طریقه ساخت تیرآهن لانه زنبوری

ساخت تیرآهن لانه زنبوری نیازمند مهارت‌های جوشکاری و استفاده از ابزارهای خاص است. در این فرایند، ابتدا مواد مورد نیاز برای ساخت تیرآهن برش داده می‌شوند و سپس این مواد با استفاده از تکنیک‌های جوشکاری به یکدیگر جوش داده می‌شوند. این فرآیند نیازمند دقت و صبر بالا است تا لانه زنبوری با شکل و ابعاد صحیح و استاندارد تشکیل شود. سپس، بعد از اتمام جوشکاری، لازم است تا لانه زنبوری اصلاح و تصحیح شود تا شکل نهایی به‌دست آید. در نهایت، ممکن است نیاز باشد که تیرآهن لانه زنبوری با رنگی مناسب پوشش داده شود تا از زنگ‌زدگی و خوردگی جلوگیری شود.

تیرآهن لانه زنبوری چیست؟

تیرآهن لانه زنبوری نامی است که به تیرهای فولادی اطلاق می‌شود که پس از عملیات برش، جوش دادن مجدد و تکمیل پروفیل، شکل نهایی را به‌خود می‌گیرند. ویژگی منحصر به فرد این تیرها حضور حفره‌های توخالی در طول آن‌ها است که شبیه به لانه زنبور عسل می‌باشد.این نوع تیرها به دلیل شباهت شکلی خود به لانه زنبوری و همچنین داشتن مقاومت و ممان اینرسی بیشتر، با نام تیرآهن لانه زنبوری شناخته می‌شوند. طبق استاندارد ملی ایران – ۱۳۸۷، در فرایند نورد تیرهای فولادی، با ایجاد الگوهای برشی در جان تیر و اتصال دو قسمت بریده شده به یکدیگر، تیرآهن لانه زنبوری با ویژگی‌های منحصربه‌فرد شکل می‌گیرد که می‌تواند بهبود پایداری و عملکرد سازه‌ها را فراهم آورد.

هدف از ساخت تیر آهن لانه زنبوری، داشتن قابلیت تحمل ممان خمشی بیشتر با تغییر شکل و وزن کمتر نسبت به تیرهای معمولی است. این تیرها طراحی شده‌اند تا بتوانند بار خمشی بزرگتری را با تغییر شکل کمتری تحمل کنند و همچنین وزن آنها نیز کمتر از تیرهای مشابه نورد شده باشد. این ویژگی‌ها این امکان را به ما می‌دهد که در شرایطی که نیاز به ممان خمش بالا و وزن کمتر داریم، از این تیرها استفاده کنیم و عملکرد بهتری داشته باشیم. به طور کلی، تیر آهن لانه زنبوری برای کاربردهایی که به استحکام و وزن کمتر و ممان خمشی بالا نیاز دارند، انتخاب مناسبی محسوب می‌شود.

روش ساخت تیرآهن لانه زنبوری تیرآهن شبکه

برای ساخت تیر آهن لانه زنبوری، دو شیوه متداول وجود دارد که هندسه آنها متفاوت است:

شیوه برش پانیر:

در این روش، تیرها به چندین قطعه پانیر برش داده می‌شوند. بعد از برش، این قطعه‌ها در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و با جوشکاری به هم متصل می‌شوند. این روش زمان‌برتر و پیچیده‌تر از شیوه برش لتیسکا است.

شیوه برش لتیسکا:

در این روش، یک تیر طولانی به طول معین برش داده می‌شود و سپس به اندازه‌های دقیقی لتیسک می‌خورد. به عبارت دیگر، این شیوه شامل برش‌های متعدد با طول‌ها و فواصل دقیق بر روی تیر است. این روش معمولاً ساده‌تر و به صرفه‌تر از شیوه برش پانیر است.

هر یک از این روش‌ها، با توجه به نیازها و مورد استفاده مورد نظر می‌توانند انتخاب شوند.

