تیرآهن یکی از اصلی‌ترین مقاطع فولادی در ساخت سازه به حساب می‌آید که از آن به سه صورت اصلی، فرعی و کلاف استفاده می‌شود. پیش‌تر به طور مفصل در این خصوص صحبت کردیم که تیرآهن‌ها انواع مختلفی دارند (INP، IPE، IPB و CPE) و در سایزهای متنوعی از ۸ تا ۶۰ میلیمتر تولید می‌شود. هر کدام از این تیرآهن‌ها ویژگی و مشخصات خاص خود را دارند و جایگاه استفاده آن‌ها با انواع دیگر فرق دارد. از همین رو در زمان ساخت سازه نیاز است که مناسب‌ترین گزینه انتخاب شود تا علاوه بر تأمین ایمنی ساختمان، بتوان هزینه‌های خرید تیرآهن را به حدا​​قل رساند. در واقع باید به این نکته توجه داشته باشید که هزینه تمام شده برای خرید تیرآهن نقش بسیار مهمی در در تعیین هزینه نهایی ساخت و ساز دارد.

تیرآهن‌ها همانطور که پیش‌تر اشاره کردیم وظیفه تأمین استحکام و مقاومت سازه را برعهده دارند و تنش‌های حاصل از نیروهای برشی و لنگر خمشی وارد بر سازه را تحمل می‌کنند. به همین دلیل استفاده از این مقطع فولادی در اسکلت ساختمان اهمیت بالایی دارد اما این تنها نقطه‌ای نیست که از تیرآهن در سازه استفاده می‌شود. از تیرآهن‌های فولادی برای ساخت اسکلت‌بندی سازه فولادی، تیرک‌های میانی و فرعی، ستون‌ها و کفی ستون‌ها، تیرهای اصلی، تیرهای کلاف، تیر‌های باریک کرومیت و ساخت خرپا استفاده می‌شود.

برای انتخاب تیر و حجم تیرآهن مورد نیاز باید به چند مورد مهم دقت داشت. این موارد عبارتند از نوع اسکلت ساختمان، تعداد طبقات، نوع و سایز تیرآهن، عملکرد تیر در سازه و قیمت تیرآهن. در ادامه بیشتر در رابطه با این ۵ مورد توضیح خواهیم داد.

نوع اسکلت ساختمان: اسکلت‌بندی مهمترین عامل در محاسبه تیرآهن مصرفی در ساختمان است. معمولاً اسکلت ساختمان‌ها به دو صورت فلزی و بتنی ساخته می‌شوند که در نوع بتنی مصالح شامل بتن، سیمان، شن، ماسه و میلگرد می‌شود. اما اسکلت فولادی به تیرآهن نیاز دارد. استفاده از تیرآهن در نوع فلزی موجب بالا رفتن هزینه پروژه می‌شود، از همین رو سازندگان نوع بتنی را ترجیح می‌دهند.

تعداد طبقات: این کاملاً طبیعی است که با افزایش تعداد طبقات ساختمان میزان تیر آهن مصرفی در بخش‌های مختلف مانند ستون، دیوار و سقف نیز افزایش داشته باشد.

نوع و سایز تیرآهن: تیرآهن در انواع مختلف و در سایزهای متنوعی تولید می‌شود. بسته به نوع ساختمان، مهندس سازه و نقشه تعیین می‌کنند که از چه نوع تیرآهنی در چه سایزی استفاده شود. به عنوان مثال در بخش‌هایی از سازه که نیاز به تحمل زیاد بار نیست از تیرآهن‌های لانه زنبوری یا تیرآهن معمولی در سایزهای پایین استفاده می‌شود.

عملکرد تیر در سازه: اینکه از تیرآهن مورد نیاز برای کدام قسمت از سازه قرار است استفاده شود تعیین می‌کند که به چه تیر آهنی در چه حجمی نیاز داریم.

قیمت تیرآهن: قیمت روز تیرآهن عامل مهم دیگری بوده که در محاسبه تعداد تأثیر گذار است. در سازه‌های اسکلت فلزی که در حجم بالایی تیرآهن استفاده می‌شود، هزینه این مقطع فولادی بیشترین سهم را در هزینه‌های تمام شده در ساخت سازه دارد. به همین دلیل قیمت تیرآهن مصرفی ساختمان در زمان انجام پروژه از اهمیت بالایی برخوردار است.

​محاسبه تیرآهن نیاز در ساختمان

قبل از هر چیز باید بدانید که یک فرمول کلی برای محاسبه تعداد تیرآهن در ساختمان وجود ندارد و حتی در ساختمان‌های مشابه نیز ممکن است تعداد تیرآهن مصرفی متفاوت باشد. با این وجود دو روش معمول برای محاسبه پیشنهاد می‌شود که روش اول محاسبه تعداد تیرآهن بر اساس وزن بوده و روش دوم محاسبه بر اساس تعداد طبقات ساختمان است.

روش اول:

بسته به فلزی یا بتنی بودن اسکلت، میزان تیرآهن مصرفی در ساختمان متفاوت است. اما برای محاسبه وزن می‌توانید از جدول اشتال استفاده کنید. عواملی که بر تعیین وزن تیرآهن نقش دارند؛ تعداد سقف‌های موجود، نوع سقف در سازه‌های فولادی یا بتنی، تعداد دهانه‌های هر راستا، فاصله بین هر یک از ستون‌ها، نوع خاک فونداسیون و میزان زلزله‌خیز بودن محا پروژه است.

علاوه بر این نوع قاب مورد استفاده، همگرا یا واگرا بودن بادبندها و استفاده از سیستم دوگانه در اسکلت نیز در محاسبه وزن تیرآهن در سازه‌های فلزی اهمیت دارد. جدا از تمام موارد ذکر شده محصولی که کارخانه‌های مختلف تولید می‌کنند نیز با یکدیگر متفاوت است. به همین دلیل ممکن است وزن تیرآهن تولید شده توسط کارخانه‌های مختلف با یکدیگر فرق داشته باشد.

روش دوم:

تعداد تیرآهن‌های مورد نیاز در هر ساختمان بسته به اینکه چند طبقه باشد فرق دارد. در زمان ساخت سازه باید از حداقل سایز تیرآهنی استفاده شود که قادر به تحمل بارهای وارده بر ساختمان است. در صورتی که بخواهید از سایزهای بالاتر از آن استفاده کنید هزینه پروژه برای شما بیشتر از حد انتظار خواهد شد.

ساختمان‌های یک طبقه معمولاً با اسکلت بتنی ساخته می‌شوند، اما اگر بخواهید از اسکلت فلزی برای ساختمان استفاده کنید به تیرآهن نیاز خواهید داشت. برای ساختمان‌هایی با طبقات بالاتر مانند دو و سه طبقه نوع اسکلت ساختمان و توجه به عواملی مانند میزان سنگینی بار وارده به ساختمان، شرایط محیطی و مقاومت مورد نیاز سازه ضروری است. با این وجود همانطور که پیش‌تر نیز اشاره کردیم نمی‌توان تعداد دقیقی برای تیرآهن‌های مصرفی در یک ساختمان اعلام کرد چرا که هر دو سازه مشابه ممکن است به تعداد متفاوتی را هم نیاز داشته باشند.

امروز تلاش کردم تا به شما مواردی که در زمان محاسبه میزان تیرآهن مصرفی در ساختمان نیاز است را بگوییم. با این وجود شما می‌توانید با مطالعه مقاله‌ای تکمیل‌تر با روش محاسبه تعداد تیرآهن مصرفی در ساختمان یک تا سه طبقه آشنا شوید.