تیرآهن هاش چیست؟

تیرآهن هاش، در صنعت ساختمان‌سازی به نام تیرآهن بال پهن نیز شناخته می‌شود. در واقع، نوعی پروفیل فولادی است که از طریق فرآیند نورد گرم تولید می‌شود. این نوع تیرآهن با مقطع عرضی H شکل، دارای بال‌های پهن‌تر و بلندتر نسبت به تیرآهن‌های معمولی است.

شکل H مانند تیرآهن هاش، که در آن اندازه بال و ارتفاع تقریباً برابر است، به توزیع یکنواخت‌تر تنش در مقطع کمک می‌کند. هاش در ساخت ستون‌ها، تیرها و خرپاها به کار برده می‌شود و از اجزای مهم در اسکلت اصلی ساختمان‌ها و سازه‌های صنعتی است.

تیرآهن‌های هاش در دو نوع کلی سبک و سنگین تولید می‌شوند که تمایز اصلی آن‌ها در ضخامت قطعات فولادی به کار رفته است. در تولید تیرآهن هاش، استانداردهای مختلفی مانند ST37، ST44 و ST52 به کار می‌روند که در این میان، استاندارد ST44، از محبوبیت بیشتری برخوردار است.

انواع تیرآهن هاش

انواع تیرآهن هاش، دسته‌بندی‌های گوناگونی را شامل می‌شود که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. هاش را می‌توان بر اساس وزن و ضخامت به سه دسته اصلی تقسیم کرد:

هاش سبک
هاش سنگین
هاش فوق سنگین

تیرآهن هاش سبک، با نام اختصاری HEA نیز شناخته می‌شود. به‌خاطر ضخامت کمتر بال‌ها و وزن پایین‌تر، برای سازه‌هایی با باربری متوسط مناسب است. در بازار داخلی، هاش سبک توسط شرکت ذوب آهن اصفهان نیز تولید و عرضه می‌شود.

در مقابل، تیرآهن هاش سنگین، با نام HEB، از ضخامت بال‌های بیشتر و وزن بالاتری دارند. این نوع تیرآهن در پروژه‌های بزرگ و حساس، مانند برج‌ها و پل‌ها، کاربرد فراوانی دارد و به عنوان یکی از پرکاربردترین انواع تیرآهن هاش در سطح جهان شناخته می‌شود.

علاوه‌بر دسته‌های سبک و سنگین، نوع دیگری از تیرآهن هاش با نام فوق سنگین نیز وجود دارد. این دسته، از نظر ضخامت و وزن، از هر دو نوع سبک و سنگین پیشی می‌گیرد و برای کاربردهای بسیار خاص و سازه‌هایی با بالاترین میزان باربری طراحی شده است.

کاربردهای تیرآهن هاش

از مهم‌ترین کاربردهای هاش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

سازه‌های ساختمانی

یکی از اصلی‌ترین زمینه‌های کاربرد تیرآهن هاش، استفاده در اسکلت‌بندی ساختمان‌ها است. این تیرآهن‌ها به عنوان ستون‌ها و تیرهای اصلی در سازه‌هایی با فونداسیون فلزی به کار می‌روند و وظیفه تحمل بارهای ثقلی و جانبی ساختمان را بر عهده دارند. هاش استحکام بالایی دارد. از همین رو، امکان ساخت ساختمان‌های صنعتی چند طبقه و سوله‌ها و انبارهای بزرگ را با دهانه‌های عریض را فراهم می‌سازد. در این سازه‌ها، هاش به عنوان عضو باربر اصلی عمل کرده و به‌خاطر سرعت نصب بالا و اشغال فضای کم، به تسریع روند ساخت و صرفه‌جویی در هزینه‌ها نیز کمک زیادی می‌کند.

