لانه زنبوری کردن یا شبکه کردن تیرآهن
لانه زنبوری کردن یا شبکه کردن تیرآهن
تیرآهن لانه زنبوری یا شبکه ای، یک نوع ویژه از تیرآهن است که برای استفاده در سازه ها طراحی شده است. نام این نوع تیرآهن از ساختار آن گرفته شده است. در اصل، تیرآهن ها پس از تهیه و علامت گذاری، از بخش های خاصی برش می خورند. سپس دو بخش برش خورده به یکدیگر جوش داده می شوند تا تیرآهن لانه زنبوری شکل گیرد. در این نوع تیرآهن، حفره های خالی وجود دارند که به همین دلیل ظاهر آن شبیه به لانه زنبور عسل است. هدف اساسی از تیرآهن لانه زنبوری، به عنوان یکی از مقاطع فولادی قدرتمند، افزایش مقاومت آن در برابر نیروهای خمشی است. با استفاده از تیرآهن لانه زنبوری، می توان به صورت همزمان استحکام بیشتری را با وزن کمتری در مقایسه با تیرآهن های دیگر داشت. ساختار منحصر به فرد تیرآهن لانه زنبوری، این امکان را می دهد که با کمترین وزن ممکن، استحکام بیشتری در مقابل نیروهای خمشی را تحمل نماید.
ساخت تیرآهن لانه زنبوری یا شبکه ای
برای تولید و شکل دهی تیرآهن لانه زنبوری یا شبکه ای، دو روش وجود دارد: روش اول برش پانیر و روش دوم برش لتیسکا.
- در روش برش پانیر، ابتدا یک نمودار طولی از تیرآهن ترسیم می شود. سپس سطح آن بر اساس یک الگوی شطرنجی ایجاد می شود و با استفاده از محاسبات هندسی، تیرآهن لانه زنبوری شکل می گیرد.
- در روش برنول ، بدون نیاز به ذوب و حرارت، تیرآهن با استفاده از برش سرد شکل می گیرد و این روش به نام برش سرد برنول هم شناخته می شود.
- روش گیوتین نیز به عنوان یکی از روش های پرکاربرد برای برش تیرآهن مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش، تیرآهن از یک طرف وارد دستگاه می شود و با عبور از تیغه برش، شکل داده می شود و سپس قطعات تیرآهن از طرف دیگر دستگاه خارج می شوند.
مزایای تیرآهن لانه زنبوری یا شبکه ای
تیرآهن لانه زنبوری یا شبکه ای با ویژگی های منحصر به فرد خود، مزایای ویژه ای در ارتقای استحکام سازه ها ارائه می دهد که در این بخش به آن ها می پردازیم.
- استفاده از تیرآهن لانه زنبوری، مدول مقطع و ممان انرژی سازه را افزایش می دهد. این ویژگی به سازه امکان می دهد تا نیروهای خمشی را بهبود بخشیده و استحکام بیشتری به سازه اعطا کند.
- تیرآهن لانه زنبوری با ساختار خاص خود، مقاومت خمشی سازه را بهبود می بخشد. استفاده از این نوع تیرآهن به سازه اجازه می دهد نیرو ها و لحظه های خمشی را بهبود داده و عملکرد بهینه تری داشته باشد.
- تیرآهن لانه زنبوری دارای مقاومت خمشی بالاتری نسبت به سایر تیرآهن ها است. این ویژگی باعث می شود که سازه قادر باشد بارهای سنگین و شرایط ویژه را بهبود بخشیده و عملکرد بهتری داشته باشد.
- به کارگیری تیرآهن لانه زنبوری از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است. استفاده از این نوع تیرآهن به تقلیل هزینه ها در ساخت و سازها کمک می کند و بازدهی بیشتری از سرمایه گذاری را فراهم می سازد.
- کاهش وزن: تیرآهن لانه زنبوری با توانایی افزایش استحکام و مقاومت، همچنین کاهش وزن نسبت به تیرآهن های سنتی، از مزایای مهمی برخوردار است. این امر به کاهش بار زنده و بار مرده بر سازه ها و پایه ها منجر می شود.
معایب تیرآهن لانه زنبوری یا شبکه ای
استفاده از تیرآهن لانه زنبوری مزایا و محدودیت های خود را دارد. در اینجا به برخی از معایب یا مسائلی که در مورد استفاده از این نوع تیرآهن وجود دارد، اشاره می کنیم.
- وجود حفره ها: تیرآهن لانه زنبوری حاوی حفره هایی است که می توانند منجر به تنش های برشی در نقاط اتصال تیر به ستون یا به تیر فرعی (تیر زیرین) به تیر لانه زنبوری شوند. برای رفع این معضل، بعضی از این حفره ها با ورق های فلزی پر می شوند و جوش می شوند تا اتصال بعدی پل به ستون یا تیر فرعی به تیر لانه زنبوری به درستی انجام شود.
- محدودیت در کاربری: تیرهای لانه زنبوری برای استفاده در سازه ها ممکن است فقط به عنوان پل در یک دهانه یا به عنوان پل ممتد مناسب باشند. این محدودیت می تواند در طراحی سازه ها تاثیر بگذارد.
- اهمیت اتصالات: اتصالات تیرآهن لانه زنبوری نقش کلیدی و تعیین کننده ای در انتقال بارها و نیروها از یک عضو به عضو یا اعضای دیگر ایفا می کنند. اشتباه در اجرای عملیات جوشکاری می تواند به مقاومت کلی سازه آسیب برساند.
- لهیدگی: در نواحی که بار متمرکز وجود دارد، به‌خصوص در نزدیکی تکیه گاه ها، کنترل لهیدگی اهمیت بیشتری دارد. زیرا این نواحی مقاطع حساس تری نسبت به سایر نقاط دارند. با این حال، می توان با استفاده از ورق های تقویتی به عنوان راه حل، این نقص ها را برطرف کرد.
- محدودیت های مکانیکی: تیرآهن لانه زنبوری در مقایسه با تیرهای دارای جان توپر دارای ضریب اطمینان کمتری است. اما از آنجایی که دارای مزایای منحصر به فردی است، همچنان در بسیاری از کارهای ساختمانی به عنوان یک گزینه معتبر مورد استفاده قرار می گیرد.
- تغییر شکل پذیری: خصوصیت های هندسی تیرهای لانه زنبوری به نحوی است که تحت تاثیر تغییرات لنگر خمشی، تغییر شکل های ثانوی برشی اتفاق می افتد و تغییر مکان جانبی سازه تحت تاثیر نیروهای جانبی ناشی از زلزله را به نمایش می گذارد.
- تمرکز تنش: در نواحی نزدیک به سوراخ ها، تمرکز تنش و شدت بالا در حوضه های تنشی وجود دارد، که ملاحظات خاصی را در طراحی برای مقابله با اثرات خستگی در اثر زلزله به دنبال دارد.
- تنوع مسائل گسیختگی: گونه های مختلف مسائل گسیختگی در تیرهای لانه زنبوری، از جمله انحناء مختل کمانش کلی، موضعی، مکانیسم محتمل پلاستیک و شکست وجود دارند. این مسائل نیازمند طراحی دقیق و اجرای صحیح هستند.
نتیجه گیری
بدین ترتیب، تیرآهن لانه زنبوری یا شبکه ای با مزایای چشمگیر خود به یک گزینه ارزشمند و مورد توجه در زمینه ساختمان سازی تبدیل شده است. این نوع تیرآهن با استحکام بالا و امکانات طراحی و ساخت چندگانه، منابعی را برای مهندسان سازه و معماران ایجاد می کند.
