تیرآهن هاش چیست و چه کاربردی در صنعت دارد؟

تیرآهن هاش یا بال پهن (H-Beam) نوعی پروفیل فولادی با استاندارد IPB است که سطح مقطعی شبیه به حرف H دارد و به‌دلیل بال‌های پهن و ضخیم، مقاومت بسیار بالایی در برابر خمش و فشار ارائه می‌دهد. این ویژگی باعث شده از مهم‌ترین اجزای سازه‌های فولادی مدرن به شمار رود. تیرآهن هاش H در سه نوع استاندارد اصلی تولید می‌شود.
انواع تیرآهن های هاش:

• تیرآهن هاش سبک HEA
• تیرآهن هاش سنگین HEB
• تیرآهن هاش فوق سنگین HEM 

این نوع از تیرآهن هاش H بسته به ضخامت و وزن، در پروژه‌های عمرانی سنگین مانند پل‌سازی، برج‌سازی، سوله‌های صنعتی و اسکلت ساختمان‌های بلندمرتبه کاربرد دارد. طراحی مهندسی این تیرآهن موجب توزیع یکنواخت تنش در جان و بال شده و پایداری و ایمنی سازه را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد؛ به همین دلیل، تیرآهن هاش یکی از محبوب‌ترین مقاطع فولادی در صنعت ساختمان و زیرساخت است. 
برای آشنایی بیشتر با انواع تیرآهن هاش، بررسی تفاوت مدل‌های HEA و HEB،مزایا و معایب و کاربردهای آن‌، پیشنهاد می‌کنیم ادامه این مطلب را از شهر آهن بخوانید. برای شنیدن یک تحلیل جامع و مفید، پادکست زیر را از دست ندهید.

تیرآهن هاش بال پهن

تیرآهن بال پهن یا هاش، مقطعی فولادی با شکل ظاهری شبیه حرف H انگلیسی است که به دلیل طراحی متقارن و بال‌های پهن، استحکام و پایداری بالایی در سازه ایجاد می‌کند. این نوع تیرآهن در دو نوع سبک و سنگین تولید می‌شود و معمولاً به‌صورت مربعی شکل دیده می‌شود. تیرآهن هاش بال پهن به گونه‌ای طراحی شده که اتصال تیرها و اجزای سازه‌ای روی آن به‌راحتی انجام می‌شود و مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر نیروهای فشاری و خمشی دارد. ابعاد آن معمولاً از ارتفاع ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی‌متر و طول ۸ تا ۱۶ متر متغیر است و در پروژه‌های بزرگ عمرانی مانند سدسازی، پل‌سازی، برج‌سازی و اسکلت‌های فلزی سنگین کاربرد گسترده‌ای دارد.

در structuralbeam آمده است:
تیرآهن هاش یک تیر فولادی سازه‌ای با مقطع H شکل است که جان و بال‌های ضخیم‌تری دارد و این امکان را فراهم می‌کند تا دهانه‌های بلندتری پوشش دهد.

منظور از جان تیر آهن چیست؟

قبل از پرداختن به جزئیات تیرآهن هاش، باید با اجزای اصلی یک تیرآهن آشنا شویم. تمام تیرآهن‌ها، چه معمولی و چه بال پهن، از دو بخش اصلی تشکیل شده‌اند: جان (Web) و بال (Flange). جان تیرآهن به بخش عمودی و میانی مقطع گفته می‌شود که وظیفه اصلی آن تحمل تنش‌های برشی (Shear Stress) است. بال‌های تیرآهن نیز دو قسمت افقی هستند که در بالا و پایین جان قرار گرفته‌اند و برای تحمل تنش‌های خمشی (Bending Stress) طراحی شده‌اند.

در تیرآهن هاش، به دلیل پهن‌تر بودن بال‌ها نسبت به ارتفاع جان، توزیع تنش‌ها به شکل بهینه‌تری صورت می‌گیرد و مقاومت مقطع به شکل چشمگیری افزایش می‌یابد.

