امروزه تیرهای لانه زنبوری در سازه ساختمان ها، پل ها و کشتی ها کاربرد زیادی دارند. از آن جهت که تیرهای به وجود آمده بعد از جوشکاری شبیه به شش ضلعی های کندوی زنبور عسل می شد نام لانه زنبوری را برای آن تیرها برگزیدند. در ساخت سازه های فولادی، تیرآهن لانه زنبوری به دلیل داشتن ظرفیت و سختی خمشی بالا، وزن کم و صرفه اقتصادی به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرند و به عنوان تیرهای اصلی و فرعی برای حمل بارهای ثقلی و حتی به صورت تیرهای اصلی در قاب های خمشی مقاوم در مقابل بارهای جانبی مورد استفاده قرار گرفته اند.
استفاده از تیر لانه زنبوری در سالن ورزشی و سازه ساختمانی
البته شایان ذکر است که آیین نامه های جدید فولادی استفاده از تیر لانه زنبوری را در قاب های خمشی ممنوع کرده و در قاب های مفصلی صرفا می توان در دهانه های غیر مهاربند شده استفاده کرد. علت این امر را بدین گونه در نظر گرفت که در قاب های خمشی و تیرهای موجود در دهانه های مهاربندی شده با توجه به حضور و وجود نیروهای ناشی از زلزله در اعضا نیروهای ویژه ای به وجود می آید که تیرهای لانه زنبوری ممکن است قادر به تحمل این نیروها نباشند.
یکی از مثال های ساده که برای این منظور در نظر داشت بدین صورت است که تحقیقات انجام گرفته در مورد رفتار تیرهای لانه زنبوری نشان داده است که یکی از مودهای خرابی مهم برای این تیرها مودهای کمانشی می باشد. اما با توجه به این نوع از خرابی و توجه به اینکه لانه زنبوری کردن تیرها باعث افزایش ارتفاع تیر شده و وجود نیروی زلزله و نیروی محوری که به تیر وارد می شود باعث می شود تا تیر لانه زنبوری شده مشابه یک خط T شکل که از بغل به آن نیروی جانبی وارد شده است کمانش کند و ضعف موجود در ماهیت این تیرها در برابر کمانش باعث شود تیرها در وضعیت خرابی قرار گیرند، همین طور می توان اظهار داشت که وارد شدن نیروی زلزله باعث می شود تا در تیرها نیروهای برشی با مقدار زیاد تولید شود که این موضوع هم با توجه به اینکه در این گونه تیرها جان مقطع سوراخ می باشد که طبیعتا باعث می شود تا سطح مقطعی که قرار است در برابر نیروهای برشی کاسته شود پس مد شکست مشکل آفرین باشد. از این جهت است که استفاده این تیرها در دهانه هایی که نیروی زلزله بر آن ها اثر می گذارد چندان مطلوب به نظر نمی رسد. جهت اطلاع از کاربرد تیرآهن لانه زنبوری می توانید به مقاله مربوطه در سایت مراجعه نمایید.
همان طور که گفته شد سطح مقطع برشی در تیرهای با جان باز کمتر از تیرهای معمولی می باشد که برای برطرف کردن این نقیصه معمولا در نزدیکی تکیه گاه ها که نیروهای متمرکز وجود دارد سوراخ های مجاور تکیه گاه ها را با ورق پر می کنند که این امر باعث می شود سطح مقطع برشی مورد نیاز به نحوه مطلوبی تامین شود. همین طور در حالتی که بار متمرکز در روی تیر موجود باشد همین روند یعنی جوش دادن ورق در اطراف سوراخ زیر بار متمرکز را می توان انجام داد.
تقویت سوراخ ها با استفاده از ورق
البته طبق اصول تحلیل سازه ها گمان می رود که با افزایش طول دهانه مورد استفاده میزان صرفه جویی اقتصادی از جهت به کار بردن تیرهای لانه زنبوری افزایش یابد. چرا که در دهانه های بلندتر شرایط کلی حاکم بر وضعیت تیر به صورت خمشی است در حالی که اگر دهانه تیر کوتاه تر باشد نیروهای برشی حاکم بر وضعیت تیر خواهند بود و در نظر گرفتن این نکته که عمده مزیت تیرهای لانه زنبوری در افزایش ظرفیت خمشی می باشد و چنانچه اشاره شد در برش با مشکلاتی روبرو هستند بنابراین استفاده از این تیرها در دهانه های با طول زیاد نظیر نمایشگاه ها، استادیوم های ورزشی و پارکینگ ها از لحاظ اقتصادی به صرفه می باشد.
استفاده از تیر لانه زنبوری در سازه پل
یکی از مزایای عمده سوراخ بودن جان تیر این است که می توان لوله های تاسیساتی را از درون این سوراخ ها رد کرد و بنابراین دیگر نیازی به استفاده از سقف های کاذب برای پوشش دادن این لوله ها نمی باشد. همین امر طبیعتا باعث می شود تا ارتفاع سقف ها کاهش یابد که باعث بار مرده و نتیجتا هزینه های نهایی می شود. جهت اطلاع از قیمت تیرآهن می توانید به لینک مربوطه در سایت مرکزآهن مراجعه نمایید.
کاهش ارتفاع سقف به دلیل استفاده از تیر لانه زنبوری
البته شایان ذکر است که لانه زنبوری کردن تیرها با مزایای خوبی که عمدتا اقتصادی می باشند دارای معایبی نیز هستند که عمدتا این معایب مدهای شکست متفاوت با تیرهای معمولی هستند که فرآیند طراحی را دچار مشکل می کند چرا که روابط موردنیاز برای کنترل های لازم به منظور جلوگیری از شکست و خراب شدن تیر تحت بارهای وارده به طور کلی متفاوت بوده و طراحان را با مشکل روبرو می کند. خصوصا از این جهت که با رشد روزافزون نرم افزارهای تحلیل و طراحی و استفاده مهندسین از این دست نرم افزارها، عدم توانایی این نرم افزارها در مدل کردن صحیح این گونه تیرها و همچنین عدم کنترل روابط طراحی موردنیاز برای این تیر باعث شده که مهندسین از روش های تقریبی که قطعا قابل اطمینان و اتکا نمی باشند استفاده کنند. همین امر باعث شده تا اکثر مهندسین از تیرهای لانه زنبوری به عنوان تیرچه های فرعی در سقف ها استفاده کنند و کمتر به عنوان تیرهای اصلی مورد استفاده قرار می گیرند.
نتیجه گیری
در آخر می توان گفت استفاده از تیر آهن زنبوری در صورت رعایت ضوابط مربوطه محدودیت خاصی نداشته و تنها باید به صورت اصولی و در شرایط مربوط به خود مورد استفاده قرار گیرد در غیر این صورت همچون همه مقاطع ضرر آفرین خواهد بود و این امری کاملا بدیهیست. امید می رود با رعایت اصول و ضوابط مربوطه شاهد ساخت و سازهایی مطابق با آیین نامه مقررات ملی ساختمان و کاهش خرابی های ناشی از استفاده غیر اصولی مصالح باشیم.