ترسیم تیرآهن زنبوری به روش پانیر

مرحله اول در ترسیم تیر آهن زنبوری به روش پانیر این است که نمای طولی تیرآهن را ترسیم می کنیم و سطح آن را به فاصله شطرنجی می نماییم. از نقطه a خط شکسته ای که طول قسمت افقی آن و شیب قسمت مورب آن ۲ به ۱ باشد را ترسیم نموده و سپس اضلاع افقی را شماره گذاری می نماییم.این مرحله از اهمیت فراوانی برخوردار است زیرا شیب و ابعاد قطعات افقی تیر آهن تاثیر بسزایی در خواص مکانیکی آن دارد؛و به اصلاح و بهبود خواص مکانیکی آن کمک خواهد کرد.به طریق مشابه می نوانیم ترسیم خطوط شکسته را از نقطع b شروع کنیم. شکل را دوباره ترسیم کرده و خط شکسته را با دو خط نازک نزدیک به هم رسم میکنیم تا حالت برش نشان داده شود. نیمه بالایی را ترسیم کرده و نیمه ی پاییمی را به اندازه یک دندانه جابجا می کنیم. در نهایت ارتفاع تمام شده تیرآهن ۱.۵ برابر خواهد شد.

این مراحل به کمک دقت و حرفه‌ای بودن در ترسیم و جابجایی قطعات، منجر به افزایش ارتفاع و بهبود خواص مکانیکی تیر آهن می‌شود. مراحل شماره‌گذاری و انتقال بخش‌ها از نقطه A به B باعث بهبود و افزایش کیفیت تیر آهن طبق روش پانیر می‌شود. این فرایند نشان می‌دهد که با اجرای صحیح مراحل، می‌توان تیر آهن زنبوری با ارتفاع ۱.۵ برابر و خواص مکانیکی بهتری آن را بهبود بخشید. این روش به عنوان یکی از بهترین روش‌های ساخت تیر آهن لانه زنبوری شناخته می‌شود. این روش با استفاده از خطوط شکسته و نقاط تعیین شده، موجب ایجاد ساختار خاص و با کیفیت بالا در تیرهای آهنی می‌شود. با این رویکرد، بهبود عملکرد و ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی تیر آهن حاصل می‌شود.

در ساخت تیر آهن زنبوری به روش پانیر، از ورق‌های واسطی برای افزایش ارتفاع تیر و بهبود قدرت آن استفاده می‌شود. این ورق‌ها بین بخش‌های تیر قرار می‌گیرند و پس از جوشکاری به دندانه‌های تیر متصل می‌شوند، که نتیجه آن افزایش قدرت و استحکام تیر زنبوری است.

برش کاری تیرآهن

پس از انجام محاسبات لانه زنبوری، تیر آهن می‌تواند به دو روش برشکاری کوپال و برنول تهیه شود. همچنین برای ساخت تیر آهن از انواع قوطی پروفیل نیز استفاده می‌شود که این انواع متنوع قوطی‌ها باعث ارتقاء برشکاری و ساخت تیر آهن با ویژگی‌های مختلف می‌شوند.در صنایع و واحدهای تولیدی عموما از روش برنول برای برشکاری و ساخت تیر شبکه استفاده می‌شود. این روش، که به عنوان برش سرد شناخته می‌شود، بدون نیاز به ذوب و حرارت اعمال می‌شود. از جمله روش‌های معمول برای برش تیر آهن، استفاده از دستگاه گیوتین است. در این دستگاه، تیر آهن از یک سر پروفیل وارد می‌شود، سپس پس از عبور از تیغه‌های غلطکی برش خورده و از سمت دیگر دستگاه خارج می‌شود.

