تیر آهن IPE چیست؟ +مقایسه با سایر تیرآهن ها

تير آهن IPE يکی از پرکاربردترين مقاطع فولادی در سازه‌های فلزی است که به دليل شکل استاندارد و استحکام بالا، جايگاه ويژه‌ای در ساخت‌وساز دارد. IPE به دليل رفتار مناسب در برابر نيروهای خمشی، وزن مناسب و امکان اتصال آسان، به انتخابی مطمئن برای مهندسان و مجريان پروژه‌های عمرانی تبديل شده است. آشنايی با ويژگی‌ها، کاربردها و استانداردهای اين تير آهن، به درک بهتر عملکرد سازه و انتخاب صحيح مصالح کمک می‌کند.

آشنایی با تیرآهن IPE

واژه IPE مخفف I Profile European است و به تیرآهنی نیم پهن با مقطع I شکل گفته می‌شود که طبق استاندارد اروپایی ساخته می‌شود. فلنج‌های IPE کاملا با یکدیگر موازی هستند، به همین دلیل به آن تیرآهن بال‌موازی نیز گفته می‌شود. ويژگی اصلی تیر IPE علاوه بر توازی فلنج‌ها، يکسان بودن ضخامت جان و بال در طول تير است. همين يکنواختی باعث می‌شود تير در برابر نيروهای خمشی، عملکردی قابل پيش‌بينی و مطمئن داشته باشد.

مشخصات تیرآهن ipe

تير آهن IPE بر اساس استانداردهای DIN1025-5 و EN10025 توليد می‌شود. اين استانداردها تمام جزیيات مربوط به ابعاد، وزن و تلرانس‌های مجاز را مشخص می‌کنند. در ادامه، مهم‌ترين ويژگی‌های اين مدل تير آورده شده است:

۱. بال‌ها
همانطور که گفته شد، يکی از مشخصه‌های اصلی IPE، موازی بودن بال‌ها در تمام طول تير است. اين ويژگی IPE را از مقاطعی مانند IPB متمايز می‌کند؛ چرا که در IPB بال‌ها کمی مخروطی هستند. موازی بودن بال‌ها در IPE باعث اتصال آسان‌تر و رفتار سازه‌ای يکنواخت‌تر می‌شود.

۲. ضخامت
ضخامت بال و جان در تير آهن IPE در تمام طول تير تقريبا ثابت است. اين يکنواختی موجب توزيع بهتر تنش، عملکرد قابل پيش‌بينی در برابر خمش و افزايش راندمان سازه می‌شود.

۳. تلرانس وزن
مطابق استاندارد، تلرانس وزنی IPE برابر ۴٪± است. در ايران معمولا تلرانس ۵٪± نيز قابل قبول است. اين موضوع در زمان برآورد وزن پروژه و کنترل کيفيت اهميت زيادی دارد.

۴. طول شاخه
 طول استاندارد تیرآهن 12 متر است. . البته بسته به نياز پروژه و سفارش مشتریان، شاخه‌های ۶ متری و ۹ متری نيز در برخی کارخانه‌ها توليد می‌شوند. اما برای طول های بیشتر و ابعاد غیر معمول از تیر ورق استفاده می‌شود. اگر میخواهید بدانید تیر ورق چیست پیشنهاد می‌کنیم مقاله مربوط به آن در مجله زرین فولاد را مطالعه کنید.

۵. جنس
تیرآهن IPE در ایران معمولا با فولاد ST37 ،ST44 و ST52 ساخته می‌شود؛ ممکن است هنگام خرید ورق آهن این نام‌ها به گوشتان خورده باشد. این آلیاژها، مقاومت تسليم حدود ۲۳۵ تا ۲۴۰ مگاپاسکال دارند و برای سازه‌های ساختمانی متداول کاملا مناسبند.

