مطالب
وزن تیرآهن
- توضیحات
- نوشته شده توسط: خ.معظم
وزن تیرآهن نشاندهنده جرم آن در واحد طول یا کل یک شاخه کامل است و برای انتخاب صحیح و برآورد دقیق اهمیت دارد. این وزن تحت تأثیر نوع تیرآهن (IPE، INP، IPB)، سایز یا نمره آن، و ضخامت جان و بال قرار دارد؛ هرچه ابعاد و ضخامت بیشتر باشد، وزن نیز افزایش می‌یابد. علاوه بر این، طول شاخه، چگالی فولاد و استانداردهای تولیدکننده نیز بر وزن نهایی تأثیر دارند و تفاوتهای جزئی بین کارخانه‌ها ممکن است باعث تغییر وزن شود.
در ادامه لیست تیرآهنهای رایج و وزن تقریبی آن‌ها بر حسب کیلوگرم در هر متر و شاخه 12 متری آورده شده است:
وزن تیرآهن IPE / معمولی:
- تیرآهن 8 = 6.1 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 73.2 kg
- تیرآهن 10 = 8.3 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 99.6 kg
- تیرآهن 12 = 10.6 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 127.2 kg
- تیرآهن 14 = 13.1 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 157.2 kg
- تیرآهن 16 = 16.1 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 193.2 kg
- تیرآهن 18 = 19.2 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 230.4 kg
- تیرآهن 20 = 22.8 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 273.6 kg
- تیرآهن 22 = 26.7 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 320.4 kg
- تیرآهن 24 = 31.3 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 375.6 kg
- تیرآهن 27 = 36.8 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 441.6 kg
- تیرآهن 30 = 43.0 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 516.0 kg
- تیرآهن 33 = 50.1 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 601.2 kg
وزن تیرآهن HEB / هاش پهن‌بال سنگین:
- تیرآهن100 = 20.8 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 249.6 kg
- تیرآهن120 = 27.2 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 326.4 kg
- تیرآهن140 = 34.4 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 412.8 kg
- تیرآهن 160 = 42.3 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 507.6 kg
- تیرآهن 180 = 51.0 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 612.0 kg
- تیرآهن 200 = 60.2 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 722.4 kg
- تیرآهن 220 = 70.2 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 842.4 kg
- تیرآهن 240 = 80.3 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 963.6 kg
- تیرآهن 260 = 91.4 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 1096.8 kg
- تیرآهن 280 = 103.0 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 1236.0 kg
- تیرآهن 300 = 115.0 kg/m, شاخه 12 متری ≈ 1380.0 kg
راهنمای مطالعه متن
محاسبه وزن تیرآهن
برای اطمینان از صحت محاسبات سازه‌ای و برآورد دقیق هزینه‌ها، آشنایی با روش‌های محاسبه وزن تیرآهن ضروری است. دو روش اصلی برای این کار وجود دارد که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.
ساده‌ترین و رایج‌ترین روش برای محاسبه وزن یک شاخه تیرآهن، استفاده از وزن واحد طول آن است که معمولاً از جداول استاندارد استخراج میشود. فرمول کلی به شرح زیر است:
وزن تیرآهن = وزن یک متر از تیرآهن (بر اساس جدول اشتال) * طول تیرآهن
جدول اشتال چیست؟ جدول اشتال (Stahl) یک مرجع بین‌المللی و استاندارد برای مشخصات فنی مقاطع فولادی است. این جدول شامل اطلاعات دقیقی از ابعاد (ارتفاع، عرض بال، ضخامت جان و بال) و وزن تئوریک هر متر از انواع تیرآهن (IPE, INP, IPB) و سایر پروفیل‌های فولادی است. مهندسان سازه برای طراحی و انتخاب مقاطع، به این جدول مراجعه می‌کنند تا از مطابقت مشخصات فنی با الزامات طراحی اطمینان حاصل کنند. به عنوان مثال، اگر طبق جدول اشتال، وزن هر متر از تیرآهن IPE سایز 14 برابر با 12.9 کیلوگرم باشد، وزن یک شاخه 12 متری از آن برابر با 12.9 * 12 = 154.8 کیلوگرم خواهد بود.
