را برای جلوگیری از خمش و تغییر شکل محصول به وجود می‌آورد.

فلنج‌های عریض تیرآهن H نیز پشتیبانی بهتری نسبت به سایر محصولات مشابه فراهم می‌سازد؛ در نتیجه این نوع محصولات را برای استفاده در قاب‌های ساختمانی، پل‌ها و سایر سازه‌ها، مناسب می‌نماید.

بهترین تولیدکنندگان تیرآهن هاش در ایران

مهم‌ترین تولیدکنندگان انواع تیرآهن هاش در ایران شامل شرکت‌هایی مانند:

• ذوب آهن اصفهان
• نورد فولاد یزد
• گروه ملی صنعتی فولاد ایران
• فولاد غرب
• فایکو
• ظفر بناب
• شاهین بناب
• فولاد ناب تبریز

است. برای اطلاع از قیمت به روز و نحوه خرید تیرآهن هاش تولید شده در داخل کشور، به وب سایت کارآهن مراجعه کنید. 

کلام آخر

وقتی سطح مقطع بیلت یا بلوم از طریق عملیات ذوب و نورد گرم به شکل حرف انگلیسی H دربیاید، اینجاست که ما با تیرآهن هاش مواجه می‌شویم که از نظر دوام و مقاومت، گزینه بهتری نسبت به سایر انواع تیرآهن است. برای کسب اطلاعات بیشتر، با ما تماس بگیرید. گروه کارشناسان ما در وب سایت کارآهن، آماده پاسخگویی به سوالات شما عزیزان هستند.