انواع تیرآهن IPE

در پروژه‌ها، تیرآهن‌های IPE عمدتا براساس شکل، وزن و کاربرد عملی به چهار دسته تقسيم می‌شوند:

IPE استاندارد

تیرآهن Iستاندارد IPE مطابق استاندارد اروپا توليد می‌شود. وزن آن دقیق است، بال‌ها کاملا موازی و ضخامت يکنواخت دارد. اين نوع از تیرآهن برای ستون‌ها، تیرهای اصلی و پروژه‌هایی با بار زياد استفاده می‌شود.مشخصات این نوع تیرآهن در جدول اشتال تیرآهن IPE آمده است.

IPE نيمه‌سبک يا معمولی بازار

وزن تیر IPE سبک حدود ۲۰۰ تا ۴۰۰ گرم کمتر يا بيشتر از استاندارد است. در ايران حدود ۸۰٪ پروژه‌ها از اين مدل استفاده می‌کنند، چون هم قيمت مناسبی دارد و هم این تیرآهن قادر است استحکام مورد نیاز برای اکثر پروژه‌ها را فراهم کند.

IPE سبک‌بال یا لامردی

وزن تير آهن سبک بال ۱۰ تا ۱۸٪ کمتر از حالت استاندارد است. در این محصول بال‌ها کمی نازک‌تر هستند و معمولا برای جاهايی که وزن تير مهم است کاربرد دارد؛ مانند اضافه کردن طبقه روی ساختمان قديمی و مقاوم‌سازی. تیرآهن‌های IPE لامردی در ساختمان‌های جديد معمولا استفاده نمی‌شود گفتنی است قیمت تیرآهن ها نیز مانند قیمت مقاطع فولادی دیگر به وزن آن‌ها وابسته است، بنابراین تیرآهن سبک،قیمت بسیار مناسبی دارد.

IPE سنگين‌تر از استاندارد

در بعضی موارد وزن تير آهن ۵۰۰ گرم تا يک کيلو بيشتر از استاندارد است. اين مدل به ندرت استفاده می‌شود و برای مکان‌هایی که می‌خواهند اطمينان بيشتر داشته باشند و محدودیت بار نیز ندارند به کار می‌رود

جدول اشتال تیرآهن IPE
سایز تیرآهن	ارتفاع (mm)	عرض بال (mm)	ضخامت جان (mm)	ضخامت بال (mm)	وزن ۱ متر (kg)	وزن شاخه ۱۲ متر (kg)
IPE8	80	46	3.8	5.2	6	72
IPE10	100	55	4.1	5.7	8.1	97.2
IPE12	120	64	4.4	7.3	10.4	124.8
IPE14	140	73	4.7	6.9	12.9	154.8
IPE16	160	82	5.0	7.4	15.8	189.6
IPE18	180	91	5.3	8.0	18.8	225.6
IPE20	200	100	5.6	8.5	22.4	268.8
IPE22	220	110	5.9	9.2	26.2	314.4
IPE24	240	120	6.2	9.8	30.7	368.4
IPE27	270	135	6.6	10.2	36.1	433.2
IPE30	300	150	7.1	10.7	42.2	506.4

روش تولید تیرآهن IPE

برای تولید تیرآهن  IPE از روش نورد گرم استفاده می‌شود. در این روش، ابتدا شمش فولادی در کوره تا دمای حدود ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شود تا کاملا نرم و قابل شکل‌دهی شود. سپس اين شمش داغ از بين چندين غلتک قوی و پشت سر هم عبور می‌کند. هر بار که شمش از يک غلتک رد می‌شود، کمی نازک‌تر و کشيده‌تر می‌شود تا در نهايت شکل I به خود بگيرد. غلتک‌های خط تولید این تیرآهن طوری طراحی شده‌اند که بال‌های بالا و پایین کاملا موازی و یک اندازه باشند و ضخامت بال و جان تقريبا يکنواخت باقی بماند.

بعد از نورد، تير آهن روی سطحی صاف قرار می‌گيرد تا به آرامی سرد شود و از کج شدن آن جلوگیری شود. در نهايت، محصول به طول استاندارد ۱۲ متر یا طول سفارشی مشتری برش داده می‌شود و روی آن علامت کارخانه و سایز تير ثبت می‌شود تا آماده عرضه به بازار شود.

