معرفی کامل تیر ورق | کاربرد، نحوه تولید و مزایا

با پیشرفت صنعت ساختمان‌سازی و تکنولوژی، محصولاتی تخصصی‌تر مانند تیر ورق تولید شده است تا مشکلات و نیازهای پروژه‌های عمرانی عظیم را رفع کنند. تیر ورق یا تیرستون که با نام انگلیسی Plate Girder نیز شناخته می‌شود، نوعی مقطع فولادی است.

این مقطع فولادی درواقع از اتصال 3 ورق به هم به عنوان دو بال و یک جان تشکیل شده است و زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که برای تحمل بارهای سنگین، به مقاطع عمیق‌تر و دارای سختی بالاتر نیاز است.

ما قصد داریم در این مقاله شما را با اجزا تشکیل‌دهنده، کاربرد، نحوه تولید مزایا و معایب آن و مهم‌تر از همه با قیمت ورق سیاه که ماده اولیه تولید آن است آشنا کنیم، تا برای خریید این محصول شناخت کافی درباره آن بدست آورید.

تیر ورق چیست؟

تیر ورق که نسل جدید تیرآهن محسوب می‌شود که درواقع نوعی تیرچه است که از اتصال 3 ورق فلزی برای ایجاد کردن بال‌ها و جان آن تشکیل شده است. شکل کلی تیر ورق در نهایت پس از جوش زدن ورق ها به یکدیگر، مانند I انگلیسی می‌باشد.

از این محصول به عنوان تکیه‌گاهی برای بارهای بسیار سنگین که به صورت عمودی به سازه وارد می‌شوند استفاده می‌شود. همچنین جایگزین خوبی برای تیرآهن‌ها در ساخت ستون‌ها و پل‌هاست. زیرا انواع تیرآهن‌ در تحمل فشارهای وارده بر سازه و ابعاد دارای محدودیت هستند.

برای ساخت این مقطع فولادی، نیاز است که به دو نکته توجه شود: 1. باید از مواد و فولاد مناسب استفاده شود؛ 2.  نوع و کیفیت جوشکاری آن بسیار اهمید دارد. در ادامه به بررسی اجزا، انواع، کاربردها و نحوه تولید این محصول می‌پردازیم.

خرید ورق آهن

شروع قیمت 16,500 تومان
آرشیو قیمتی ورق آهن

اجزای تیر ورق

این مقطع فولادی به طور کلی از سه جزء اصلی و دو جزء فرعی تشکیل شده است:

  1. جان Web Plate (تیغه)
  2. بال Flanges Plate (فلنج ها)
  3. سخت کننده Stiffeners
  4. اتصالات جان تیر و بال آن‌ها
  5. اتصال نهایی

1. جانِ تیر (Web Plate)

جان تیر همان ورق عمودی است که مانند یک تار عمل می‌کند، به همین دلیل اصطلاحا به آن وب پلیت می‌گویند. این ورق فلزی بین دو بال فاصله مناسبی ایجاد می‌کند و ابعاد آن از 8 میلی‌متر به بالا تغییر می‌کند.

وب پلیت وظیفه تحمل بارهای برشی که برروی بال‌ها اعمال می‌شود را بر عهده دارد و بیشتر از تمام بخش‌های تیر ورق در معرض کمانش قرار می‌گیرد. یکی از نقاط ضعف جان، این است که توانایی مقاومت در برابر نیروهای خمشی را ندارد.

ضخامت و ارتفاع جان بر اساس محل پروژه و حجم فشار بار به سازه متغیر است. هرچه جان ضخامت کمتر و ارتفاع بیشتری داشته باشد، بیشتر مستعد کمانش است. درنتیجه برای ایجاد مقاومت دربرابر نیروهای برشی و کمانش، نیاز است از سخت کننده‌ یا استیفنر استفاده شود.

2. بالِ تیر (Flanegs Plate)

بال‌ها یا فلنج‌ها درواقع دو صفحه‌ی فولادی افقی و عمود بر جان هستند که در بالا و پایین جان، به آن متصل شده‌اند. نحوه اتصال بال‌ها به جان می‌تواند با جوش و یا روش‌های دیگر باشد.

وظیفه اصلی بال‌ها، مقاومت دربرابر بارهای خمشی وارده بر تیر ورق است که بال بالایی در برابر نیروهای فشاری و بال پایینی در برابر نیروهای کششی تحمل بالایی دارند.
همچنین نیاز است که بال‌ها عرض و ضخامت مناسبی داشته باشند تا بتوانند در برابر گشتاور خمشی مقاومت خوبی از خود نشان دهند.

