تیر ورق چیست ؟
با توجه به پیشرفت تلکنولوژی در عصر جدید شاهد تغییر فرآیند هایی می باشیم که هم روند ساخت و هم روند تولید را سهل و سرعت می بخشد از این رو صنعت ساختمان نیز از پیشرفت جا نمانده است و روز به روز درحال پیشرفت می باشد.
از این رو همیشه با دیدن ساختمان های عظیم این سوال در ذهن ما ایجاد می شد که چگونه و چطور اسکلت فلزی پروژه های بزرگ طراحی و تولید و نصب می شود که در این مقاله به پاسخ به این سوال خواهیم پرداخت. (جهت مطالعه بیشتر به تفاوت تیرآهن H وارداتی و ایرانی مراجعه نمایید)
حال نوبت به آن رسیده که تیر ورق چیست را توضیح دهیم در اصطلاح تیر ورق به انگلیسی Plate Girder نام دارد. تیر ورق حاصل از سه ورق است که دو ورق به عنوان بال و یک ورق به عنوان جان را به هم جوش می دهند. و یک مقطع I را تشکیل می دهد و می تواند بارهای سنگین را تحمل کند, عملکرد تیر ورق تکیه گاهی برای بارهای سنگین عمودی بوده که در فواصل طولانی به کار می رود.
نحوه ساخت تیر ورق
در فیلم زیر به طول کامل از ابتدایی ترین تا محصول نهایی تیر ورق به تصویر کشیده شده است
قیمت ساخت تیر ورق
قیمت تیر ورق در ساختمان های زیر 7-8 طبقه بسیار بالاست و در استفاده از تیر ورق محدودیت هایی وجود دارد که در مقایسه با تیرآهن گرانتر است. ولی در برج سازی تنها گزینه تیر ورق است چون هم هزینه تمام شده کمتر از تیر آهن است هم از تیر آهن نمی توان برای برج سازی استفاده کرد.باید توجه داشت که عنصر اصلی تیر ورق, ورق سیاه می باشد که قیمت ورق سیاه بروی قیمت نهایی تیر ورق تاثیر مستقیم دارد جهت مشاهده قیمت روز ورق به از منوی سایت به قیمت ورق مراجعه نمایید.
جهت مقایسه تیر ورق و تیر آهن به مقاله مربوطه مراجعه نمایید
حمل و نقل تیر ورق چگونه است ؟
و به دلیل خاص بودن در ساخت تیر ورق اگر طول ساخت شده بیشتر از 12 متر می باشد نیاز است از ماشین آلات خاص جهت جابجایی تیر ورق استفاده شود که این امر باعث می شود حمل و نقل تیر ورق سخت شود و هزینه نهایی را افزایش دهد. به همین جهت تمامی کارگاه های سازه فولادی تمامی تلاس خود را می کنند که طول تیر ورق های ساخته شده کمتر از 12 متر باشد تا با تریلی های معمولی آهن کش بتوان با کمترین هزینه جابجا کرد.
تحمل بار تیر ورق و بررسی استقامت
وظیفه بال تیر یعنی صفحات بالا و پایین مقاومت در برابر نیروی فشاری و کششی در برابر لنگر خمشی بوده است, اما وظیفه جان تیر ورق مقاومت در برابر برش است. در طراحی اقتصادی و رسیدن به خمش مشخص باید فاصله بالها را افزایش داد. اغلب تیر ورق در اسکلت فلزی ساختمان ها و پل های با دهانه کوچک تا متوسط استفاده می شود. ولی اگر قرار باشد برای دهانه های بیشتر از 20 متر از تیرهای صفحه ای استفاده شود. باید تیر ورق با سخت کننده ( استیفنر ) تقویت شوند. اصولا تیر ورق ها برای دهانه های ساده تا ۴۰ متر مناسب است.
چنان که متوجه شدید ساختار تیر ورق مشابه تیر آهن می باشد به نوعی میتوان گفت که تیر ورق نوعی تیرآهن است که با جوش یا پرچ Web Plate عمودی (جان) و Flanges Plate (بال) به هم متصل می شود. تیر ورق دارای مقاومت خمشی خوبی است. و اگر نیاز باشد که مقاومت در برابر خمش و برش بیشتر شود کافیست با افزایش فاصله بین بال ها یا فلنج این مقاومت حاصل شود.