انواع تیرآهن های هاش

تیرآهن‌های هاش بسته به ضخامت و ابعاد بال و جان، در سه استاندارد اصلی تولید می‌شوند که هر کدام مشخصات تیراهن بال پهن خاصی را ارائه می‌دهند:

• تیرآهن هاش سبک (HEA): دارای وزن سبک‌تر و ضخامت کمتر بال‌ها. این نوع برای مواردی که وزن سازه اهمیت دارد و بارهای وارده متوسط هستند، مناسب است.
• تیرآهن هاش سنگین (HEB): این مدل رایج‌ترین نوع تیرآهن هاش یا بال پهن است. وزن آن نسبت به HEA بیشتر و بال‌ها و جان ضخیم‌تری دارد و مقاومت بالایی را ارائه می‌دهد.
• تیرآهن هاش فوق سنگین (HEM): سنگین‌ترین نوع هاش با بال و جان بسیار ضخیم. این مقطع برای سازه‌هایی با بارهای فوق‌العاده سنگین مانند پل‌های بزرگ و ساختمان‌های بسیار بلند استفاده می‌شود.

در تصویر زیر به مقایسه این نوع از تیرآهت های بال پهن پرداخته ایم.

تیرآهن های هاش HEB نسبت به تیرآهن های هاش HEA چه مزایایی دارند؟

تیرآهن‌های HEB (سنگین) نسبت به HEA (سبک) در یک سایز اسمی یکسان، به دلیل ضخامت بیشتر بال‌ها و جان، دارای مزایای حیاتی در طراحی سازه‌های سنگین هستند. مهم‌ترین مزیت HEB استحکام بالاتر و قابلیت تحمل بار بسیار بیشتر است، به‌ویژه در ستون‌هایی که باید در برابر نیروهای محوری شدید و خمش مقاومت کنند. این مقطع سنگین‌تر، مقاومت بهتری در برابر کمانش (Buckling) فراهم می‌آورد و برای دهانه‌های بلندتر یا سازه‌هایی با بارهای فوق‌العاده سنگین (مانند پل‌ها یا طبقات پایین آسمان‌خراش‌ها) انتخاب مهندسی مطمئن‌تری محسوب می‌شود.
برای مقایسه بهتر، لطفاً جدول زیر را مشاهده کنید.

گرید های مختلف تیرآهن هاش چیست؟

مانند سایر محصولات فولادی، تیرآهن هاش نیز با استفاده از فولادهای ساختمانی با گریدهای مختلف تولید می‌شود. گرید فولاد نشان‌دهنده ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی آن (مانند تنش تسلیم و استحکام نهایی) است. رایج‌ترین گریدهای مورد استفاده در ساخت هاش عبارتند از:

• گرید S235 (معادل St37): سبک‌ترین و انعطاف‌پذیرترین گرید، مناسب برای کاربردهای عمومی و سازه‌های سبک.
• گرید S355 (معادل St52): پرکاربردترین گرید، دارای استحکام تسلیم بالا، که برای سازه‌های سنگین و بزرگ که نیاز به مقاومت بالا دارند، ایده‌آل است.

مزایا و معایب تیرآهن هاش

استفاده از تیرآهن هاش با وجود برتری‌های فنی، دارای مزایا و معایب کلی است که در تصمیم‌گیری برای انتخاب مقطع نقش دارند:

مزایا

• تحمل بارهای محوری و لنگرهای خمشی بسیار بالا.
• مقاومت در برابر خمش و کمانش.
• ایجاد اتصالات قوی‌تر و مطمئن‌تر در سازه‌های اسکلت فولادی.
• کاهش زمان ساخت سازه در پروژه‌های بزرگ.

معایب

• قیمت اولیه بالاتر نسبت به تیرآهن معمولی.
• وزن بالا که حمل‌ونقل و نصب آن نیازمند تجهیزات سنگین‌تر است.
• نیاز به دقت بالاتر در برش و مونتاژ به‌دلیل ابعاد بزرگ.

