مقاطع فولادی: ناودانی، نبشی، قوطی، تیرآهن و میلگرد
اشکال مختلف مقاطع فولادی
اعضا فلزی از مهم‌ترین مصالح ساختمانی هستند که با شکل و سطح مقطع همچنین کیفیت مکانیکی و شیمیایی مربوط به خود مشخص میشوند. انتقال بارهای افقی و قائم از طریق اعضا فولادی سازه‌ای صورت می‌گیرد. مقاطع فولادی در قالب‌های ریخته گری پیوسته و بدون اتصال تولید میشوند که اشکال مختلف آن به شرح زیر است.
مقاطع زاویه دار
این مقاطع به صورت "L" شکل تولید شده و شامل دو نوع می باشند:
• مقاطع زاویه دار با زاویه برابر که دارای پایه هایی با ابعاد برابر می باشند.
• مقاطع زاویه دار با زاویه نابرابر که دارای پایه هایی با ابعاد مختلف می باشند.
مقاطع زاویه دار در ساخت خرپاها برای سقف به کار برده می شوند.
مقاطع ناودانی
ناودانی محصولی است که از فرآیند نورد گرم تولید میشود. شکل مقطع ناودانی متشکل از یک صفحه عمودی همراه بال هایی افقی و رو به بالا است. شکل هندسی مقطع ناودانی باعث ایجاد مقاومت ساختاری زیادی در سازه میشود و آن را به یک مقطع ایده‌آل جهت ساخت قاب و مهاربند تبدیل می‌کند. از ناودانی در ساخت ماشین آلات و محفظه وسایل نقلیه نیز استفاده میشود.
کاربردهای ناودانی
مقطع ناودانی در پروژه‌های ساخت و ساز استفاده میشود.
از انواع سایزهای آن در ساخت کشتی‌ها و ماشین آلات استفاده میشود.
در ساخت راه پله کاربرد دارد.
مقاطع نبشی
نبشی یک مقطع فولادی به شکل L میباشد. این قطعه آهنی یا فولادی دارای زاویه 90 درجه است. مناسب برای کاربری سازه‌ای، ساخت و تعمیر در پروژه‌ها میباشد. این عضو فلزی می‌تواند دارای بال مساوی و یا بال های نامساوی باشد با همان زاویه مابین 90 درجه.
مقاطع نبشی، دارای دو بال بوده که هر دو در انتها به هم متصل هستند و به طور گسترده ای در قابهای فولادی مورد استفاده قرار می گیرند.
نبشی یکی از پر مصرف ترین نوع پروفیل های ساختمانی می باشد که انواع نبشی بصورت ترکیبی و جداگانه در سازه های فلزی به کار می رود. پروفیلی که سطح مقطع آن دو ضلع عمود بر هم باشد نبشی نام دارد که در سازه های متفاوت استفاده می شود. این مقطع یکی از مهم ترین مصالح و پروفیل های ساختمانی است که به شکل مرکب و منفرد در پروژه های عمرانی, ساختمانی و صنعتی استفاده می گردد. نبشی ها از مهم ترین بخش های مورد استفاده در صنایع ساختمانی ، برقی ، راهسازی و صنعتی مختلف هستند که به دو شکل ظاهری وی شکل (V_Shaped) و ال شکل (L_shaped) دسته بندی میشوند.
مقاطع قوطی شکل
مقاطع قوطی در دو گروه لوله فولادی با مقطع دایره‌ای و قوطی با مقطع مستطیلی و مربعی تقسیم میشوند. از این اعضا در ساخت ستون، تیر و خرپا استفاده میشود. در بسیاری از موارد استفاده از این مقاطع از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی‌باشد. این مقاطع در طیف وسیعی از ابعاد و سایزها تولید میشوند.
قوطی و پروفیل که اصطلاحا با نام باکس BOX نیز شناخته می شود. نوعی از آهن آلات می باشد که در ساختمان سازی، ساخت مبل و صندلی و صنعت کاربرد دارد. پروفیل ها در بازار به شکل جعبه ای و چهارگوش هستند.
بر اساس جنس، پروفیل ها را می توان به صورت زیر دسته بندی نمود. قوطی های آهنی، استیل و آلومینیومی اشاره کرد قوطی آهنی , قوطی استیل , قوطی آلومینیومی. قوطی آهنی نسبت به قوطی های استیل و قوطی های آلومینیومی از کاربرد بیشتری برخوردار هستند.
مقاطع T شکل
در مقاطع T شکل، بال و جان مقطع به شکل "T" ساخته می شوند و از این مقاطع در خرپاها برای تقویت سازه استفاده می شود. هم چنین برای ساخت این نوع مقاطع می توان از دو مقطع زاویه دار کنارهم استفاده کرد.
تیرآهن
مقاطع I شکل که به آن ها تیر یا تیرچه های فلزی نیز گفته می شود، به عنوان تیر و ستون در ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند. این
تیرهای سازه‌ای دارای اشکال و ابعاد مختلفی هستند. بنابراین هر کدام بر اساس ویژگی و مشخصات هندسی نام گذاری شده اند.
