تیرآهن دوبل چیست؟

در ساخت‌وساز، انتخاب مصالح مناسب نقش مهمی در استحکام و دوام سازه دارد. تیرآهن دوبل یکی از روش‌های کاربردی برای افزایش مقاومت ستون‌ها و اسکلت‌های فلزی است. این نوع تیرآهن از ترکیب دو پروفیل فولادی ساخته می‌شود و به دلیل ویژگی‌های ساختاری خود، در ساختمان‌های بلند و پروژه‌های صنعتی به کار می‌رود. استفاده از این مقطع فولادی نه‌تنها باعث افزایش تحمل بارهای سنگین می‌شود، بلکه امنیت و پایداری سازه را نیز تضمین می‌کند.

با توجه به تغییرات بازار و نوسانات اقتصادی، قیمت آهن و سایر مصالح فلزی تأثیر مستقیمی بر هزینه اجرای پروژه‌های ساختمانی دارد. بنابراین، شناخت مزایا، روش‌های ساخت و معیارهای انتخاب تیرآهن دوبل می‌تواند به مهندسان و سازندگان کمک کند تا انتخابی بهینه و مقرون‌به‌صرفه داشته باشند.

معرفی تیرآهن دوبل

تیرآهن دوبل از اتصال دو تیرآهن معمولی به یکدیگر ساخته می‌شود تا استحکام بیشتری در ستون‌ها و سازه‌های فلزی ایجاد کند. این روش به دلیل افزایش مقاومت خمشی و برشی، در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی کاربرد فراوان دارد. در فرایند تولید این نوع تیرآهن، استانداردهای خاصی رعایت می‌شود تا کیفیت و تحمل بار بهینه شود. همچنین، به دلیل تأثیر مستقیم مواد اولیه و نوسانات بازار، قیمت تیرآهن متغیر است و بسته به سایز، وزن و برند تولیدکننده متفاوت خواهد بود.

تیرآهن دوبل یکی از روش‌های رایج برای تقویت سازه‌های فولادی است که در آن دو تیرآهن معمولی (معمولاً IPE) به‌صورت موازی و چسبیده به یکدیگر قرار می‌گیرند. این اتصال معمولاً با جوش، بست یا ورق‌های تقویتی انجام می‌شود. هدف از استفاده از این تیرآهن افزایش مقاومت خمشی، تحمل بارهای سنگین‌تر و پوشش دهانه‌های بلندتر در پروژه‌های ساختمانی یا صنعتی است.

این روش بیشتر در مواقعی به کار می‌رود که استفاده از یک تیرآهن عریض یا سنگین به‌تنهایی کافی نباشد یا از نظر اقتصادی یا اجرایی مقرون‌به‌صرفه نباشد. تیرآهن‌های دوبل در ساخت اسکلت فلزی، پل‌ها، سوله‌ها و ساختمان‌های صنعتی بسیار کاربرد دارند. البته اجرای صحیح و اصولی این نوع تیرآهن نیازمند رعایت نکات فنی مانند نوع جوش، محل قرارگیری ورق‌ها و کنترل دفرمگی است تا پایداری سازه تضمین شود.

ویژگی های تیرآهن دوبل

ویژگی‌ تیرآهن های دوبل عبارت است از:

• افزایش استحکام سازه: ترکیب دو تیرآهن باعث افزایش مقاومت فشاری و خمشی شده و از تغییر شکل ستون‌ها در برابر نیروهای وارده جلوگیری می‌کند.
• مناسب برای ساختمان‌های مرتفع: در سازه‌هایی که نیاز به ستون‌های قوی‌تر دارند، تیرآهن دوبل گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شود، زیرا ظرفیت باربری بیشتری نسبت به تیرآهن تکی دارد.
• ابعاد استاندارد و متنوع: تیرآهن‌های دوبل معمولاً از انواع IPE و INP ساخته می‌شوند و در سایزهای مختلف با طول استاندارد ۱۲ متر تولید می‌شوند که امکان استفاده در پروژه‌های گوناگون را فراهم می‌کند.
• روش‌های اتصال متنوع: تیرآهن‌های دوبل را می‌توان با بست، پلیت یا ورق‌های فولادی به یکدیگر متصل کرد که هر روش ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارد.
• تأثیر بر هزینه ساخت: به دلیل افزایش میزان فولاد مصرفی، استفاده از این مقطع فولادی هزینه بیشتری دارد، اما در عوض موجب افزایش ایمنی و طول عمر سازه می‌شود.
• کاربرد در سازه‌های صنعتی و مسکونی: از تیرآهن دوبل در سوله‌ها، برج‌ها، پل‌ها و ساختمان‌های اسکلت فلزی استفاده می‌شود تا مقاومت سازه در برابر بارهای سنگین و لرزه‌ها افزایش یابد.