محاسبه وزن تیرآهن با استفاده از چگالی
این روش، رویکردی بنیادی‌تر است که بر اساس حجم و چگالی ماده عمل می‌کند و برای مقاطع خاص یا بررسی‌های دقیق‌تر کاربرد دارد. فرمول آن به صورت زیر است:
وزن (کیلوگرم) = حجم (سانتیمتر مکعب) * چگالی آهن (7.85 گرم بر سانتی متر مکعب) / 1000
در این فرمول، ابتدا باید حجم کل تیرآهن را با محاسبه مساحت مقطع عرضی و ضرب آن در طول تیرآهن (بر حسب سانتیمتر مکعب) به دست آورد. سپس با ضرب حجم در چگالی فولاد (که معمولاً 7.85 گرم بر سانتیمتر مکعب در نظر گرفته میشود)، وزن تیرآهن بر حسب گرم به دست می‌آید که با تقسیم بر 1000 به کیلوگرم تبدیل میشود.
جدول وزن تیرآهن
جداول وزنی، ابزارهای کاربردی برای دسترسی سریع به اطلاعات وزنی تیرآهنهای رایج هستند. این جداول معمولاً شامل اطلاعات جامعی از ابعاد و وزن برای سایزهای مختلف تیرآهن IPE هستند. به عنوان مثال، یک جدول عمومی وزن تیرآهن (General IPE Beam Weight Table) اطلاعاتی نظیر سایز تیرآهن، ارتفاع (میلی‌متر)، عرض بال (میلی‌متر)، ضخامت جان (میلی‌متر)، ضخامت بال (میلی‌متر)، وزن شاخه 1 متری (کیلوگرم)، وزن شاخه 12 متری (کیلوگرم)، تعداد شاخه در هر بسته و تعداد شاخه در تریلی را ارائه می‌دهد. برای سایز 14، این اطلاعات شامل ارتفاع 140 میلی‌متر، عرض بال 73 میلی‌متر، ضخامت جان 4.7 میلی‌متر، ضخامت بال 6.9 میلی‌متر، وزن 1 متری 12.9 کیلوگرم و وزن 12 متری 155 کیلوگرم است. همچنین، معمولاً 36 شاخه در هر بسته و 144 شاخه در هر تریلی برای این سایز در نظر گرفته میشود.
| سایز تیرآهن | ارتفاع (mm) | عرض بال (mm) | ضخامت جان (mm) | ضخامت بال (mm) | وزن شاخه 1 متری (kg) | وزن شاخه 12 متری (kg) | تعداد شاخه در هر بسته | تعداد شاخه در تریلی |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 12 | 120 | 64 | 4.4 | 6.3 | 10.4 | 124.8 | 44 | 176 |
| 14 | 140 | 73 | 4.7 | 6.9 | 12.9 | 154.8 | 36 | 144 |
| 16 | 160 | 81 | 5.0 | 7.4 | 15.8 | 189.6 | 30 | 120 |
| 18 | 180 | 91 | 5.3 | 8.0 | 18.8 | 225.6 | 24 | 96 |
| 20 | 200 | 100 | 5.6 | 8.5 | 22.4 | 268.8 | 18 | 72 |
| 22 | 220 | 110 | 5.9 | 9.2 | 26.2 | 314.4 | 16 | 64 |
| 24 | 240 | 120 | 6.2 | 9.8 | 30.7 | 368.4 | 14 | 56 |
| 27 | 270 | 135 | 6.6 | 10.7 | 36.1 | 433.2 | 12 | 48 |
| 30 | 300 | 150 | 7.1 | 11.5 | 42.2 | 506.4 | 10 | 40 |
وزن هاش (IPB)
تیرآهن هاش (IPB) به دلیل بالهای پهنتر و ضخیمتر خود، وزن بیشتری نسبت به تیرآهنهای IPE و INP با ارتفاع مشابه دارد. این ویژگی آن را برای کاربردهای خاصی که نیاز به مقاومت فشاری و خمشی بالا دارند، ایده‌آل می‌سازد، به ویژه در ستون‌ها و سازه‌هایی که بارهای سنگین را تحمل می‌کنند. تیرآهن هاش در سه نوع اصلی سبک (HEA)، سنگین (HEB) و فوق سنگین (HEM) تولید میشود که هر یک دارای مشخصات وزنی متفاوتی هستند.
