شاه تیرها به عنوان عناصر اصلی سازه، وظیفه تحمل بارهای سنگین و انتقال آن ها به سایر اجزای ساختمانی را بر عهده دارند. این تیرهای فولادی با مقاطع متنوعی مانند IPE، قوطی و Z تولید می شوند و در اسکلت بندی ساختمان ها به کار می روند. در واقع، شاه تیرها نوعی تیر با ظرفیت باربری بالا هستند که برای تحمل وزن طبقات و سایر اجزای سازه طراحی شده اند. در ادامه این مطلب شما را با کاربرد و ویژگی های انواع شاه تیر مختلف بیشتر آشنا خواهیم کرد.
شاه تیر یکی از عناصر اساسی و کلیدی در ساختمان است که نقش تکیه گاه اصلی سازه را ایفا می کند. این عضو افقی فلزی، بارهای وارده از طبقات مختلف را از طریق اتصالات به ستون ها منتقل کرده و به این ترتیب، تعادل و پایداری ساختمان را تضمین خواهد کرد.
به عبارت ساده تر، شاهتیرها مانند ستون فقرات ساختمان عمل کرده و بارهای سنگین را تحمل کرده و به سایر اجزای سازه منتقل می کنند . ساختار این تیرها از دو بخش اصلی تشکیل شده است: جان (بخش میانی) و بال (لبه های کناری). این ساختار به این نوع تیرها استحکام و مقاومت بالایی در برابر نیروهای وارده می دهد و آن ها را به یکی از مهم ترین اجزای سازه ای تبدیل می کند.
در ادامه به برخی از مهم ترین ویژگی های این مقاطع فولادی اشاره می کنیم.
ابعاد استاندارد شاه تیر یکی از مهم ترین عوامل موثر بر عملکرد و ایمنی سازه است. انتخاب صحیح ابعاد و وزن شاه تیر، مستلزم بررسی دقیق، محاسبه تحمل بار تیرآهن و عوامل مختلفی از جمله نوع سازه، بارهای وارده، دهانه تیر، جنس مصالح و استانداردهای طراحی است.
انواع شاه تیر از لحاظ ساخت و کاربرد عبارت است از:
شاه تیرهای فولادی به عنوان یکی از پرکاربردترین انواع شاه تیرها، به دلیل مقاومت کششی و فشاری بالا، شکل پذیری خوب و وزن نسبی کم، در ساخت سازههای مختلف از جمله پلها، ساختمان های بلند و سازههای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند.
این تیرها معمولا به صورت مقاطع I شکل یا جعبه ای طراحی می شوند که به آنها استحکام و پایداری بسیار بالایی میبخشد. مقاطع I شکل به دلیل سادگی و اقتصادی بودن، در بسیاری از سازه ها مورد استفاده قرار میگیرند، در حالی که مقاطع جعبه ای به دلیل مقاومت خمشی و پیچشی بالا، برای دهانه های بزرگ و بارهای سنگین مناسب تر هستند. علاوه بر این، این مقاطع فولادی قابلیت جوشکاری و اتصال به سایر اجزای سازه را به راحتی دارا هستند که این امر موجب سرعت و سهولت اجرا در پروژه های ساختمانی می شود.
شاه تیرهای بتنی، به عنوان جایگزینی برای شاه تیرهای فولادی، به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد خود، در بسیاری از سازه ها مورد استفاده قرار می گیرند. این تیرها با استفاده از بتن مسلح ساخته می شوند که ترکیبی از بتن و آرماتور است.
بتن مقاومت فشاری بالایی دارد و آرماتور نیز مقاومت کششی بتن را افزایش می دهد. این نوع تیرها را میتوان به دو صورت پیشساخته یا درجا تولید کرد. تیرهای پیشساخته در کارخانه و تحت کنترل دقیق تولید می شوند و سپس به محل پروژه منتقل می شوند. تیرهای درجا نیز در محل پروژه و بر اساس نقشه های اجرایی ساخته خواهند شد.
شاه تیرهای ترکیبی، همانطور که از نامشان پیداست، از ترکیب دو مادهی فولاد و بتن ساخته می شوند. این ترکیب هوشمندانه، باعث شده تا شاه تیرهای ترکیبی از مزایای هر دو ماده بهرهمند شوند. فولاد، مقاومت کششی بالا و شکلپذیری خوبی دارد و بتن نیز مقاومت فشاری بسیار بالایی داشته و در برابر آتش مقاوم است.
در شاه تیرهای ترکیبی، معمولا یک تیر فولادی به عنوان هسته اصلی استفاده می شود و اطراف آن با بتن پوشیده می شود. این ترکیب باعث افزایش مقاومت خمشی، برشی و همچنین مقاومت در برابر آتش و خوردگی می شود. به همین دلیل، این نوع تیرهای ترکیبی به عنوان یک انتخاب ایدهآل برای سازه هایی مانند پلها، ساختمان های بلند و سازه های صنعتی که نیاز به مقاومت بالا و دوام طولانی مدت دارند، شناخته می شوند.
از جمله کاربرد تیرآهن و شاهتیر در صنایع مختلف می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم.
شاه تیرها در صنعت ساختمان سازی نقش بسیار مهمی ایفا می کنند. این عناصر فولادی قوی، بارهای وارده از سقف ها و دیوارها را به ستون ها انتقال می دهند و از این طریق، استحکام و پایداری سازه را تضمین می کنند. این مقاطع فولادی در انواع مختلفی مانند IPE، HEA و H و با ابعاد و ظرفیت های باربری متنوع تولید می شوند و بسته به نوع ساختمان و بارهای وارده، مورد استفاده قرار می گیرند.