مزایا	معایب
افزایش مقاومت خمشی نسبت به تیرآهن تک	وزن بالاتر نسبت به تیرآهن تکی
مناسب برای دهانه‌های بزرگ در سازه	نیاز به جوشکاری یا بستن با ورق و اتصال اضافی
توزیع یکنواخت بار در سازه‌های سنگین	هزینه اجرای بیشتر به‌دلیل مصالح و دستمزد بیشتر
تقویت و بهبود عملکرد تیر در برابر خمش	اشغال فضای بیشتر در مقاطع سازه‌ای
قابلیت استفاده در اسکلت فلزی و پل‌ها	حساسیت بیشتر در اجرا و اتصال صحیح دو تیرآهن

کاربردهای تیرآهن دوبل

کاربردهای تیرآهن دوبل عبارت است از:

• ساخت ستون‌های مقاوم: در پروژه‌هایی که نیاز به تحمل بارهای سنگین دارند، از تیرآهن دوبل برای اجرای ستون‌های فلزی استفاده می‌شود تا سازه از استحکام بیشتری برخوردار باشد.
• اجرای اسکلت فلزی ساختمان: در بسیاری از سازه‌های مدرن، به‌ویژه ساختمان‌های بلند، برای افزایش ایمنی و جلوگیری از تغییر شکل ستون‌ها، از تیرآهن دوبل در اسکلت فلزی استفاده می‌شود.
• جایگزین مناسب برای تیرهای بال‌پهن: در شرایطی که امکان استفاده از تیرهای بال‌پهن وجود ندارد، از تیرآهن دوبل به‌عنوان یک راهکار جایگزین برای ساخت ستون‌های مستحکم استفاده می‌شود.
• افزایش پایداری در برابر نیروهای جانبی: تیرآهن دوبل در برابر نیروهای جانبی مانند باد و زلزله مقاومت بیشتری دارد، به همین دلیل در ساخت سازه‌های مقاوم و ایمن به کار می‌رود.
• استفاده در سوله‌ها و انبارهای صنعتی: در پروژه‌های صنعتی و ساخت سوله، به دلیل نیاز به مقاطع فولادی مقاوم، از این نوع تیرآهن برای ایجاد اسکلت‌های فلزی محکم استفاده می‌شود.
• کنترل کمانش ستون‌ها: استفاده از تیرآهن دوبل به افزایش سطح مقطع ستون کمک می‌کند و از کمانش زودهنگام جلوگیری می‌نماید، به‌ویژه در ساختمان‌هایی که ستون‌ها تحت فشار زیاد قرار دارند.
• اجرای دهانه‌های بلند در سقف‌ها: در برخی سازه‌ها، تیرآهن دوبل به‌عنوان تیر اصلی در سقف‌ها به کار می‌رود تا امکان اجرای دهانه‌های وسیع‌تر فراهم شود.

به‌طور کلی، تیرآهن جفت به دلیل قدرت تحمل بالا و عملکرد مطلوب، گزینه‌ای ایده‌آل برای ساخت سازه‌های مستحکم و مقاوم در برابر عوامل محیطی و بارهای سنگین محسوب می‌شود.

انواع اتصال تیرآهن برای ستون دوبل

می‌توان گفت که برای ساخت ستون دوبل فلزی معمولاً از دو روش اتصال استفاده می‌شود:

• اتصال با جفت کردن (جوشکاری): در این روش، دو تیرآهن به صورت موازی در کنار هم قرار داده شده و سپس با جوش به یکدیگر متصل می‌شوند. در این روش بال‌های تیرآهن به یکدیگر جوش داده می‌شوند، اما جوشکاری در سراسر تیرآهن صورت نمی‌گیرد زیرا می‌تواند باعث ایجاد تغییرات در خواص و ویژگی‌های تیرآهن شود.
• اتصال با استفاده از ورق: در روش ورق سرتاسری، یک ورق در محل اتصال دو تیرآهن قرار داده شده و سپس عملیات جوشکاری صورت می‌گیرد. در صورتی که وزن ورق بالا باشد، تیرآهن مقاومت بیشتری پیدا می‌کند.
• اتصال با بست موازی یا مورب: این روش به نام ستون مشبک شناخته شده و از ارزان‌ترین روش‌ های اتصال دو تیرآهن بهم است. در اتصال بست موازی، تیرآهن‌ها در یک فاصله مشخص و استاندارد از یکدیگر قرار داده شده و جوشکاری به صورت سرتاسری در اطراف تسمه ها انجام می‌شود.

همچنین بر اساس اطلاعات موجود، نوع تیرآهن مورد استفاده برای ساخت ستون دوبل معمولاً از نوع IPE ( تیرآهن بال پهن) است که در اتصالات آن از ورق فولادی استفاده می‌شود.

