یکی از اجزای مهم در ساخت سازه های فلزی و بتنی تیرآهن می باشد. تیرآهن ها نقش اساسی در تحمل بار سازه و نیروهای خمشی و برشی را دارند. به همین دلیل باید به درستی در جاهای مورد نیاز قرار بگیرند. تعداد و وزن تیرآهن های مورد نیاز باید قبل از اجرای پروژه مشخص شود تا بتوان آن را در برآورد هزینه پروژه منظور کرد. بنابراین مجریان طرح باید بتوانند میزان تیرآهن مورد نیاز برای یک سازه را محاسبه کنند.
پارامترهای مهم در محاسبه تیرآهن برای ساختمان
برای اینکه بتوانیم به طور دقیق میزان تیرآهن مورد نیاز برای یک پروژه را محاسبه کنیم باید ابتدا نوع سازه مشخص باشد و بدانیم عملکرد تیر در آن دقیقا به چه صورتی است. تیرهای مورد استفاده برای هر پروژه در سه دسته اصلی، فرعی و کلاف قرار می گیرند که هر کدام وظیفه مشخصی دارند. بنابراین وقتی نوع ساختمان و عملکرد مورد انتظار از تیرها را مشخص کردیم می توانیم بگوییم برای پروژه مورد نظر تقریبا چند تیرآهن و با چه متراژی نیاز داریم. در کنار نقش تیرآهن به عنوان یکی از اجزای باربر سازه، قیمت تیرآهن نیز در محاسبات تیرآهن تاثیر دارد.
روش محاسبه وزن تیرآهن های مختلف برای ساختمان
برای این کار جدول استانداردی به نام جدول اشتال وجود دارد که وزن مخصوص متناسب با تیرآهن مورد نیاز شما در آن درج شده است. در زیر روش محاسبه برخی از پرکاربردترین تیرآهن ها را توضیح می دهیم:
- تیرآهن نوع IPE20: اگر تیرآهن IPE20 نیاز داشته باشید که مثلا طول آن 12 متر باشد برای محاسبه وزن مورد نیاز طبق جدول اشتال باید به شکل زیر وزن را محاسبه کنید: وزن تیرآهن: 12 * 40/22 ( وزن مخصوص از جدول اشتال) = 80/268
- تیرآهن نوع IPE18: برای محاسبه تیرآهن IPE18 به طول 10 متر از فرمول زیر استفاده می شود. (البته این یک مثال است و برای طول های دیگر کافی است به جای عدد 10 متراژ مورد نظر را جایگزین کنید.) وزن تیرآهن: 10 * 8/18 ( وزن مخصوص از جدول اشتال) = 188
- تیرآهن لانه زنبوری: از تیرآهن لانه زنبوری بیشتر برای تقویت خمشی سازه استفاده می شود. وزن تیرآهن لانه زنبوری با طول 10 متر با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود. وزن تیرآهن لانه زنبوری: 10 * 33/10 (وزن مخصوص با استفاده از جدول اشتال) = 30/103
وزن سایر تیرآهن ها که کمتر کاربرد دارند را نیز می توانید بر اساس وزن مخصوصشان در جدول اشتال محاسبه کنید.
نحوه محاسبه تعداد تیرآهن مصرفی
مهمترین عامل برای مشخص کردن تعداد تیرآهن مصرفی نوع سازه از نظر بتنی یا فلزی بودن آن می باشد. به علاوه اینکه ما چه انتظاری از قرار دادن تیرآهن در سازه داریم نیز اهمیت دارد. بنابراین تعداد تیرآهن برای هر پروژه کاملا منحصر به فرد است و نمی توان یک فرمول کلی برای آن ارائه داد. مثلا در یک اسکلت فلزی با مهاربندی هم مرکز، اگر آرماتورهای سقف را هم در نظر نگیریم به ازاء هر متر مکعب از ساختمان تقریبا 40 الی 70 کیلوگرم آهن نیاز داریم. حال باید ببینیم وزن هر شاخه تیرآهنی که می‌خواهیم تهیه کنیم چقدر است تا بتوانیم تعداد تقریبی را مشخص کنیم. این مقدار در سازه های بتنی معمولا بین 35 الی 60 کیلوگرم به ازای هر متر مکعب می باشد.
به طور کلی محاسبه تیرآهن برای ساختمان به عهده مهندسین طراح سازه می باشد، اما در هنگام محاسبه باید علاوه بر مقدار مورد نیاز تیرآهن برای ساختمان کیفیت آن نیز در نظر گرفته شود تا به خاطر قیمت و کیفیت پایین مقاومت سازه کم نشود. این کار در پروژه های جدید بسیار مرسوم شده و خسارات جبران ناپذیری را ایجاد می کند.