در سد سازی، شاه تیرها برای تحمل فشارهای عظیم آب و نیروهای ناشی از وزن سد استفاده می شوند. این تیرها معمولا در فونداسیون سد، دیوارههای جانبی و غیره تعبیه می شوند. شاهتیرهای مورد استفاده در سد سازی باید از مقاومت بسیار بالایی برخوردار باشند تا بتوانند در برابر نیروهای کششی، فشاری و خمشی مقاومت کنند.
در ساخت پلها، شاه تیرها نقش اساسی در تحمل وزن پل، نیروهای ناشی از بارگذاری خودروها و قطارها و نیروهای ناشی از باد و زلزله دارند. این محصولات آهنی در عرشه پل، پایه های پل و تیرهای تقویتی پل به کار می روند. انتخاب نوع و ابعاد آن در پلسازی به عوامل مختلفی مانند طول دهانه پل، عرض پل، نوع بارگذاری و شرایط آب و هوایی بستگی دارد.
در ساخت سوله ها، شاه تیرها برای پوشش دهانه های بزرگ و ایجاد فضای باز مورد استفاده قرار می گیرند. این تیرها به عنوان تیرهای اصلی سقف عمل کرده و بار سقف را به ستونها منتقل می کنند. شاه تیرهای مورد استفاده در سوله ها معمولا از نوع تیرآهن های بال پهن هستند که مقاومت خمشی بالایی دارند.
در صنعت کشتی سازی، شاهتیرها برای تقویت بدنه کشتی، ساخت عرشه و ایجاد سازه های داخلی کشتی به کار می روند. شاه تیرهای مورد استفاده در کشتی سازی باید در برابر خوردگی آب دریا مقاوم بوده و از مقاومت کافی در برابر نیروهای وارده در هنگام حرکت کشتی برخوردار باشند.
در صنعت نفت و گاز، این محصولات فولادی در ساخت سکوهای نفتی، خطوط لوله، مخازن ذخیره سازی و سایر سازه های مرتبط به کار می روند. این تیرها باید در برابر شرایط محیطی سخت مانند دماهای بالا، رطوبت زیاد و خوردگی مقاوم باشند و بتوانند بارهای سنگین تجهیزات حفاری و تولید را تحمل کنند.
نصب شاه تیرها فرایندی تخصصی است که نیازمند دقت و استفاده از تجهیزات سنگین مانند جرثقیل و جک های هیدرولیکی است. قرارگیری دقیق شاه تیرها در محل خود از اهمیت بالایی برخوردار است؛ چرا که نقش مهمی در استحکام و ایمنی کل سازه ایفا می کند. پس از نصب، نگهداری مداوم این تیرها از طریق بازرسی های دوره ای و تعمیرات مورد نیاز، تضمین کننده طول عمر و عملکرد مطلوب سازه خواهد بود.
تیر اصلی و فرعی هر دو اجزای مهمی در سازه ها هستند؛ اما وظایف و ویژگی های متفاوتی دارند. تفاوت شاه تیر و تیر فرعی در این است که شاه تیرها به عنوان ستون فقرات اصلی سازه عمل می کنند و بارهای سنگین و متمرکز را از سایر اجزای سازه دریافت کرده و به ستونها انتقال می دهند.
این تیرها معمولا ابعاد بزرگ تر و مقاومت بالاتری نسبت به تیرهای معمولی دارند و در نقاط استراتژیک سازه قرار می گیرند. از طرف دیگر، تیرهای معمولی وظیفه انتقال بارهای سبک تر به شاه تیرها را بر عهده دارند. این تیرها معمولا ابعاد کوچکتری داشته و در فواصل بین شاه تیرها قرار می گیرند.
انتخاب نوع شاه تیر برای یک سازه، تصمیمی بسیار مهم است که بر عملکرد، ایمنی و هزینه ساخت تاثیرگذار است. عوامل متعددی در این انتخاب نقش دارند که برخی از مهم ترین آن ها عبارتند از:
شاه تیر عضوی اصلی در سازه است که بارهای وارده از سایر اجزا را به تکیه گاه ها منتقل می کند.
شاه تیرها در انواع مختلف سازهها از جمله ساختمان ها، پل ها، سوله ها و … برای تحمل بارهای سنگین و ایجاد پایداری در سازه استفاده می شوند.
شاه تیر فولادی، بتنی و ترکیبی
ابعاد استاندارد شاه تیر بسته به نوع سازه، بار وارده و سایر عوامل متفاوت است؛ اما به طور کلی، ابعاد بر اساس استانداردهای ملی و بینالمللی تعیین میشود.
وزن آن با توجه به حجم و چگالی مصالح تشکیل دهنده آن محاسبه میشود. فرمول کلی محاسبه وزن برابر است با: وزن = حجم × چگالی
شاه تیرهای فولادی: از فولاد ساختمانی با گریدهای مختلف ساخته می شوند.
شاه تیرهای بتنی: از بتن مسلح ساخته می شوند که ترکیبی از سیمان، سنگدانه، آب و آرماتور است.
شاه تیرهای ترکیبی: از ترکیب فولاد و بتن ساخته می شوند.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.