نکاتی در ساخت تیر زنبوری

این نکات مهم می‌تواند به بهبود کیفیت و دقت در ساخت تیرها کمک کند. این موارد به عنوان روش‌های بهینه‌سازی در فرایند ساخت تیرهای آهنی بسیار موثر است:

شروع برش از فاصله یک سانتی‌متری از لبه تیر:

به عنوان یک روش حرفه‌ای در فرایند ساخت تیر زنبوری، اعمال این روش به منظور بریدن قطعات آهنی به شیوه صحیح و دقیق، به کاهش پسماند در این عملیات کمک می‌کند. این عمل باعث بهبود کیفیت و دقت قطعات تولیدی می‌شود و در نهایت منجر به هزینه‌های اضافی در فرایند تولید می‌گردد.

ترکیب برش و جوشکاری: استفاده از ترکیب برش و جوشکاری به صورت درست و حرفه‌ای به افزایش کیفیت و دقت قطعات آهنی کمک می‌کند. انجام برش به صورت صحیح و همچنین منتظر ماندن تا خنک شدن کامل قطعات آهنی پس از برش، از تغییر شکل و حرارت زیاد آهن در فرآیند جوشکاری جلوگیری می‌کند. این اقدام باعث افزایش دقت، دوام و کیفیت در فرآیند جوشکاری می‌شود و نهایتاً منجر به تولید قطعات با استحکام و دقت بالا می‌شود.با رعایت این نکات و تکنیک‌ها، می‌توانید به کیفیت بالاتری در ساخت تیرهای زنبوری دست یافت. این نکات می‌توانند به بهبود عملکرد و ساختار تیرها کمک کنند.

 

 

با رعایت دقت و دقت هنگام جوشکاری، امکان انطباق قطعات و حفظ تراز و همسانی آنها در یک راستا، موجب ایجاد قطعات با کیفیت و بهبود قابل توجه در دوام و استحکام آنها می‌شود. نکته حائز اهمیت این است که جوشکاری باید به طور سراسری و به اندازه طول لبه‌ها به منظور انتقال حرارت صورت گیرد و از هر دو طرف قطعه نیز جوشکاری انجام شود تا تخلخل های جوشکاری کاهش یابد و تیر زنبوری با عیار بسیار بالا تولید شود و مشکلات ناخواسته نظیر ممان ها در تیرها ایجاد نشود. این روند به بهبود کیفیت و پایداری قطعات جوشکاری کمک کرده و از ایجاد مشکلات جلوگیری می‌نماید.

تقویت تیرآهن زنبوری

در فرآیند تقویت تیر آهن زنبوری، تیر ساخته شده در محل تکیه گاه‌ها به دلیل حفره‌های خالی خود در معرض تنش‌های برشی ضعیف قرار می‌گیرد. برای رفع این نقص و تقویت تیر، با توجه به منحنی نیروی برشی، حفره‌ها با ورق‌های تقویتی پر می‌شود. ضروری است که حداقل یک یک حفره با ورق در تکیه گاه به وسیله جوش کامل پر شود تا تیر بتواند مقاومت لازم را عرضه کند. به علاوه، پس از بریدن قطعات بالا و پایین ورق، یک نوع دیگر از پروفیل‌های لانه زنبوری به نام ورق واسطه اضافه می‌شود که این ورق واسطه بین دندانه‌ها جوش داده می‌شود.به عبارت دیگر، تیر حاصل از این فرآیندها به طرز قابل توجهی قوی‌تر از تیری است که بدون استفاده از ورق واسطه ساخته می‌شود. استفاده از ورق‌های تقویتی و ورق واسطه منجر به افزایش قدرت، استحکام و پایداری تیر زنبوری می‌شود و بهبود چشمگیری در عملکرد و عمر مفید آن ایجاد می‌کند. این روش‌های تقویت تیر زنبوری اثربخشی بالایی دارند و کیفیت و قدرت تیر را بهبود می‌بخشند.