در برخی پروژه‌ها، برای افزایش ظرفیت باربری، از «تیرآهن دوبل» استفاده میشود. تیرآهن دوبل به معنای جوش دادن دو شاخه تیرآهن به یکدیگر (معمولاً به صورت موازی) است تا یک مقطع مرکب با مقاومت بسیار بالاتر ایجاد شود. در این حالت، وزن تیرآهن دوبل به سادگی دو برابر وزن یک شاخه تیرآهن منفرد از همان سایز خواهد بود.
جدول وزن هاش سبک (HEA)
تیرآهن هاش سبک (HEA یا IPBL) با وجود بالهای پهن، ضخامت جان و بال کمتری نسبت به نوع سنگین دارد و به همین دلیل وزن آن نیز کمتر است. یک جدول وزنی برای تیرآهن هاش سبک HEA-IPBL شامل ستون‌هایی نظیر سایز تیرآهن، وزن هر متر (کیلوگرم) و وزن شاخه 12 متری (کیلوگرم) است. به عنوان مثال، برای سایز 14، وزن هر متر 24.7 کیلوگرم و وزن شاخه 12 متری 296.4 کیلوگرم خواهد بود.
| سایز تیرآهن | وزن هر متر (kg) | وزن شاخه 12 متری (kg) |
|---|---|---|
| 100 HEA | 16.7 | 200.4 |
| 120 HEA | 19.9 | 238.8 |
| 140 HEA | 24.7 | 296.4 |
| 160 HEA | 30.4 | 364.8 |
| 180 HEA | 35.5 | 426.0 |
| 200 HEA | 42.4 | 508.8 |
| 220 HEA | 48.5 | 582.0 |
| 240 HEA | 54.6 | 655.2 |
| 260 HEA | 61.9 | 742.8 |
| 280 HEA | 69.5 | 834.0 |
| 300 HEA | 76.4 | 916.8 |
جدول وزن هاش سنگین (HEB)
تیرآهن هاش سنگین (HEB یا IPBV) دارای ضخامت‌های بیشتری در جان و بال نسبت به نوع سبک است که منجر به وزن بالاتر و ظرفیت باربری بسیار بیشتر میشود. این نوع هاش برای ستون‌های اصلی و المان‌های سازه‌ای که بارهای فوق سنگین را تحمل می‌کنند، ایده‌آل است. یک جدول وزنی برای تیرآهن هاش سنگین HEB-IPBV شامل ستون‌هایی نظیر سایز تیرآهن، وزن هر متر (کیلوگرم) و وزن شاخه 12 متری (کیلوگرم) است. به عنوان مثال، برای سایز 14، وزن هر متر 33.7 کیلوگرم و وزن شاخه 12 متری 390 کیلوگرم خواهد بود.
| سایز تیرآهن | وزن هر متر (kg) | وزن شاخه 12 متری (kg) |
|---|---|---|
| 100 HEB | 20.4 | 244.8 |
| 120 HEB | 26.7 | 320.4 |
| 140 HEB | 33.7 | 404.4 |
| 160 HEB | 42.6 | 511.2 |
| 180 HEB | 51.2 | 614.4 |
| 200 HEB | 61.3 | 735.6 |
| 220 HEB | 71.5 | 858.0 |
| 240 HEB | 83.2 | 998.4 |
| 260 HEB | 93.0 | 1116.0 |
| 280 HEB | 103.0 | 1236.0 |
| 300 HEB | 117.0 | 1404.0 |
مقایسه وزن تیرآهن کارخانههای مختلف
یکی از نکات کلیدی که مهندسان و خریداران در بازار فولاد با آن مواجه هستند، تفاوت وزن تیرآهن با سایز یکسان بین کارخانههای مختلف است. این تفاوت نه تنها بر قیمت نهایی خرید (که معمولاً بر اساس وزن است) تأثیر میگذارد، بلکه مستقیماً با مشخصات فنی و مقاومت سازه در ارتباط است.
