چرا تیرهایی با سطح مقطع I در ساخت و ساز سوله به کار گرفته می شوند؟

در ساخت و ساز سوله، مواد ساختمانی رایجی وجود دارد. اگر نگاهی به سوله های ساخته شده در اطرافتان نگاهی بیندازید کاملاً مطمئن هستیم که متوجه ی این تیرها در ساخت سوله ها خواهید شد. ممکن است این تیرها را در پل ها یا طی ساخت و ساز های دیگر نیز دیده باشید. این تیرها را "تیر I"(تیر آی) می نامند زیرا شکل سطح مقطع آن ها شبیه به حرف I در زبان انگلیسی است. بنابراین چرا متخصصان طراحی و ساخت سوله، استفاده از این تیرهای I را طی پروژه های متنوع ترجیح می دهند؟

بیشتر بخوانید: اطلاعات جامع درباره روش های گوناگون طراحی و ساخت سوله

در اینجا برخی از دلایل مزایای بکارگیری تیر I طی ساخت و سازهای فولادی و بخصوص در ساخت سوله آورده شده است. 

وزن را به طور یکنواخت توزیع می کند

همانطور که همه می دانیم، تیر I برای شکل سطح مقطع منطقیش شناخته می شود. یک تیر I به شیوه ای طراحی می شود که بار را به صورت یکنواخت در سراسر تیر توزیع کند. وقتی وزنی روی تیر قرار می گیرد، خیز ماکزیمم بر مرکز تیر وارد می شود. این منجر به افزایش کشش در دو طرف تیر خواهد شد. نگاهی به تصویر زیر بیاندازید تا نحوه ی کار آن را متوجه شوید:

وقتی وزن بر بال تیر اعمال می گردد، به صورت یکنواخت توزیع شده و موجب کاهش کشش در جان تیر می شود. وقتی وزن به مرکز جان تیر می رسد (محور خنثی)، وزن به صفر کاهش می یابد که ناشی از توزیع آن می باشد. بنابراین، به دلیل شکل تیر I، این نوع تیر می تواند بار وزنی اعمالی بر بال هایش را تحمل کند.

در ابعاد مختلفی عرضه می شود

تیرهای I، تیرهای جهانی هستند و در سراسر جهان برای اکثر پروژه های ساخت سوله بکار گرفته می شوند. این تیرها در تنوعی از وزن، عمق سطح مقطع، ضخامت جان تیر، عرض بال و مشخصات دیگر برای اهداف مختلف عرضه می شوند. بر اساس ساختار تیر I، آن را برای اهداف مختلف بکار می گیرند.

به عنوان مثال، وقتی پلی با سطح مقطع مستطیلی می سازید، می خواهید وسایل نقلیه بر آن عبور و مرور کنند. به دلیل فاکتورهای مختلفی همچون گرانش یا وزن وسایل نقلیه ی در حال عبور بر پل، مقدار زیادی وزن رو به پایین اعمال می شود. در نتیجه، پل ممکن است به دلیل تنش بیش از حد تغییر شکل داده و حتی تخریب شود. بنابراین، به منظور مقابله در برابر خمش، تیرهای I برای پشتیبانی از ساختار طراحی بکار گرفته می شوند.

بارهای بیشتری را تحمل می کند

طراحی تیر I به گونه ای است که در تنش های بالا، دچار خمش می شود نه کمانش. به محض اینکه بار بر تیر اعمال می شود، نیرو به صورت عمدی منتقل می شود در نتیجه، اعضای دیگر تیر پشتیانی می گردند. تیرهای I که در طراحی و پیاده سازی سوله های صنعتی و ساختمانی استفاده می شوند در اکثر موارد از فولاد ساخته می شوند، بنابراین یکپارچگی ساختاری با استحکام و تکیه گاه صلب تضمین می شود.