سخت‌کننده تیر ورق
تصویری از سخت‌کننده تیر ورق

3. سخت‌کننده (Stiffeners)

استیفنرها یا سخت‌کننده‌ها نوعی ورق تقویتی هستند که زماین که ورق‌های فلزی عادی نمی‌توانند کمک کننده باشند، از این ورق‌های تقویتی استفاده می‌شود. وظیفه این سخت‌کننده‌ها، بالا بردن ظرفیت ساختاری تیر و جلوگیزی از خرابی‌های موضعی ناشی از کمانش است.

این ورق‌های تقویتی برای اتصالات گیردار بسیار مناسب و کاربردی هستند و نیروهای وارده بر تیر را تا زمانی که نیروها در تمام تیر پخش شوند، تحمل می‌کنند.

  • دلالیل استفاده از سخت‌کننده‌ها
  1. افزایش استحکام جان و انتقال نیرو کششی برروی جان
  2. افزایش ظرفیت باربری تیر
  3. کاهش تنش برشی وارد شده
  4. جلوگیری از کمانش جان

سخت‌کننده‌ها عموما به دو نوع عمودی و افقی تقسیم‌بندی می‌شوند:

3.1 سخت‌کننده افقی

سخت‌کننده‌های افقی به صورت موازی با بال‌ها قرار می‌گیرند که به آن‌ها سخت‌کننده طولی نیز گفته می‌شود. این قطعه باعث افزایش مقاومت دربرابر نیروی کمانش در قسمت جان شده و نیروها و بارهای وارد شده به قیمت بال‌ها و جان را می‌گیرد.

این سخت‌کننده در دو نوع ساخته می‌شود:

  1. سخت‌کننده افقی پیوسته: این نوع، سخت‌کننده‌های عرضی را بهم متصل و فشار نیروهای وارد شده از طرف بال‌ها به جان را می‌گیرد.
  2. سخت‌کننده افقی ناپیوسته: این نوع سخت‌کننده افقی که به سخت‌‌کننده منقطع نیز شناخته می‌شود، در بین سخت‌کننده‌های عرضی بدون هیچ تماس و اتصالی قرار می‌گیرد.
    این استیفنر وظیفه تحمل هیچ باری از سمت جان و بال‌ها را برعهده ندارد و تنها در برابر نیروی کمانشی که به جان وارد می‌شود مقاومت ایجاد می‌کند.

3.2 سخت‌کننده عمودی

سخت کننده عمودی یا سخت کننده عرضی، در سمت راست بال و به صورت عمود بر بال‌ها متصل می‌شود. این استیفنرها عموما در بیشتر تیرهای فولادی که بار سنگینی را تحمل می‌کنند وجود دارند. سخت‌کننده عمودی به دو دسته تقسیم می‌شود:

  1. سخت‌کننده عمودی انتهایی:  این نوع سخت‌کننده در دو انتهای تیر ورق قرار می‌گیرد تا بار وارد شده به تیر را دریافت، و به تکیه‌گاه منتقل کند. به این نوع، سخت‌کننده تکیه‌گاه و یا سخت‌کننده بلبرینگ نیز گفته می‌شود.
    زمانی که به بخش‌های انتهایی تیر نیرو وارد می‌شود، ممکن است جان خرد شود. وظیفه این استیفنر انتهایی این است که مانع از خرد شدن جان شود.
  2. سخت‌کننده عمودی میانی: زمانی که فشار وارد شده بر تیر ورق به صورت متمرکز و نقطه‌ای و قطر جان آن کمتر از ۲۰ میلی‌متر باشد، ممکن است توسط نیروهای برشی وارده بر آن خم شود.به همین دلیل از سخت‌کننده عمودی میانی استفاده می‌شود.
    این سخت‌کننده، مقاومت در برابر نیروی کمانش در جان را افزایش می‌دهد.

4. اتصالات جان تیر و بال آن‌ها

این اتصال بروی وب پلیت رخ می‌دهد. زمانی که طول تیر ورق کمتر از دهانه باشد، از این اتصال استفاده می‌کنیم تا بتوانیم طول تیر ورق را افزایش دهیم.

5. اتصال نهایی

این اتصال از مهم‌ترین و سخت‌ترین بخش‌های ساختار تیر ورق محسوب می‌شود. این اتصال باید براساس اینکه در تیرورق تکیه‌گاه وجود دارد یا خیر طراحی شود. عموما تیر ورق ها در تکیه‌گاه پایانی قرار می‌گیرند که در این شرایط سخت‌کننده‌ها در اتصال نهایی ارائه می‌شوند.

همچنین برای زمانی که ورق‌های انتهایی و سخت‌کننده‌ها بال‌ها و جان را به صورت عمودی به هم متصل می‌کنند، یک روش طراحی مشابه درنظر گرقته می‌شود.

خرید ورق آهن

شروع قیمت 16,500 تومان
آرشیو قیمتی ورق آهن
کاربردهای تیر ورق
تصویری از کاربردهای تیر ورق

کاربرد تیر ورق

تیر ورق به عنوان یک عضو خمشی برای پشتیبانی از سازه در برابر بارهای سنگین استفاده می‌شود. به طور کلی کاربردهای این محصول به شرح زیر است:

  1. ساخت برج‌ها
  2. ساخت سوله‌ها
  3. ساخت پل‌های جاده‌ای، راه آهن، بزرگراه‌ها (تیر حمال)
  4. سکوهای نفتی و گازی
  5. ساخت سالن‌های صنعتی با دهانه‌های بزرگ
  6. ساخت رو گذرها با دهانه‌ی نسبتا بزرگ
  7. جرثقیل‌ها
  8. صنعت کشتی‌سازی
  9. تست بار
  10. سازه‌های بالابر
  11. تیرهای دروازه‌ای

مراحل تولید تیر ورق

تیر ورق از ورق سیاه ساخته شده و تولید آن شامل دو مرحله است. در ادامه به بیان آن‌ها خواهیم پرداخت.

1. مرحله اول: روش مکانیکی

این مرحله، تیر ورق ترکیبی از جان، بال‌ها و سخت‌کننده‌های مورد نیاز است. این اجزا به هم جوش داده نشده‌اند و اتصال آن‌ها با روش‌های مکانیکی صورت می‌گیرد. سپس توسط برگردان‌ها برگردانده می‌شود. ویژگی‌اهای این روش شامل:

  1. به طور کلی 90 درصد بار برشی وارد شده به تیر توسط جان تحمل می‌شود.
  2. اتصال بین جان و بال به وسیله بخش‌هایی که به بال بازگردانده می‌شوند تثبیت می‌شود. برگردان‌ها باید برای بارهای برشی عمودی و افقی که هنگام انتقال، به جان وارد می‌شوند طراحی شوند.
  3. در این تیر، مقاطع زاویه‌ای به عنوان سخت‌کننده جان استفاده می‌شوند.

2. مرحله دوم: روش جوشکاری

رایج‌ترین  و پرکاربردترین نوع تیر ورق به این روش تولید می‌شود که ساده‌ترین روش تولید است. این نوع بسیار سفت است و می‌تواند بارهای بسیار بالایی را در مقاومت در برابر حرکات جانبی تحمل کند.
از این نوع برای ساخت پل‌ها استفاده می‌شود که این ویژگی‌ها را می‌توان در پل‌های راه آهن مشاهده کرد.

مراحل تولید این روش به شرح زیر است:

  1. ورق سیاه را با دستگاه CNC برش می‌دهیم.
  2. روی شاسی، درز بین ورق‌ها را توسط روش جوشکاری پودری جوش می‌زنیم.
  3. بقیه‌ی درزها طبق طرح اولیه جوش می‌خورند.
  4. جوش درزها را بررسی و کنترل می‌کنیم.
  5. بال و جان را مونتاژ کرده و خال جوش می‌زنیم.
  6. بال و جان را به طور کامل جوشکاری می‌کنیم.
  7. فلنج تیر یا صفحه ستون را مونتاژ می‌کنیم.
  8. جان و بال را تاب‌گیری می‌کنیم.
  9. یک جوشکاری ثانویه و نهایی برای تکمیل جوشکاری مقطع انجام می‌دهیم.

3. مونتاژ تیر ورق

مونتاژ کردن تیر ورق به دو بخش مونتاژ تیر ورق عمودی و مونتاز تیر ورق افقی تقسیم می شود:

3.1 مونتاژ تیر ورق عمودی

در ابتدا بال را به صورت افقی و خوابیده روی زمین قرار می‌دهیم. پس از پیدا کردن محور بال، گیره‌های کوچکی را با فاصله‌های معین در خط وسط محور آن جوش می‌دهیم.  سپس جان تیر ورق را به صورت عمود روی بال قرار داده و جوش موقت می‌زنیم.

بال دیگر را هم به کمک گیره‌های عمودی به جان تیر متصل می‌کنیم و جوش موقت را روی آن نیز انجام می‌دهیم. در انتها روی تمام آن‌ها جوشکاری نهایی صورت می‌گیرد.

3.2 مونتاژ تیر ورق افقی

جان تیر را به صورت افقی درون فیکسچرهای خاصی قرار می‌دهیم، سپس بال‌ها را به صورت عمودی به آن متصل می‌کنیم. نتیجه‌ی این فرآیند همان تیرآهن‌های سایز بزرگ است.

مزایای استفاده از تیر ورق

این محصول دارای مزایا بسیار و معایبی است که در ادامه به بیان آن‌ها می‌پردازیم:

  • مزایا تیر ورق
  1. تولید آن نسبت به پل خرپایی آسان‌تر است.
  2. از پل خرپایی ظاهر زیبا‌تری دارد.
  3. اگر در بال بالایی اتصالات برشی قرار دهیم، می‌توانیم از مقطع مرکب فولاد و بتن در آن استفاده کنیم.
  4. زمان ساخت کمتر و کوتاه‌تری دارد.
  5. در برابر خرابی‌های بوجود آمده توسط فشار مداوم  و خستگی مقاومت بالایی دارد.
  6. نگهداری کردن از آن آسان است.
  • معایب تیر ورق
  1. ظاهر معماری کمتری دارد.
  2. در مقایسه با خرپا سنگین‌تر است.
  3. از این محصول نمی‌توان برای پشتیبانی دهانه‌های بزرگ استفاده کرد، مگر اینکه از اتصالات جان و بال استفاده شود.
  4. تولید آن باید کاملا مطابق با طراحی باشد.
  5. حمل و نقل سخت‌تر یدارد.
  6. در زمان قرار داردن آن برروی سازه، هندل کردن آن کمی سخت است.

قیمت تیر ورق

مهم‌ترین عامل تاثیر‌گذار در قیمت تیر ورق ماده‌ی تشکیل دهنده‌ی آن یعنی ورق سیاه است. قیمت روز ورق سیاه در بازار درحال نوسان است و هیچگاه نمی‌توان برای آن قیمت ثابت و مشخصی تعیین کرد.

از عوامل موثر بر قیمت ورق سیاه که باعث تقییر در قیمت تیر ورق می‌شود، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. میزان عرضه و تقاضا
  2. نرخ ارز
  3. شرایط بازارهای جهانی
  4. نوع برند و کارخانه تولیدکننده
  5. نوع استاندارد ورق
  6. ضخامت، حجم و وزن ورق خریداری شده و …

همچنین شما می‌توانید برای خرید ورق سیاه از راهنمایی مشاوران ما در آهنک بهره‌مند شوید و از طریق شماره تماس 91006007-021 با آن‌ها در ارتباط باشید.

خرید ورق آهن

شروع قیمت 16,500 تومان
آرشیو قیمتی ورق آهن

سخن پایانی

ما در این مقاله هرآنچه که برای شناخت تیر ورق نیاز است بدانید را در اختیار شما قرار داریم و درباره اجزا تشکیل‌دهنده آن، کاربردها، نحوه تولید مزایا و معایب آن صحبت کردیم.
همانطور که گفتیم، این مقطع فولادی مقاومت زیادی در برابر فشارهای خمشی دارد، که می‌توان از آن در سازه‌های بسیاری استفاده کرد. برای استفاده کردن از تیر ورق در سازه‌های ساختمانی باید به این نکته توجه کرد:

  1. به کار گرفتن این مقطع در برج‌ها و ساختمان‌های بلند قیمت پایین‌تر و کیفیت بالاتری نسبت به تیرآهن دارد.
  2. از آنجایی که استفاده کردن از تیر ورق در ساختمان‌های زیر هفت طبقه به شرایط خاصی احتیاج دارد، قرار دادن تیرآهن در سازه از لحاظ اقتصادی برای شما بهتر خواهد بود.
  3. با توجه به پیشرفت کارخانجات و اینکه تولید تیر ورق از پل‌های خرپایی آسانتر شده است، قیمت آن نیز کمتر خواهد بود.
  4. در پایان یکی از مواردی که ممکن است به آن توجه نکنیم اما در هزینه‌ی کل پروژه تاثیر گذار خواهد بود، حمل و نقل تیر ورق می‌باشد. تیر ورق‌هایی که در سایزهای بزرگ تولید می‌شوند، برای جا‌به‌جایی به ماشین آلات خاصی احتیاج دارند و همین امر هزینه‌ی زیادی به بار خواهد آورد.

درصورت داشتن هرگونه سوال درباره این محصول، می‌توانید سوالات خود را در بخش نظرات با کارشناسان ما درمیان بگذارید، تا در سریع‌ترین زمان ممکن به آن‌ها پاسخ دهند.