زیرساخت‌های حمل و نقل

پل‌های بزرگ و سنگین، پل‌های عابر پیاده و سواره‌رو و پل‌های ریلی، همگی از تیرآهن هاش ساخته می‌شوند. مقاومت بالایی در برابر نیروهای خمشی و برشی دارند و برای ساخت پل‌هایی با دهانه‌های بلند و تحمل بارهای سنگین ناشی از عبور و مرور وسایل نقلیه و قطارها بسیار مناسب هستند. علاوه‌بر پل‌ها، اسکله‌ها و سازه‌های دریایی نیز از دیگر حوزه‌های کاربرد تیرآهن هاش در زیرساخت‌های حمل و نقل به شمار می‌روند.

در پروژه‌های زیرزمینی مانند تونل‌سازی و معادن، این تیرآهن‌ها به عنوان نگهدارنده و تکیه‌گاه دیواره‌ها و سقف تونل‌ها عمل می‌کنند. همچنین، در برج‌های مخابراتی و دکل‌های انتقال نیرو، تیرآهن هاش وظیفه تحمل وزن تجهیزات و مقاومت در برابر نیروهای باد و زلزله را بر عهده دارد. حتی در سازه های خاص که نیاز به مقاومت در برابر انفجار دارند، از هاش استفاده می‌شود.

مزایا و معایب تیرآهن هاش

مزایا و معایب تیرآهن هاش شامل:

مزایا

هاش، با مقطع H، سازه را در برابر بارهای سنگین مقاوم می‌سازد.
علاوه‌برآن، طراحی H شکل، تعادل و پایداری سازه را در برابر نیروهای مختلف ارائه می‌دهد.
در برابر خم شدن و تاب برداشتن، ایستادگی می‌کنند.
اتصالات تیرآهن هاش به گونه‌ای طراحی شده‌اند که سرعت اجرای پروژه را افزایش می‌دهند.
با استفاده از هاش، هم در زمان و هم در مصرف مصالح صرفه‌جویی خواهید کرد.
طراحی بهینه این تیرآهن‌ها، مصرف فولاد را به حداقل می‌رساند.
سازه‌های ساخته شده با هاش، ظاهری مدرن و هماهنگ دارند.

معایب

در دماهای بسیار بالا، مقاومت فولاد کاهش می‌یابد و این یک نقطه ضعف محسوب می‌شود.
فولاد در معرض رطوبت و هوا، دچار خوردگی می‌شود که باید با روش‌های مناسب از آن جلوگیری کرد.
برای اطمینان از اتصالات قوی، آزمایش‌های جوشکاری ضروری است که می‌تواند هزینه‌بر باشد.

فرآیند نورد تیرآهن بال پهن

ممکن است بپرسید فرآیند نورد تیرآهن بال پهن چگونه است؟ پاسخ فرآیند نورد گرم تیرآهن هاش است، فرآیندی که شمش‌های فولادی خام را به مقاطع H شکل مستحکم و کاربردی تبدیل می‌کند. این فرآیند، بسته به نوع ماده اولیه، به دو روش اصلی تقسیم می‌شود:

استفاده از فرم‌های H شکل
شمش‌های مستطیلی

دو روش نورد

روش اول، نورد فرم‌های H شکل: در این روش، ماده اولیه، خود شباهت زیادی به محصول دارد. به همین دلیل، فرآیند شکل‌دهی به صورت یکنواخت‌تر و با مراحل کمتری انجام می‌شود.
روش دوم، نورد شمش‌های مستطیلی: این روش، به‌خاطر استفاده از شمش‌های مستطیلی به عنوان ماده اولیه، امکان تولید تیرآهن‌های هاش با ابعاد و وزن‌های متنوع‌تری را فراهم می‌سازد. به همین دلیل، این روش در صنعت رواج بیشتری یافته است. با این حال، باید توجه داشت که شکل‌دهی شمش‌های مستطیلی به مقاطع H، نیازمند مراحل نورد بیشتر و پیچیده‌تری است.

چالش‌های نورد

فرآیند نورد تیرآهن هاش، با وجود پیشرفت‌های تکنولوژی، همچنان با چالش‌هایی روبرو است. کنترل دقیق عرض مقاطع در حین نورد، یکی از این چالش‌ها است. همچنین، تنش‌های داخلی ناشی از اختلاف دما در طول فرآیند، می‌تواند باعث خمیدگی جان تیرآهن شود.