چرا وزن تیرآهنها متفاوت است؟
این تفاوت وزن عمدتاً به دو دلیل اصلی بازمی‌گردد:
۱. استاندارد تولید: تیرآهنها بر اساس استانداردهای مختلفی مانند IPE (استاندارد اروپا) و INP (استاندارد روسیه و چین) تولید میشوند. تیرآهنهای IPE بالهای یکنواخت و ضخامت ثابتی دارند، در حالی که در تیرآهنهای INP ضخامت بال‌ها با فاصله گرفتن از جان تیرآهن، کمتر میشود. این تفاوت در طراحی هندسی، مستقیماً باعث اختلاف وزن میشود. در ایران، استاندارد IPE رایج‌تر است.
۲. تلورانس وزنی: حتی در یک استاندارد مشخص (مانند IPE)، یک بازه خطای مجاز یا تلورانس برای وزن تعریف شده است. کارخانه‌ها ممکن است محصولات خود را در مرز پایینی، میانی یا بالایی این بازه تولید کنند. محصولی که در مرز پایینی تلورانس تولید شود، سبک‌تر و محصولی که در مرز بالایی باشد، سنگین‌تر خواهد بود. این کار به مدیریت هزینه‌های تولید و رقابت در بازار نیز مرتبط است.
به همین دلیل است که ذوب آهن اصفهان به عنوان یک معیار در بازار شناخته میشود، زیرا محصولات آن معمولاً بیشترین انطباق را با جدول استاندارد وزنی (جدول اشتال) دارند و سنگین‌تر هستند.
وزن تیرآهن بر اساس سایز (مقادیر استاندارد)
وزنهای زیر، مقادیر تقریبی و استاندارد برای یک شاخه ۱۲ متری تیرآهن IPE هستند. این اعداد می‌توانند به عنوان یک مرجع کلی استفاده شوند، اما وزن واقعی محصول خریداری شده ممکن است کمی متفاوت باشد.
وزن تیرآهن 12
تیرآهن سایز 12، یکی از کوچکترین سایزهای رایج در بازار است که عمدتاً در سازه‌های سبک‌تر، خرپاها و به عنوان تیرهای فرعی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- وزن تقریبی شاخه ۱۲ متری: ۱۲۵ کیلوگرم
وزن تیرآهن 14
تیرآهن سایز 14، پرکاربردترین سایز در صنعت ساختمان‌سازی ایران به شمار میرود و در اکثر پروژههای مسکونی و تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- وزن تقریبی شاخه ۱۲ متری: ۱۵۵ کیلوگرم
وزن تیرآهن 16
تیرآهن سایز 16، برای دهانه‌های متوسط و تحمل بارهای بیشتر نسبت به سایزهای کوچکتر کاربرد دارد.
- وزن تقریبی شاخه ۱۲ متری: ۱۹۰ کیلوگرم
وزن تیرآهن 18
تیرآهن سایز 18، در سازه‌هایی با دهانه‌های بزرگتر و بارهای سنگین‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- وزن تقریبی شاخه ۱۲ متری: ۲۲۶ کیلوگرم
وزن تیرآهن 20
تیرآهن سایز 20، یکی از تیرآهنهای با ظرفیت باربری بالا است که در المان‌های سازه‌ای مهم و برای تحمل بارهای قابل توجه به کار میرود.
- وزن تقریبی شاخه ۱۲ متری: ۲۶۹ کیلوگرم
برای درک بهتر موضوع، در جدول زیر وزن شاخه ۱۲ متری تیرآهن تولید شده توسط چند کارخانه معتبر آورده شده است:
| نام برند | سایز تیرآهن | طول شاخه (m) | وزن (Kg) |
|---|---|---|---|
| ذوب آهن اصفهان | 14 | 12 | 155 |
| فایکو | 14 | 12 | 140 |
| اهواز | 14 | 12 | 135 |
| ذوب آهن اصفهان | 16 | 12 | 190 |
| فایکو | 16 | 12 | 175 |
| اهواز | 16 | 12 | 170 |
| ذوب آهن اصفهان | 18 | 12 | 226 |
| فایکو | 18 | 12 | 210 |
| اهواز | 18 | 12 | 205 |
سلام بله قطعا استاندارد تولیدی تیرآهن روی وزن آن تاثیر میگذارد. هر نوع تیرآهن با استاندارد مختلف در سایز های گوناگون تولید می شود و همین موضوع موجب تفاوت وزن آن ها از یکدیگر شده است.