صفحه وب پلیت Web Plate که همان جان تیر ورق میباشد از صفحات نازک ساخته می شود جهت افزایش مقاومت تیر ورق درمقابل بار از استیفنرهای افقی و عمودی استفاده می شود. (جهت مطالعه بیشتر به عیوب تیرهای فولادی چیست مراجعه نمایید)
تاریخچه تیر ورق
آن زمان که فن آوری جوشکاری در دسترس نبود تیر ورق ها را با پرچ به هم متصل می کردند .
اولین سازه با تیر ورق
این سازه از قدیمی ترین سازه های فولادی در آمریکا می باشد که درسال 1964 ساخته شد که در ویدیو به توضیح کامل آن که چرا این پل ایجاد شد و چگونه ساخته شد توضیح داده می شود.
امروزه وقتی تیر ورق جوشی را با پرچی مقایسه می کنیم به این نتیجه می رسیم که تیر ورق جوشی از نظر وزن سبک تر مستحکم تر و زیبا است.
اجزای تیر ورق
پس از آن که تیر ورق چیست را توضیح دادیم حال به اجزای تیر ورق می پردازیم که تیر ورق حاصل از سه ورق است که دو ورق به عنوان بال و یک ورق به عنوان جان را به هم جوش می دهند. و یک مقطع I را تشکیل می دهد
- جان تیر Web Plate ( تیغه )
- بال تیر Flanges Plate ( فلنج ها )
- سخت کننده Stiffeners ( استیفنرها )
جان تیر ورق چیست ؟
ورق عمودی تیر ورق مانند یک تار در تیر ورق عمل می کند. که در اصطلاح به آن وب پلیت می گویند که دو صفحه بال را با فاصله لازم جدا می کند. جان تیر ورق مقاومت بالایی در برابر نیروی برشی دارد . صفحات وب پلیت از 8 میلیمتر به بالا متغییر است. عرض صفحه وب به نوع و مقدار بارگذاری بستگی دارد.
اگر نمیدانید بیس پلیت چیست شما را به مطالعه بیشتر دعوت میکنیم
فلنج در تیر ورق چیست ؟
فلنج یا صفحات فلنج عناصر افقی تیر ورق هستند که در بالا و پایین توسط وب از هم جدا می شوند. هدف اصلی صفحات فلنج مقاومت در برابر نیروی خمشی می باشد که روی تیر ورق قرار دارند. فلنج بالا در برابر نیروی فشاری و فلنج پایین در برابر نیروی کششی مقاومت می کنند. آنها باید دارای عرض و ضخامت مناسب باشند تا در برابر گشتاور خمشی مقاومت خوبی داشته باشند.
سخت کننده ها, وب پلیت ها و فلنج در صورت اتصال صحیح با جوشکاری یا پرچ یا پیچ و مهره ساختار تیر ورق را تشکیل می دهند.
استیفنر تیر ورق چیست ؟
استیفنر ها Stiffeners ورق های تقویتی هستند که برای اتصالات مخصوصا اتصالات گیردار بسیار کاربرد دارد و اگر ورق های عادی جوابگوی نباشد باید از ورق های تقویتی یا همان استیفنر استفاده می شود باید توجه داشت که در اتصال تیر به ستون نیروی بالهای تیر به صورت فشاری و کششی به ستون وارد می شود. که ممکن است نیاز به سخت کننده فشاری و کششی باشد.
سخت کننده ها بر دو نوع طبقه بندی می شود.
- سخت کننده عمودی Vertical Stiffeners
- سخت کننده افقی Horizontal Stiffeners
سخت کننده عمودی در تیر ورق
سخت کننده های عمودی در سمت راست فلنج متصل می شوند به سخت کننده های عمودی سخت کننده عرضی نیز می گویند.
باز این سخت کننده های عمودی به دو نوع تقسیم می شود:
- سخت کننده انتهایی
- سخت کننده میانی
که بر اساس موقعیت و کارایی در تیر ورق طبقه بندی می شود.
