انواع تیرها در ساخت و ساز
تیر یک عنصر یا عضو سازه ای است که تا حد زیادی بارهای وارد شده در امتداد محور خود را به تکیه گاه های خود مانند: دیوارها و ستون ها و پایه ها و غیره منتقل می کند.
انواع تیرآهن در ساخت ساختمان ها و سازه ها به کار می رود. بارهای عمودی و تنش های برشی و لنگرهای خمشی همگی می توانند توسط این اعضای سازه افقی جذب شوند. تیرها بارها را در تمام طول خود از جمله دیوارها و ستون ها و پایه ها و سایر سازه ها توزیع می کردند. (جهت مطالعه بیشتر به تیرآهن ارزان در بازار مراجعه نمایید)
A / انواع تیرها بر اساس مصالح ساختمانی
１. تیربتن آرمه
بتن سیمانی ساده و میلگردهای آرماتور یک تیر بتن آرمه را تشکیل می دهند. این متداول ترین نوع تیر مورد استفاده در ساخت و ساز ساختمان است. این نوع تیرها را می توان در بسیاری از خانه ها مشاهده کرد.
２. تیرآهن فولادی
تیرهای فولادی در انبارها و برج ها و ساختمان های صنعتی و خرپاها و سایر سازه های فولادی مورد استفاده قرار می گیرند. تیرهای فولادی اغلب استفاده می شوند زیرا دارای ممان های دوم سطح بالایی هستند. به این معنی که از نظر سطح مقطع خود سفت هستند و می توانند بار زیادی را بدون افت تحمل کنند. (جهت مطالعه بیشتر به مشهورترین سازه فلزی جهان مراجعه نمایید)
３. تیر کامپوزیت
این یک جزء ساختاری از دو ماده مختلف به هم متصل شده و یک واحد را تشکیل می دهد برای مثال از تیرهای کامپوزیت فولادی و بتنی در ساخت و ساز ساختمان استفاده می شود. برای محکم کردن این دال بتنی از یک فلنج فولادی پهن استفاده شده است.
４. تیر چوبی
تیرهای چوبی تکیه گاه های ساختاری افقی هستند که از چوب ساخته شده اند. این تیرها در سازه های چوبی مانند خانه های مسکونی استاندارد هستند. محصولات چوبی مهندسی شده مقاومت بالاتری در برابر پیچش و تاب برداشتن دارند. از لحاظ تاریخی تیرهای چوبی قدیمی ترین تیرهای مورد استفاده در ساخت و ساز هستند. نوع و اندازه چوب به میزان باری که تیر چوبی می تواند تحمل کند تاثیر می گذارد. مقاوم ترین تیرهای چوبی تیرهای متراکم و نزدیک به دانه هستند.
(جهت مطالعه بیشتر به محاسبه بار تیرآهن مراجعه نمایید)
در مقایسه با سایر تیرها, تیرهای چوبی عملکرد حرارتی بهتری دارند. با این حال نیاز به نگهداری دارند زیرا مستعد پوسیدگی و هجوم و آتش سوزی هستند. این تیرها در ساخت خانه و ساخت پل موقت و سقف سازی معمولی هستند.
B/ انواع تیرها بر اساس شرایط پشتیبانی
５. تیر با پشتیبانی ساده
این یکی از اساسی ترین عناصر ساختاری است زیرا هر دو انتهای آن پشتیبانی می شود. تیر با تکیه گاه ساده آزادانه بر روی دیوارها یا ستون ودر هر دو انتها نگه داشته می شود. در یک انتها تکیه گاه پین شده و در انتهای دیگر تکیه گاه غلتکی وجود دارد. تیر با تکیه گاه ساده امکان حرکت افقی تیر را می دهد و این نوع تیر بسته به کرنش می تواند برش و خم شدن را تحمل کند.
(جهت مطالعه بیشتر به قیمت تیرآهن و عوامل موثر مراجعه نمایید)
６. تیر تای یا کلاف میانی
این تیرهای افقی هستند که ستون ها و تیرها یا خرپاها را به هم متصل می کنند. ما اصولا از تیرهای اتصال در سقف ها استفاده می کنیم و وقتی روی سقف ها استفاده می شود. نمی توانند بارهای عمودی سنگین مانند دیوارها را حمل کنند. آنها همچنین به عنوان تیرهای تسمه ای عمل می کنند تا خروج از مرکز ستون ها در پایه فونداسیون را حذف کنند. تیرهای اتصال همچنین از کمانش ستون های با فشار زیاد به سمت بیرون جلوگیری می کند. ما همچنین از تیرهای اتصال برای نگه داشتن میله های طولی در محل بتن ریزی استفاده می کنیم. (جهت مطالعه بیشتر به مقایسه تیرآهن اصفهان و اهواز مراجعه نمایید)
７. تیرچه کنسولی
تیر کنسول به عنوان یک تیر بسته شده در یک انتها و آزاد بودن در انتهای دیگر تعریف می شود. بار به پشتیبان توزیع می شود و تحت تنش لحظه ای و برشی قرار می گیرد. پنجره ها و بالکن ها و برخی پل ها همگی با استفاده از تیرهای کنسول امکان پذیر هستند. تیر با عمل خمش بار را به انتهای ثابت خود منتقل می کند. تیر کنسولی بار را روی دهانه حمل می کند و تحت فشار خمشی و برشی قرار می گیرد.