نحوه تولید تیرآهن هاش

تیرآهن هاش معمولاً به روش نورد گرم (Hot Rolling) تولید می‌شود. فرآیند تولید به این صورت است که شمش‌های فولادی بزرگ (بیلت یا اسلب) در کوره‌های با دمای بالا گرم می‌شوند. سپس، شمش‌های داغ از میان غلتک‌های با شکل‌دهی خاص عبور داده می‌شوند. این غلتک‌ها به‌تدریج شمش را فشرده کرده و به شکل نهایی H درمی‌آورند. در نهایت، مقطع نورد شده در طول‌های استاندارد بریده شده و پس از سرد شدن و انجام عملیات تکمیلی مانند کنترل کیفی، بسته‌بندی می‌شود. کیفیت و مشخصات تیراهن بال پهن خروجی مستقیماً وابسته به دقت غلتک‌ها و دمای نورد است.

فرق تیرآهن و هاش

تیرآهن معمولی که در ایران با نام‌های IPE یا IPN شناخته می‌شود، مقطعی با بال‌های باریک است که طول بال‌های آن معمولاً از ارتفاع جان کمتر است. در مقابل، تیرآهن هاش یا بال پهن دارای بال‌هایی با طول زیاد (معمولاً برابر یا نزدیک به ارتفاع جان) است که در زبان بین‌المللی با نماد HE شناخته می‌شود.

• تیرآهن (IPE/IPN): دارای بال‌های باریک، ارتفاع زیاد، و مناسب برای بارهای سبک‌تر و دهانه‌های کوتاه‌تر.
• تیرآهن هاش (HE): دارای بال‌های پهن، توزیع متوازن‌تر وزن، و ایده‌آل برای تحمل بارهای سنگین و دهانه‌های بلند.

در تصویر زیر به مقایسه  تیرآهن و تیر آهن هاش پرداخته ایم.

کاربردهای تیرآهن هاش

کاربرد تیرآهن هاش یا بال پهن به‌طور عمده در ساخت‌وسازهای سنگین و سازه‌هایی است که نیاز به مقاومت بالا و دهانه‌های وسیع دارند. برخی از مهم‌ترین کاربردهای تیرآهن هاش عبارتند از:

• آسمان‌خراش‌ها: ستون‌های اصلی و تیرهای باربر در سازه‌های چندطبقه.
• پل‌سازی: به‌عنوان تیرهای اصلی در دهانه‌های بلند پل‌ها.
• سوله‌ها و سازه‌های صنعتی: ساخت اسکلت اصلی سوله، کارخانه‌ها و انبارها با دهانه‌های بسیار وسیع.
• اسکلت تجهیزات سنگین: پایه‌ها و فریم‌های ماشین‌آلات و تجهیزات بزرگ صنعتی.
• سازه‌های دریایی و فراساحلی: به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و شرایط سخت محیطی.

تیرآهن هاش، یک انتخاب استراتژیک برای مهندسان است که به دنبال ترکیب ایمنی، استحکام و بهره‌وری در سازه‌های مدرن هستند. برای اطلاع از قیمت تیرآهن هاش و مشاوره خرید انواع محصولات فولادی، می‌توانید با کارشناسان شهر آهن مراجعه تماس بگیرید.

همانطور که گفته شد، تیرآهن های هاش HEB نسبت به تیرآهن های هاش HEA وزن بالاتری دارند، چرا که بال های آن ها ضخیم تر است. به علت تنوع در اندازه ی تیرآهن های هاش، معمولاً این تیرآهن ها نسبت به تیرآهن های I کاربرد بیشتری دارند. تیرآهن های هاش را می توان تا طول 100 متر استفاده کرد، اما این میزان در تیرآهن هایI ، 30 متر است. از دیگر برتری های تیرآهن های هاش نسبت به ترآهن های I می‌توان به مقاومت بالای آن ها در برابر نیروهای خمشی و نیروهای برشی اشاره کرد. از تیرآهن های هاش می توان به عنوان ستون ساختمان نیز استفاده کرد، چرا که سطح مقطع بزرگتری دارد.
برای اطلاع از چگونگی صادرات تیرآهن با کارشناسان شهر آهن در تماس باشید.