کاربرد تیرآهن IPE چیست؟

تير آهن IPE برای تحمل تنش‌های برشی و خمشی در سازه‌های مختلف طراحی شده است. سبکی وزن و استحکام کافی این تیرآهن، آن را به گزینه‌ای مناسب برای سازه‌هایی با ارتفاع بلند تبدیل کرده است و استفاده از آن می‌تواند روند ساخت‌وساز را با سرعت و کیفیت بالاتری پیش ببرد.

مهم‌ترین کاربردهای تير آهن IPE عبارت‌اند از:

• ساخت ستون‌ فلزی
•  ایجاد خرپاهای سبک
•  به‌کارگیری در پل‌های لانه زنبوری
• ایجاد تیرهای اصلی و فرعی
• ساخت پایه دکل مخابراتی، دوربین و تابلوهای تبلیغاتی بزرگ
• اضافه کردن طبقه روی ساختمان قدیمی

به‌طور کلی، بخش عمده استفاده از این تیر آهن مربوط به صنعت ساختمان‌سازی است، چرا که در این صنعت نیاز به مقاطعی با استحکام بالا و وزن مناسب برای تحمل بارهای سازه‌ای وجود دارد.

مزایای استفاده از تیرآهن IPE

به‌خاطر قيمت مناسب، دسترسی راحت و اجراي ساده، IPE به پرمصرف‌ترين تير آهن در پروژه‌های ساختمانی ايران تبديل شده است. تقريبا هر پيمانکار، مهندس و صاحب‌ساختمانی هنگام کار با اين تير آهن مزايای آن را به‌صورت کاملا ملموس تجربه می‌کند. به همين دليل است که بسیاری از سازه‌های معمولی در ايران با IPE ساخته می‌شوند و معمولا هم انتخابی بدون ريسک محسوب می‌شود.

مهم‌ترين مزايای تير آهن IPE عبارتند از:

• قيمت مناسب
• دسترسی آسان در اکثر سایزها در هنگام خرید تیرآهن
• وزن سبک‌تر و در نتیجه بار مرده کمتر
• جوشکاری و برش آسان
• حمل‌ونقل ساده‌
• کارايی عالی در سقف‌های کروميت و کامپوزيت
• عدم نیاز به تخصص ویژه
• تاييد آسان ناظر در پروژه‌ها

تفاوت تیرآهن IPE با سایر تیرآهن ها

تفاوت تیرآهن IPE و IPB

مهم ترین تفاوت تیر IPEبا سایر تیرآهن ها، يکسان و موازی بودن بال‌هاست. این خصوصیت اجرای سازه را ساده‌تر می‌کند. به علاوه چون این محصول یکی از پرمصرف‌ترين مقاطع در صنعت ساختمان است، در سايزهای بسياری توليد می‌شود و تنوع آن بيشتر از ساير مدل‌هاست.

تير آهن IPB بال‌های پهن‌تر، ضخيم‌تر و سنگين‌تری نسبت به IPE دارد و سطح مقطع آن بزرگ‌تر است. به‌همين دليل، مقاومت بالاتری در برابر نيروهای خمشی و برشی دارد و بيشتر در سازه‌های بزرگ، برج‌ها و پروژه‌های سنگين استفاده می‌شود. در مقابل، IPE وزن کمتر، قيمت مناسب‌تر و کاربرد گسترده‌تری دارد و معمولا در خرپا، سقف، پل‌های فولادی و سازه‌های معمولی به کار می‌رود.

تفاوت تیرآهن IPE و INP

ضخامت بال‌های تير آهن INP از داخل به خارج کم می‌شود و و شیب 14 درصدی ایجاد می‌کند. اين موضوع باعث می‌شود مقاومت آن کمتر از IPE باشد و معمولا در سازه‌های کوچک يا جاهايی که بار زيادی وارد نمی‌شود استفاده شود. در حالی که تير آهن IPE بال‌های موازی و عريض‌تری دارد، وزن بيشتری دارد و به‌همين دليل قدرت باربری بهتری ارائه می‌دهد.