８. تیر ثابت
این نوع تیرها دارای دو سر ثابت هستند. علاوه بر این حرکت چرخشی تیر ثابت کنترل می شود. انتهای تیر ثابت نمی تواند بچرخد زیرا در هر دو انتها ثابت است. تیر ثابت به گونه ای قرار می گیرد که فشار بالا را تحمل کند. هیچ واکنشی از این نوع پرتوها وجود ندارد. در ساخت ساختمان های بلند و سازه های صنعتی استفاده می شود. (جهت خرید و بررسی به قیمت تیرآهن مراجعه نمایید)
９. تیر فراگیر
معمولا برای این نوع تیرها از یک سازه تیر مانند پشتیبانی ساده استفاده می شود. با این حال در یک تیر آزاد, یک انتهای آن فراتر از تکیه گاه است. تیر اغلب در هر انتهای ستون برای انتقال بار تحویل داده می شود.
یک ستون یک سر تیر آزاد را پشتیبانی می کند. در حالی که سر دیگر از تکیه گاه آزاد است در ساختمان های مسکونی, معمولا از تیرهای آزاد برای ایجاد سایه یا بالکن استفاده می شود. هر دو سر تیر دو گانه آزاد تا حدودی از تکیه گاه دور هستند. (جهت مطالعه بیشتر به تفاوت تیرآهن H وارداتی و ایرانی مراجعه نمایید)
１０. تیر پیوسته
یک تیر پیوسته شامل بیش از دو یا چند تکیه گاه است. این شبیه به یک پرتو پشتیبانی است. هنگامی که یک تیر در دو انتها با تکیه گاه میانی نگهداری می شود. به آن تیر پیوسته می گویند. دهانه های متعددی در این نوع تیرها وجود دارد. در ساخت پل معمولا از تیر پیوسته استفاده می شود. این نوع از تیرها دارای بیش از دو تکیه گاه است که در طول آن قرار دارند.
１１. تیر خرپایی
یک خرپا یک تیر خرپایی را تقویت کرده است. این تیرها معمولا برا ساخت سوله های کارگاهی و سوله های انباری که به دهانه بلند و فضای باز نیاز است استفاده می شود. جهت توضیحات بیشتر به تیر ورق چیست مراجعه نمایید
１２. تیر جهانی
یکی از پرکاربردترین تیرها در سازه های فولادی که عناصر افقی این تیر به عنوان فلنج شناخته می شوند. در حالی که به المان عمودی جان می گویند.
جان در برابر نیروهای برشی مقاومت می کند و فلنج ها در برابر گشتاورهای خمشی مقاومت می کنند. تیرهای جهانی دارای ممان اینرسی بالایی هستند. جهت مطالعه بیشتر به تیرآهن چیست مراجعه نمایید
１３. تیر هیپ
ما در طراحی اکثر طرح های سقف از تیر هیپ استفاده می کنیم. این تیرها غالبا برای ساخت سقف های هیپ استفاده می شود که در قسمت میانی سقف همگرا می شوند. تیرهای هیپ از تیرهای باربر دیگری پشتیبانی می کنند که در زوایای متناسب از هم جدا شده اند.
１４. تیر سرد
تیرهای سرد سیستم های گرمایشی و سرمایشی هستند که برای ساختمان های بزرگ استفاده می شوند. این تیرها دارای مبدل های حرارتی هستند که به سقف متصل شده اند و دارای یک سری لوله هستند. این لوله ها می توانند اتاق را گرم یا خنک کنند. تیرهای سرد بسته به سیستم مکانیکی مورد استفاده برای گرم یا سرد کردن یک واحد فعال یا غیرفعال هستند. تیرهای سرد با سقف های سرد متفاوت هستند. به طوری که تیرهای سرد به عنوان سیستم انتقال گرما یا سرما استفاده می کنند. تیرهای سرد مقرون به صرفه و نگهداری آسانی دارند. اما دارای معایبی هستند زیرا ما نمی توانیم از این سیستم های گرمایشی برای اتاق هایی با ارتفاع کف تا سقف بیش از ۲.۴ متر استفاده کنیم. به همین دلیل هوا به اندازه کافی گردش نمی کند و در نتیجه سیستم را ناکارآمد می کند.
(جهت مطالعه بیشتر به اهمیت کنترل کیفیت در تولید آهن مراجعه نمایید)
C/ انواع تیرها بر اساس شکل مقطع
１５. تیر مستطیلی
سطح مقطع تیر مستطیلی در قسمت پایین تنش و در بالا فشار را تحمل می کند. در نتیجه پایین مقطع تیر نسبت به قسمت بالایی و تقویت بیشتری دریافت می کند. تیرهای مستطیلی رایج ترین نوع تیرهای ساختمانی هستند.