مهندسان برای غلبه بر این مشکلات، از نوآوری‌های فناورانه استفاده می‌کنند. استفاده از تکنولوژی کنترل دما در حین نورد، امکان تنظیم دقیق حرارت و جلوگیری از ایجاد تنش‌های ناخواسته را فراهم می‌سازد. همچنین، بهره‌گیری از غلتک‌های سایزکننده و قابل تنظیم، دقت و ظرافت فرآیند شکل‌دهی را به مراتب افزایش می‌دهد.
مرحله آخر

در یکی از روش‌های نورد، شمش فولادی ابتدا در کوره‌های گرم‌کننده، آماده شکل‌پذیری می‌شود. سپس، غلتک‌های فشاری با قدرت، شمش را به هم فشرده و غلتک‌های سایزکننده، لبه‌های دقیق مقطع H را شکل می‌دهند. در ادامه، غلتک‌های قابل تنظیم، ارتفاع جان تیرآهن را با دقت میلی‌متری تعیین می‌کنند. در این میان، سیستم خنک‌کننده با آب، بال‌های تیرآهن را به صورت موضعی خنک کرده و از خمیدگی جان در حین نورد جلوگیری می‌کند. در آخر، تیرآهن هاش نورد شده، مطابق استاندارد، به شاخه‌های 12 متری برش داده شده و آماده ورود به عرصه ساخت و ساز می‌گردد.

تفاوت‌های تیرآهن‌های معمولی و تیرآهن‌های هاش

مهم‌ترین تفاوت بین تیرآهن و هاش، در شکل مقطع عرضی آن‌ها است. تیرآهن‌های معمولی، با مقطع I شکل، بال‌های باریک‌تر و جانی بلندتر دارند. در مقابل، تیرآهن‌های هاش، با مقطع H شکل، از بال‌های پهن‌تر و جانی کوتاه‌تر برخوردارند. این تفاوت ظاهری، صرفاً یک مسئله زیبایی‌شناختی نیست؛ بلکه ریشه در نسبت ابعاد بال به جان دارد که مستقیماً بر عملکرد این دو مدل تیرآهن تأثیر می‌گذارد.

از نظر کاربردها نیز، این دو نوع تیرآهن استفاده‌های متفاوتی دارند. تیرآهن‌های معمولی، به دلیل محدودیت در طول ساخت و استحکام کمتر، دیگر در ستون‌های اصلی سازه‌ها کاربرد چندانی ندارند. در عوض، تیرآهن هاش، با استفاده از استحکام بیشتر و قابلیت تحمل بارهای سنگین‌تر، به گزینه‌ای خیلی خوبی برای استفاده در ستون‌ها و اسکلت اصلی سازه‌ها تبدیل شده است.

میزان تحمل بار، یکی دیگر از تفاوت‌های بین تیرآهن و هاش است. همانطور که بارها اشاره شد، شکل H مانند تیرآهن هاش، به آن قدرت و استحکام بیشتری می‌دهد. این خصوصیت، به تیرآهن هاش این امکان را می‌دهد تا بارهای سنگین‌تری را نسبت به تیرآهن‌های معمولی تحمل کند. در بازار آهن و فولاد، این تفاوت در استانداردها نیز بازتاب می‌یابد. معمولاً تیرآهن‌های I شکل، با استانداردهای چین و روسیه و تیرآهن‌های H شکل، با استانداردهای اروپایی به بازار عرضه می‌شوند. این تمایز در استانداردها، در نهایت به اختلاف قیمت بین تیرآهن هاش و تیرآهن‌های معمولی منجر می‌شود.

سوالات متداول

تیرآهن هاش چیست؟
نوعی پروفیل فولادی است که از طریق فرآیند نورد گرم تولید می‌شود و با مقطع عرضی H شکل، بال‌های پهن‌تر و بلندتر نسبت به تیرآهن‌های معمولی دارند.

انواع هاش کدامند؟
هاش سبک، هاش سنگین و هاش فوق سنگین.

کاربردهای هاش چیست؟
سازه‌های ساختمانی، زیرساخت‌های حمل و نقل و… .