تقویت تیرهای لانه زنبوری به کمک رفتار مرکب بتن و فولاد

در تیرهای لانه زنبوری، علاوه بر تنش خمشی اصلی در محل حلقه‌ها، تنش خمشی ثانویه ناشی از برش در مقطع تیر نیز ایجاد می‌شود که گاهاً این تنش‌ها از تنش خمشی اصلی در تیر بزرگتر هستند.تقویت تیرهای لانه زنبوری با استفاده از رفتار مرکب بتن و فولاد یک روش پیشرفته است که می‌تواند عملکرد و استحکام تیرها را بهبود بخشد. این تقویت معمولا با پر کردن حلقه‌های کناری تیر با ورق‌های تقویتی انجام می‌شود تا تنش‌های خمشی ثانویه که توانایی تخریب تیر را دارا میباشند مهار شود.در مناطقی که نیروهای برشی و خمشی بالایی حاکم هستند، تنش خمشی قابل توجهی ایجاد می‌شود و این نقاط احتیاج به تقویت اضافی دارند.اگرچه اضافه کردن تقویت‌های اضافی ممکن است هزینه بر باشد، اما تقویت تیر در این نقاط ضروری است تا از نقص های احتمالی جلوگیری شود. این اقدامات باعث کاهش خطرات و افزایش استحکام و پایداری تیرها خواهند شد.

 

در این پروژه، برای مقابله با ضعف‌های موجود در تیرهای لانه زنبوری، از رفتار مرکب بتن و فولاد بهره برده شده است. به این صورت که در نقاطی که تنش‌های خمشی ثانویه مهم هستند، تیرهای فلزی با پر کردن بازهای خالی در داخل خود با بتن، کشش حلقه‌ها را تغییر داده و مقاومت و سختی تیر را افزایش می‌دهد. این روش علاوه بر افزایش استحکام تیرها، از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است.

مزایا تیر لانه زنبوری

نکته قابل توجه در مورد تیر زنبوری، افزایش مدول مقطع و ممان اینرسی آن است. این تیر به دلیل طراحی غیر فشرده خود، یک ممان اینرسی نسبتاً قوی حول محور قوی تیر (X) ایجاد می‌کند. این ممان اینرسی برای تقویت تیر و کاهش تنش‌های ناشی از اعمال نیروها، فشارها، لنگرکشی‌ها یا تنش‌های مختلف بر یک سازه یا سیستم سازه بسیار مهم است. تفاوت‌های ارتفاع و فاصله بال‌ها از محور خنثی، موجب افزایش این ممان اینرسی و بهبود عملکرد تیر می‌شود.

استفاده از تیر زنبوری منجر به افزایش مقاومت خمشی تیر می شود. این امر باعث ایجاد تیری می‌شود که به دلیل ارتفاع بالاتر و افزایش ممان اینرسی، قویتر و هم‌وزن‌تر از تیرهای استاندارد می شود.علاوه بر این، با کاهش وزن مصالح و سبکی تیر زنبوری، این روش از نظر اقتصادی بسیار مناسب و بهینه است و منجر به صرفه‌جویی قابل توجه در مصارف مواد و هزینه‌های اجرایی می‌شود.

استفاده از فضاهای ایجاد شده (حفره‌ها) در جان تیر، می‌تواند امکان عبور لوله‌های تاسیساتی و برق را فراهم کند. در ساختن تیر لانه زنبوری، که منجر به افزایش ارتفاع تیر می‌شود، باید استانداردها کاملاً رعایت شود. در غیر این صورت، خطر خراب شدن تیر زیر بار وارد شده حتمی است.ضروری است که همه جوانب مربوط به استانداردها و قوانین مرتبط به دقت رعایت شوند، تا ایمنی و پایداری تیر تضمین شود و هرگونه خطر ناشی از نقص در ساختار این تیر‌ها از بین برود. این اقدام نقش حیاتی در ارتقای کیفیت سازه دارد و از اهمیت بسزایی برخوردار است.