سخت کننده انتهایی ؟ در دو انتهای تیر ورق گذاشته می شود. آنها بار را از تیر ورق دریافت کرده و به تکیه گاه منتقل می کند. در تیر ورق ها بعضی از قسمتهای انتهایی جان تیر تحت نیروی فشاری قرار می گیرند که با وجود این نیرو جان تیر ورق ممکن است خرد شود. در اینجا سخت کننده های انتهایی نقش مهمی را ایفا می کنند و مانع از خرد شدن جان تیر می شوند. سفت کننده های انتهایی را سفت کننده های تکیه گاه نیز می گویند.
سخت کننده میانی چیست ؟ در شرایطی که بارهای متمرکز روی تیر ورق اعمال می شود از سخت کننده های میانی استفاده می شود. در صورتی که ضخامت جان تیر کمتر از 20 میلی متر باشد ممکن است جان تیر به دلیل نیروی برشی خم شود. به همین دلیل از کننده میانی برای افزایش نیروی کمانش در جان تیر استفاده می شوند.
سخت کننده افقی در تیر ورق
سخت کننده افقی به موازات فلنج ها ( بال تیر ) طراحی می شوند. به آنها سخت کننده طولی نیز می گویند. این سخت کننده ها نیروی کمانش را در قسمت جان تیر افزایش می دهند. سخت کننده های افقی به دوشکل طراحی می شود پیوسته یا نا پیوسته
سخت کننده افقی تمام سخت کننده های عمودی را قطع کرده و به هم متصل می کند. و همچنین بارهایی که بال ها و جان وارد می شود را می گیرد.
سخت کننده های افقی ناپیوسته همان سخت کننده های منقطع هستند. آنها هیچ باری از جان و بال تیر را تحمل نمی کنند فقط در برابر نیروی کمانشی که به جان تیر وارد می شود مقاومت می کند.
با وجود اینکه سخت کننده ها در صنایع مختلفی استفاده می شود. نامهای مختلفی دارند از جمله: تحمل کننده بار, سخت کننده طولی, سخت کننده انتهایی, سخت کننده میانی.
در کارخانه ها و کارگاه های سازه فولادی عموما از جرثقیل سقفی برای بلند کردن و جابجایی تجهیزات ماشین سنگین استفاده می شود. این نوع جرثقیل بیشتر با دست یا برق کار می کنند.
غالبا اکثر جرثقیل ها از تیر ورق ساخته می شوند.
تیر ورق در پل فولادی
در پلهای فولادی آسیب ( ترک یا شکستگی ) اغلب در اتصالات به دلیل خستگی یا خوردگی ایجاد می شود. برای پل های راه آهن فولادی که تحت تاثیر لرزش های بزرگ قطار می باشد خستگی مهمتر از خوردگی است. مخصوصا در اتصالات جوشکاری بیشتر ترک ها و شکستگی ها ناشی از خستگی می باشد. و روش پیشنهادی استفاده از تقویت کننده می باشد.
در پلهای راه آهن قدیمی در ژاپن از ملات لاتکس, صفحات تقویت کننده GFRP, بتن زودگیر و تقویت کننده ها برای افزایش سختی, ظرفیت حمل بار و همچنین دوام اتصالات استفاده می شده است.
ما در اینجا سعی کردیم یک نمونه با دهانه ۲ متری را نشان دهیم. سخت کننده های عمودی برای جلوگیری از خرابی کمانش قبل از شکست خمشی, در قسمت پشت کار جوش داده می شود.
تقویت اتصال تیر امتداد عرضی در پلهای قدیمی
- پوشش ملات لاتکس
- تنظیم صفحات تقویت کننده GFRP
- ریختن بتن
ابعاد و اندازه اتصالات فولاد قبل و بعد از تقویت کننده
- ارتفاع جانبی اتصال قبل از تقویت کننده
- ارتفاع جانبی اتصال پس از تقویت کننده
- A-A برش – B-B برش
اتصال تیرآهن با تیر ورق
- در این سازه از تیرآهن های کوچکتر غالبا به عنوان اعضای میانی تیر ورق استفاده می شود.
- تیرآهن به طور کلی برای تحمل بارهای کف و انتقال آن بارها و انتقال آن به تیر ورق به صورت عمودی استفاده می شود.
جهت مطالعه بیشتر به ویکی پدیا مراجعه فرمایید.