استحکام تیر I در جهت عرضی کمتر است و همچنین در تحمل پیچش عالی عمل می کند. فولاد همچنین ویژگی هایی دارد که به آن اجازه ی تحمل بارهای سنگین سوله ها را می دهد. استحکام فولاد و شکل تیر هر دو می توانند نیاز به تکیه گاه های ساختاری متعدد را کاهش داده، در زمان و هزینه صرفه جویی کرده و ساختار محکم تر و باثبات تری را به وجود آورند. 

ممان اینرسی(Moment of Inertia) بالاتری دارند

برش در مرکز تیر یا محور خنثی و بهم زدن فاصله بال ها در این تیر ها توصیه نمی شود به دلیل اینکه توزیع یکنواخت وزن در سراسر تیر و مقاومت در برابر خمش از دست خواهد داد. به دلیل فاصله ی حساب شده بین بال و محور خنثی، تیرهای I ممان اینرسی بالایی دارند. هر چه مقدار ممان اینرسی بیشتر باشد، تیر برای مقابله با گشتاورهای خمشی کمتر خم خواهد شد. به دلیل داشتن این ویژگی، تیرهای I را می توان نورد کرد، جوشکاری نمود، اکسترود کرد و نیز با پرچ محکم نمود. 

به ساخت کمک می کند

ساخت فلز شامل برش، خم کردن و شکل دهی فولاد پایه ها و تیرهای سوله است. تیرهای I بسیار متنوع هستند و می توان از آن ها در هر پروژه ی ساختمانی فولادی استفاده کرد. ساخت فولاد تیر I برای عملی کردن سفارشات و برآورده کردن تقاضاهای پروژه، سریع، کارآمد و مقرون به صرفه می باشد. با دانش، تجربه، سخت کوشی کافی و بکارگیری ابزار تخصصی، استفاده از تیر I طی فرآیندهای جوشکاری سفارشی و ساخت فلز برای تمامی انواع ساخت و سازها و بخصوص ساخت سوله صنعتی آسان تر می باشد. 

کاهش هزینه، قابل استفاده ی مجدد و بازیافت 

تولید تیرهای I به معنی اتلاف حداقل طی ساخت و ساز است. روش های دوستدار محیط زیست در کشورهای مختلف وجود دارند که موجب می شوند ساخت تیر I مقرون به صرفه باشند. تقریباً نیمی از فولاد جهان در نیروگاه های برق تولید می شوند که هیچ گونه تشعشع کربن دی اکسیدی ندارند. محصولات فولادی در ساخت سوله را می توان بدون تغییر در استحکام، چندین مرتبه بازیافت نمود. از آنجایی که تیرهای I اغلب از فولاد ساخته می شوند، می توان آن ها را به شیوه های مختلفی بازیافت کرد یا مجدداً استفاده نمود و هزینه ها را نیز کاهش داد. بازیافت فولاد موجب ذخیره ی انرژی معادل با توان موردنیاز برای میلیون ها خانه طی یک سال می شود. 

از ارتعاش جلوگیری می کند

یکی از چالش های عمده طی ساخت سازه سوله ها، ساختن ساختاری با ارتعاش کمتر است. ارتعاش کف در سوله های صنعتی به واسطه ی منابع ارتعاشی مستقیم و غیرمستقیم متعددی حاصل می شود. اما سه طبقه بندی اصلی را می توان به صورت زیر عنوان نمود:

• فعالیت انسانی (پریدن، راه رفتن و دویدن)
• ماشین آلات و تجهیزات
• نیروی خارجی (ترافیک در خیابان یا زیرزمین یا باد)

از آنجایی که تیرهای I سخت تر هستند و بارهای بیشتری را تحمل می کنند، آن ها را برای کاهش ارتعاش کف از طریق تکیه گاه سازه بکار می گیرند. با تیر I فولادی، ارتعاش به سرعت پیش انتقال، میرا می شود.

تیرهای I یک گزینه ی کارآمد برای ساخت و ساز سوله های صنعتی هستند. شما ممکن است انواع دیگر تیرهای موجود در بازار را ترجیح دهید. بسته به الزامات ساختمانی شما، توصیه می کنیم که نوع درست تیر فولادی را انتخاب نمایید و یک سازه ی بی عیب و نقص را بسازید.