１６. تیر مقطع T
در بیشتر مواقع این تیر به صورت یکپارچه با دال بتن آرمه ساخته می شود. گاهی اوقات از تیرهای T جدا شده برای افزایش مقاومت فشاری بتن استفاده می شود.
１７. تیر مقطع I
در ساخت سازه های فولادی از تیرآهن I استفاده می شود. در سازه های فولادی, تیرهای I می توانند با خیال راحت در برابر نیروهای خمشی مقاومت کنند. تیرهای مقطع I بر اساس مشخصات کارخانه تولید می شوند. در معماری بخش I beam در خرپاهای پشتیبانی مهم به کار می رود. تیر I با استحکام بیشتر نسبت به سایر مقاطع تیر از یکپارچگی سازه بیشتر از سایر مقاطع تیر محافظت می کند.
１８. تیر مقطع L
تیر L نوعی تیر است که در گوشه یا اطراف محیط دال استفاده می شود.
１９. تیر مقطع C
این تیر با یک قسمت کانال است که اغلب به عنوان بخش C شناخته می شود.
D/ انواع تیرها بر اساس هندسه
２０. تیر مستقیم
تیرهای مستقیم در طول خود دارای یک کانتور مستقیم هستند. اکثر سازه ها از تیرهای مستقیم تشکیل شده اند.
２１. تیر مخروطی
تیرهای مخروطی به دلیل نسبت سختی به جرم بسیار خوبی که دارند به طور گسترده در کاربردهای سازه ای استفاده می شوند. آنها مزایای متعددی نسبت به تیرهای منشوری دارند از جمله افزایش ظرفیت باربری برشی, افزایش پایداری جانبی و کاهش وزن.
２２. تیر منحنی
تیرهای منحنی آنهایی هستند که شکل یا نیمرخ منحنی دارند معمولا در ساخت ساختمان های دایره ای یا منحنی شکل استفاده می شود.
E/ انواع تیرها بر اساس شرایط تعادل
２３. تعیین ایستا تیر
بر اساس شرایط تعادل پایه و واکنش پشتیبانی ایجاد شده در تیر محاسبه می شود.
موقعیت تعادل پایه که به عنوان تیر استفاده می شود برابر بررسی تیرهای استاتیکی استفاده می شود تعداد نیروهای مجهول در یک تیر مشخص شده استاتیکی برابر است با تعداد معادلات در این حالت. (جهت مطالعه بیشتر به عیوب تیرهای فولادی چیست مراجعه نمایید)
２４. تیر ایستا نامعین
شرایط تعادل برای حل واکنش ها در یک تیر نامشخص استاتیکی کافی نیست درنتیجه تجزیه و تحلیل این نوع از تیرها دشوارتر از تجزیه و تحلیل تیرهایی است که از نظر استاتیکی تعیین می شوند. جهت مطالعه بیشتر به تفاوت تیرآهن و تیر ورق مراجعه نمایید.
F/ انواع تیرها بر اساس روش های ساخت
２５. تیر بتنی درجا ریخته گری
این تیرهایی هستند که در محل ریخته گری و پخت می شوند. قالبها در اندازه های مشخصی برای ریخته گری تیر قرار داده می شوند و بتن تازه در قالب ریخته می شود و سپس با استفاده از ماشین های ارتعاشی مختلف متراکم می شوند.
２６. تیر بتنی پیش تنیده
تنش یا کرنش به این تیر بتنی قبل از قرار گرفتن در جای خود وارد می شود. تیرهای بتنی پیش تنیده طراحی شده توسط مهندسان می توانند مسافت های بیشتری را نسبت به تیرهی بتن آرمه طی کنند. این نوع تیر بسیار نازک و سبک است.
２７. تیر بتنی پیش ساخته
تیرهای پیش ساخته در یک محیط کنترل شده دور از سازه ریخته گری ایجاد می شوند و شرایط عالی برای اطمینان از استحکام کامل تیر برای قطعات ریخته گری فراهم می شود آنها در تاسیسات ساخته می شوند. و با یک بررسی با کیفیت بالا در یک محیط بسیار کنترل شده درمان می شوند. پس از آن تیرهای پیش ساخته به محل ساخت و ساز آورده می شوند تا مورد استفاده قرار گیرند.
２８. تیر لنگر
وزن را از قسمت بالایی به دیواره کناری که قرار دارد منتقل می کند. یکی از مهمترین اجزا تیر لنگر است. در بالای درب و پنجره و چارچوب تهویه معمولا تیرهای لنگر نصب می شود. هدف اصلی آن محدود کردن میزان نیروی وارد شده به قاب در و پنجره است.
نتیجه
انواع مختلفی از تیرها در ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند و هر کدام هدف مشخصی دارند. تیرهای مختلف بر اساس نوع تکیه گاه و شرایط بارگذاری و شکل مقطع و مصالحی که می سازند دسته بندی می شوند.
جهت مطالعه بیشتر به تیرآهن چیست مراجعه فرمایید.
