تیر لانه زنبوری چیست؟

تیر لانه زنبوری با شکل ظاهری موجاب کرده به تیر آهن لانه زنبوری شهرت یابند.

از بریدن و جوش کاری دوباره تیرآهن‌ها فضاهای تو خالی در آنها بوجود می‌آید که شباهت بسیار زیادی به لانه زنبور دارد.

هدف از انجام این عمل این است که تیر توانایی لنگر خمشی بزرگتری را در قیاس با تیر نورد شده اولیه تحمل نماید.

با انجام این عمل ارتفاع تیر بیشتر می‌شود.

روش ساخت و تهیه تیر لانه زنبوری به این گونه است که ابتدا در روی جان تیر آهن نورد شده با استفاده از الگو که به صورت ۵ شش ضلعی از ورق آهن سفید یک میلی‌متری (شابلون) با توجه به استاندارد ساخته شده خط می‌گردد.

سپس تیرآهن با زدن تک خال روی شاسی افقی در نقاط مختلف قرار می‌گیرد.

سپس با دستگاه برش برنول آن را برش زده تا پروفیل را به دو قسمت تقسیم نمایند.

در مرحله بعد پروفیل را به اندازه یک دندانه جا به جا می‌کنند و دندانه‌های ردیف بالا و پایین را با دقت در مقابل هم قرار می‌دهند و آنها را به هم جوش می‌دهند.

تیرهای ساخته شده در محل تکیه‌گاه ها در ناحیه‌ی حفره‌های خالی در مقابل تنش‌های برشی ضعیف می‌شود.

برای جبران این عیب آن حفره‌ها را با ورق‌های تقویتی پر می‌نمایند.

نوعی از این تیر لانه زنبوری وجود دارد که برای بریدن قطعات بالا و پایین ورق واسطه اضافه می‌کنند.

که این ورق واسطه بین دندانه‌ها جوش می‌شود.

این نوع تیرآهن‌ها از تیرآهن‌های بدون ورق واسطه بسیار مستحکم‌تر و قوی‌تر است.

• تحمل بار بالا
• مقاومت بیشتر
• افزایش بار خمشی
• مقرون به صرفه و کاملاً اقتصادی
• افزایش استحکام و مقاومت بدون بار اضافه
• کاربردهای متنوع در انواع صنایع به ویژه پل‌سازی، حمل و نقل، عمران و غیره

وجود حفره‌ها در جان تیرها دارای معایبی می‌باشد که می‌توان به کاهش مقاومت برشی در محل اتصال پل به ستون‌ها اشاره نمود.

به همین منظور گاهی از ورق‌های فلزی به منظور پوشاندن این حفره‌ها استفاده می‌کنند.

در ساخت این تیرآهن باید استانداردهایی که باعث افزایش ارتفاع می‌شود، رعایت شود .

در صورت عدم رعایت استانداردها تیر زیر بار صددرصد خراب می‌شود.

به منظور یکپارچه سازی تیرآهن، جوشکاری سرتاسری باید صورت گیرد.

خواص فولاد و مقاومت آن در اثر جوشکاری تغییر می‌کند.

ضریب اطمینان و ایمنی این نوع تیرآهن نسبت به دیگر مقاطع کمتر است.

اما به دلیل مزایای فراوان این محصول فولادی هنوز از آن به طور متداول در ساختمان‌ها استفاده می‌کنند.

کاربرد تیر لانه زنبوری به این دلیل است که ممان خمشی آن بیشتر و کمترین تغییر شکل را خواهد داشت.

همینطور به علت وزن کمتری که نسبت به نمونه تیر مشابه دارد نیز مورد کاربرد و فروش قرار می گیرد.

کاربرد به عنوان تکیه‌گاه:

حتما به این نکته توجه کنید!

اگر کاربرد این تیرآهن به عنوان تکیه‌گاه است لازم است حداقل یکی از حفره‌ها با ورق‌های آهنی در تکیه‌گاه کاملا پر شود.

در نوع دیگری از پروفیل‌های لانه زنبوری یک ورق واسطه در بین قطعات بالا و پایین قرار می‌دهند.

یعنی به این صورت که ورق واسطه بین دندانه‌های قطعه‌های بالا و پایین جوش می‌خورد و بسیار قوی خواهد شد.

استفاده‌ی تیر لانه زنبوری در ساختمان سازی:

در ایران از سال‌های پیش ساخت سازه‌های فولادی شروع شده و در طی سال‌ها دستخوش تغییراتی گردیده است.

که نمونه‌ای از این تغییرات استفاده کردن از تیر لانه زنبوری می‌باشد که از این نوع تیر به عنوان کاراهای فرعی در سقف و یا حتی به عنوان تیرهای اصلی که به عنوان حمل بار ثقلی به کار می‌رود.

با توجه به این صحبت‌ها قاب‌های خمشی با استفاده از این نوع تیرها ساخته می‌شوند.

همانطور که گفتیم از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هستند زیرا تمامی هزینه‌های برش،جوشکاری و مونتاژ کمتر از ارزش فولاد مصرفی است.

برش به روش کوپال: 

با استفاده از دستگاه قطع کن سنگین که به گیوتین مخصوص مجهز است، تیرآهن به شکل سرد در امتداد خط منکسر قطع می‌شود.

برش به روش برنول: 

برش در این حالت به صورت گرم انجام می‌گیرد.

به این صورت که کارگر ماهر برش را با شعله بنفش رنگ قوی حاصل از گاز استیلن و اکسیژن، به وسیله لوله برنول، انجام می‌دهد.