سازه فولادی قاب فلزی متشکل از تیر و ستون است که برای مقاومت در برابر بارهای جانبی مانند باد و زلزله در محور افقی و عمودی مهاربندی میشود. تمامی پروفیل‌ها و مقاطع استاندارد فولادی همراه با ویژگی در مقررات و آیین نامه‌های مربوط به ساختمان معرفی شده‌اند. موثرترین و متداول ترین مقاطع در طراحی تیرهای سازه‌ای مقاطع I شکل هستند.
تقسیم بندی براساس فرم
تیرآهن IPE : این تیر آهن ها در ایران و کشور های اروپایی تولید می شود و شکل آن ها I مانند است همچنین ضخامت بال های آن هم تغییر پذیر نمی باشد.
تیرآهن INP: اغلب این تیر آهن ها در بازار های چین و روسیه تهیه و عرضه می شود. این تیر آهن ها I مانند هستند و هرچه ضخامت بال های آن ها نسبت به جان تیر آهن کمتر باشد، ضخامت بال های آن نیز کمتر میشود.
تیرآهن IPB: تیر آهن عریض یا بال پهن H شکل است که طول بال ها نسبت به تیر آهن IPE بزرگ تر می باشد.هنگامی که کلمه ی لاتین V در کنار نام تیر آهن قرار می گیرد به معنای آن است که تیر آهن سنگین وزن می باشد IPBv و هرگاه که حرف L در کنار نام تیر آهن قرار گرفته باشد بدان معناست که تیر آهن سبک وزن می باشد.
تفاوت بین تیرآهن H و I-Beam
هر دو تیر به نظر می رسد اما برای بخش های مختلف ساخت و ساز استفاده می شوند.هر دوی آنها دارای بالهای های بالا و پایین هستند، تنها تفاوت آنها بالهایشان است. در تیرهای I، بالها از عرض کمتری برخوردارند یعنی فاصله ی لبه های بال تا انتها (محل تلاقی شان با جان) نسبتا کوتاه است.
البته تیرآهن بال پهن HEB یا هاش از نوع سنگین "H"بوده، یعنی این تیرآهن بال پهن، دارای ضخامت بیشتری نسبت به تیرآهن بال پهن HEA میباشد.
برای استفاده در طول های بلند، تیرهای H بسیار مفید تر ازنوع I آنهاست زیرا می توان آنها را به اندازه های مختلف ساخت. H-beams می تواند برای طول 100 متر استفاده شود، در حالی که I-beam ها برای طولهای حداکثر 30متر مناسبند.
جان تیرآهن های هاش ، در مقابل نیروهای برشی و بالها در برابر بسیاری از خمش های لحظه ای مقاومت می کنند. تئوری تیرآهن های هاش نشان می دهد که شکل آنها ، یک فرم بسیار کارآمد برای تحمل بارهای خمشی و برشی دراین تیرهاست .
میلگرد های گرد
میلگردهای گرد، دارای مقطع دایره ای شکل هستند که به عنوان تقویت کننده در سازه های بتونی و کوره های فلزی استفاده می شود. قطر این میلگردها از 5 تا 250 میلی متر متغیر می باشد.
انواع میلگرد
1) میلگرد نرم بدون آج (A1) این میلگرد با تنش جاری ۲۳۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۳۸۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۲۵ درصد بعنوان میلگرد نرم شناخته شده و عمدتا بصورت صاف و بدون آج می باشد. این میلگرد برای آهنگری و تغییر شکل و انجام عملیات جوشکاری بر روی آن مناسب است و بطور کلی بعنوان یک میلگرد داکتیل شناخته می شود.
2) میلگرد نیمه سخت با آج ساده (A2) این نوع میلگرد با تنش جاری ۳۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۱۹ درصد بعنوان میلگرد نیمه خشک (ترد) و نیمه نرم شناخته شده که بصورت آجدار و عمدتا آج فنری شکل می باشد.این میلگرد برای عملیات ساختمانی و خصوصا خاموت زنی مناسب بوده و انجام عملیات جوشکاری بر روی آن در صورت اجبار میسر بوده که البته توصیه می شود در صورت امکان از جوشکاری آن پرهیز شود.
3) میلگرد سخت با آج پیچیده (A3) این میلگرد با تنش جاری ۴۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تنش گسیختگی ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و تغییر شکل نسبی پلاستیکی (در زمان گسیختگی) ۱۴ درصد بعنوان میلگرد خشک (ترد) مناسب عملیات سیویل صنعتی و ساختمانی بوده که بصورت آجدار و عمدتا آج جناقی می باشد و اکیدا برای آهنگری و تغییر شکلهای فراوان با زوایای تند مناسب نبوده و همچنین به هیچ وجه عملیات جوشکاری بر روی آن مجاز نمی باشد.
4) میلگرد سخت با آج پیچیده (A4) دارای آج دوکی شکل می باشند. مطابق استاندارد شماره 3132 سازمان ملی استاندارد ایران میلگرد A4 یا میلگردهای با آج 520 و 500 از نوع آجدار مرکب می باشند. بدین ترتیب که آج های عرضی دوکی شکل در دو طرف آج طولی و به صورت چهار نیم مـارپیچ بـه شـکل هفت – هشت و با زاویه 35درجه تا و شامل 75 درجه می باشد. حداقل مقاومت کششی 520 مگاپاسکال و شکل پذیری حداقل 18% را برای این گرید از محصولات خود تضمین مینماید.