جوشکاری تیرآهن دوبل

جوشکاری تیرآهن دوبل یکی از مهم‌ترین مراحل در ساخت این مقطع فولادی است که تأثیر مستقیم بر استحکام و دوام سازه دارد. در این روش، دو تیرآهن کنار هم قرار گرفته و با استفاده از جوش و ورق‌های تقویتی به یکدیگر متصل می‌شوند. انتخاب روش جوشکاری و کیفیت اجرای آن نقش مهمی در افزایش مقاومت تیرآهن دوبل دارد.

برای جلوگیری از ایجاد تنش و تغییر شکل، معمولاً از جوشکاری مقطعی به جای جوش پیوسته استفاده می‌شود. در این فرایند، جوش‌ها در فواصل مشخص و به صورت نقطه‌ای اجرا می‌شوند تا از تغییر خواص مکانیکی تیرآهن جلوگیری شود. همچنین، برای افزایش استحکام اتصالات، از نبشی، ناودانی و ورق‌های فولادی در بخش‌های مختلف استفاده می‌شود.

در صورتی که جوشکاری به درستی انجام نشود، ممکن است درزهای اتصال ضعیف شده و تحمل بار سازه کاهش یابد. به همین دلیل، رعایت اصول فنی و استفاده از الکترود مناسب از جمله نکات کلیدی در اجرای جوشکاری تیرآهن دوبل محسوب می‌شود.

محاسبه وزن تیرآهن دوبل

وزن تیرآهن دوبل به وزن دو تیرآهن استفاده‌شده به‌علاوه وزن اتصالاتی مانند ورق، نبشی و جوشکاری بستگی دارد. برای محاسبه دقیق، می‌توان از فرمول زیر استفاده کرد:

فرمول کلی:

وزن تیرآهن دوبل = ۲ × وزن یک تیرآهن (بر حسب کیلوگرم در متر) × طول تیرآهن + وزن ورق‌های تقویتی و جوشکاری

مراحل محاسبه وزن تیرآهن دوبل

• یافتن وزن یک تیرآهن

وزن هر تیرآهن بر اساس جدول اشتال مشخص شده و بر حسب کیلوگرم در متر ارائه می‌شود.

برای مثال، وزن تیرآهن IPE 14 حدود ۱۲.۹ کیلوگرم بر متر است.

• محاسبه وزن دو تیرآهن

اگر طول تیرآهن ۱۲ متر باشد:

۲ × ۱۲.۹ × ۱۲ = ۳۰۹.۶ کیلوگرم

• افزودن وزن اتصالات

وزن ورق‌های تقویتی و جوشکاری بسته به طراحی، ۵ تا ۱۵ درصد به وزن کل اضافه می‌کند.

نمونه محاسبه وزن تیرآهن دوبل ۱۴

• وزن هر متر تیرآهن ۱۴ = ۱۲.۹ کیلوگرم
• طول تیرآهن = ۱۲ متر
• وزن کل تیرآهن‌ها = ۳۰۹.۶ کیلوگرم
• وزن تقریبی جوشکاری و ورق‌ها (۱۰٪ اضافه) = ۳۰.۹ کیلوگرم
• وزن نهایی تیرآهن دوبل ۱۴ ≈ ۳۴۰ کیلوگرم

وزن تیرآهن دوبل بسته به سایز و روش اتصال متغیر است و محاسبه دقیق آن به مشخصات طراحی بستگی دارد.

نتیجه‌گیری

تیرآهن دوبل یکی از بهترین گزینه‌ها برای ساخت ستون‌های مقاوم در سازه‌های فلزی است. این مقطع فولادی با ترکیب دو تیرآهن، استحکام و ظرفیت باربری بالایی ایجاد می‌کند که در ساختمان‌های مرتفع، سوله‌ها و پروژه‌های صنعتی بسیار کاربرد دارد. روش‌های مختلف جوشکاری و اتصالات مانند ورق‌های تقویتی و بست‌های فلزی، نقش مهمی در افزایش پایداری و ایمنی این نوع تیرآهن دارند.

همچنین، وزن و قیمت تیرآهن دوبل به عوامل مختلفی مانند نوع تیرآهن، میزان جوشکاری و استفاده از ورق‌های تقویتی بستگی دارد. به همین دلیل، محاسبه دقیق وزن و انتخاب روش مناسب اتصال، تأثیر زیادی بر هزینه نهایی پروژه خواهد داشت. در نهایت، رعایت اصول فنی در فرایند تولید تیرآهن و اجرای صحیح جوشکاری، تضمین‌کننده کیفیت و ایمنی سازه خواهد بود.

سوالات متداول