بریدن تیرهای سبک به وسیله ماشین‌های برش اکسیژن شابلن دار نسبتا ساده است.

در ایران تیرهای لانه زنبوری را بیشتر با دست تهیه می کنند.

در تیر لانه زنبوری علاوه بر تنش‌های خمشی اصلی در محل حلقه‌ها تنش‌های خمشی ثانویه حاصل از برش در مقطع ایجاد می‌گردد.

که گاهی این تنش از تنش‌های خمشی اصلی در تیر بزرگ‌تر هستند.

این تنش‌ها از کارایی تیر می‌کاهند و برای مقابله با آنها باید حلقه‌های کناری را با ورق پر کرد.

خصوصا هنگامی که از این نوع تیرها بصورت یکسره استفاده می‌شود.

در محل تکیه‌گاه ها که هم نیروی برشی و هم لنگر خمشی زیاد می‌باشد تنش‌های خمشی بشدت افزایش میابد و نیاز به تقویت تیر در این محل‌ها می‌باشد.

که از لحاظ اقتصادی قابل توجیه نمی‌باشد.

در این پروژه برای مقابله با این ضعف در تیر لانه زنبوری رفتار مرکب بتن و فولاد تهیه شده هست.

به این ترتیب که داخل تیر فلزی در نقاطی که تنش‌های ثانویه قابل ملاحظه می‌باشند از بتن پر می‌شود و کشش حلقه‌های خالی را به عمل تغییر می‌دهد.

این امر سختی و مقاومت تیر را افزایش می دهد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می‌باشد .

فواصل آکس ستون‌ها نه تنها در طرح تیر لانه زنبوری تاثیر گذارند بلکه در همه جا آنها را مورد بررسی قرار داده‌اند.

تحت تستی که انجام گرفت مشاهده شد که برنامه تقویت تیرها، به میزان قابل توجه‌ای وزن آنها کاهش داد.

صورت گرفتن اصلاحات مجدد روی نحوه و جهت تیر ریزی سقف از ضخامت پیلت‌ها کاسته شد.

در برخی مواقع روش‌های دیگری جایگزین قرار دادن پیلت‌های جفت در بالا و پایین کرده‌اند.

به این صورت که یک لنگر ماکزیمم موجود در تیر را فیکس کرده و پس از آن در پاره‌ای از تیر‌ها اصلا دیگر نیازی به ورق نخواهد بود.

بدون شک محاسبه و تجربه و مقایسه دقیق است که ثابت می‌کند فواصل آکس ستون‌ها چه نتایج قابل قبولی بر روی ضخامت ورق‌های تقویتی تیر لانه زنبوری دارد.

فقط با جابجایی یک ردیف ستون و کم کردن دهانی بارگیر از ۲۴ تیر ورق‌خور فقط ۵ – ۱۰ عدد از آنها به تقویت احتیاج داشت.

باقی آنها با مقاطع یکدست جایگذاری شدند.

البته لازم به ذکر است این امکان وجود ندارد که در همه موارد ستون‌ها را جا به جا و یا دهانه‌ی آنها را کاهش داد.

زیرا ممکن از در معماری محدودیت‌هایی وجود داشته باشد که این جا به جایی را غیرممکن می‌کند.

اما در پروژوهایی که اهمیت چندانی نداشته و یا اثرات نیروی زلزله در نتیجه ارتفاع آنها زیاد نیست پدیده‌های له شدگی و یا اجرای نامناسب وجود ندارد تیر‌ لانه زنبوری از تیرآهن‌های مناسبی هست.

اگر در این پیلت‌های تقویتی به گونه‌ای مناسب استفاده گردد مقرون به صرفه بوده و وزن سازه نیز کاهش خواهد یافت.

مقاطع زنبوری به علت افزایش ارتفاع جان و افزایش نسبت عرض به ضخامت جان، فشرده نمی‌باشند.

مقاطع لانه زنبوری دارای سوراخ‌های متعدد و در بیشتر طول خود فاقد مصالح فولادی در جان تیر هستند.

نیز به علت استفاده از جوش‌های کارگاهی و عمدتاً بی‌کیفیت، دارای مقاومت برشی کم هستند.

که همین ضعف سبب شده است استفاده از تیر لانه زنبوری برای محل مهاربندی‌ها و قاب‌های خمشی گزینه مناسبی نباشد.

در صورتی که بنا به هر دلیلی (مانند ایجاد سوراخ دسترسی یا عبور تاسیسات) مجبور به ایجاد سوراخ در جان تیر شویم بایستی این سوراخ خارج از ناحیه حفاظت شده دو انتهای تیر و در نیمه میانی طولی دهانه باشد.

همین طور اطراف سوراخ باید به نحوی تقویت شود که مقاومت خمشی و برشی تیر دچار افت نشود.

نمونه‌ای از سوراخ تقویت شده به وسیله‌ی سخت کننده‌های طولی را در عکس زیر مشاهده می‌کنید.

استفاده از تیرهای لانه زنبوری در سیستم‌های مهاربندی شده، فقط در دهانه‌های غیر مهاربندی شده مجاز می‌باشد.

برای تیرهای فرعی که دو سر آنها مفصلی بوده، استفاده از تیر لانه زنبوری مجاز است.

تیرهای پل که دو سر مفصل‌اند به علت قرار گرفتن تیرهای فرعی روی آنها و ایجاد برش زیاد در جان تیر آن، نمی‌­تواند به صورت لانه زنبوری طرح و اجرا شود.

امیدوارم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد

نویسنده : سیدعلی منتظری

منبع : بخش مقالات تخصصی سایت استوارسازان

امیدوارم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد