محاسبه تیرآهن مورد نیاز برای ساختمان دو طبقه
محاسبه ی تیرآهن مورد نیاز برای ساخت یک ساختمان به نوع اسکلت آن وابسته است. در ساختمان های با اسکلت بتنی از میلگرد برای تقویت بتن استفاده می شود. در حالی که بخش عمده ای از ساختمان های اسکلت فلزی را تیرآهن تشکیل می دهد. تیرآهن یکی از مهمترین مقاطع فولادی ست که در ساخت سازه های به خصوص بلند مرتبه نقش اساسی دارد و می تواند به خوبی نیروهای خمشی و برشی وارد شده بر سازه را تحمل کند. در خصوص محاسبه تیرآهن مورد نیاز برای یک ساختمان دو طبقه باید به این نکته توجه داشت که این محاسبات به صورت دقیق می بایست توسط مهندسان سازه انجام شود. با این وجود با توجه به شرایط ساختمان و ابعاد آن می توان به صورت سرانگشتی محاسباتی در این راستا انجام داد.
تیرآهن یکی از اجزای مهم در ساختمان سازی محسوب می‌شود. تیرآهن در تحمل نیروهای خمشی و برشی وارده بر سازه نقش اساسی را بازی می‌کند و به همین دلیل محل قرار گرفتن آن در اسکلت ساختمان اهمیت بسیاری دارد.
یکی از موارد که به خصوص پیش از آغاز ساخت یک بنا برای سازندگان اهمیت دارد برآورد تقریبی مقدار متریال و هزینه ی ساخت بناست. با توجه به اینکه حجم و وزن تیرآهن مورد نیاز برای ساخت‌وسازهای چندین طبقهی امروزی زیاد است و قیمت آهن‌آلات و همینطور قیمت تیرآهن کیلویی محاسبه می‌شود، پس سهم قابل توجهی از هزینه‌ی ساخت ساختمان‌های امروزی صرف خرید تیرآهن می‌شود. بنابراین بلافاصله پس از مشخص شدن نوع ساختمان لازم است نوع تیرهای مورد نیاز و همینطور تعداد و وزن هر کدام از آن‌ها محاسبه شود تا بتوانیم هزینه‌ی ساخت ساختمان مورد نظر را دقیق‌تر برآورد کنیم. این محاسبات حاوی اطلاعات بسیار مفیدی برای تصمیم‌گیران پروژه‌های ساختمانی است و می‌تواند به آن‌ها در اتخاذ تصمیم بهینه کمک کند. همانطور که گفته شد برای تصمیم درست باید قیمت تیرآهن مورد نیاز را درست تخمین بزنیم که لازمه‌ی آن این است که برآورد درستی از تعداد و وزن تیرآهن مورد نیاز در دست داشته باشیم. در ادامه‌ی مقاله به تشخیص نوع و تعداد تیرآهن مناسب برای ساختمان دو طبقه می‌پردازیم و پس از آن روش صحیح محاسبه وزن و قیمت تیرآهن را شرح می‌دهیم. در عین حال همواره می‌توانید ضمن تماس با شرکت آرتا فولاد آریا راد و متصل شدن به کارشناسان ما هر اطلاعاتی که در مورد تیرآهن نیاز دارید را به طور رایگان دریافت کرده، از قیمت روز تیرآهن مطلع شده و در نهایت اقدام به خرید تیرآهن مورد نظر خود کنید.
آنچه در این مقاله خواهید خواند:
- تیرآهن مناسب برای ساختمان دو طبقه
- اسکلت بتنی یا اسکلت فلزی؟!
- اسکلت ساختمان دو طبقه
- فرمول محاسبه وزن تیرآهن
- محاسبه حجم تیرآهن مصرفی در ساختمان دو طبقه
تیرآهن مناسب برای ساختمان دو طبقه
سال‌هاست که از تیرآهن در اسکلت‌های فلزی برای ساخت برج‌ها، سازه‌های فلزی و همینطور ساختمان‌های چند طبقه و بلند استفاده می‌شود. اگر چه به دلیل بالا بودن قیمت تیرآهن اسکلت‌های بتنی به صرفه‌تر از اسکلت‌های فلزی است اما به دلیل خواص فوق‌العاده‌ای که به خاطر وجود تیرآهن در این نوع اسکلت وجود دارد هنوز هم خیلی‌ها ترجیح می‌دهند از این نوع اسکلت در ساختمانسازی استفاده کنند.
اسکلت بتنی یا اسکلت فلزی؟!
اسکلت فلزی برتری‌های زیادی نسبت به اسکلت بتنی دارد که در زیر به آن اشاره می‌کنیم:
اسکلت بتنی قابل استفاده برای سازه‌های بلند نیست و اگر طبقات یک ساختمان زیاد باشد نمی‌توان از آن استفاده کرد درحالی که اسکلت فلزی در ساختمان‌های بلند و با طبقات زیاد نیز به کار می‌رود.
از اسکلت‌های فولادی می‌توان سال‌های سال استفاده کرد بدون اینکه استحکام و مقاومت ساختمان کاهش یابد اما اسکلت‌های بتنی عمری محدود دارند و پس از آن که عمر مفیدشان به پایان رسید ساختمان ایمنی لازم را نداشته و غیر قابل استفاده می‌شود و لازم است جهت استفاده مجدد تخریب شود.
پیاده‌سازی اسکلت فلزی در ساخت‌وساز سریع‌تر و آسان‌تر از اسکلت بتنی است و بنابراین برای پروژه‌هایی که سرعت در ساخت سازه‌ی مورد نظر اهمیت دارد مناسب‌ترند. نوسانات شدید قیمت مصالح ساختمانی و همینطور قیمت آهن‌آلات نظیر قیمت تیرآهن و میلگرد، کندی و تعلل در ساخت ساختمان را با هزینه‌های گزافی روبه‌رو کرده و به همین علت سرعت ساختمانسازی نسبت به گذشته اهمیت بیشتری پیدا کرده است.
وزن ساختمانی که بر پایه‌ی اسکلت فلزی بنا گذاشته شده به مراتب کمتر از وزن ساختمانی است که از اسکلت بتنی در آن استفاده شده است و بنابراین استفاده از اسکلت فلزی در ساختمان وزن آن را کاهش داده و در نتیجه نیروهای فشاری وارده بر ساختمان کاهش می‌یابد که خود این عامل در استحکام بیشتر ساختمان موثر است.
تیرآهن به عنوان یک مقطع فولادی کاملا همگن است اما بتن به اندازه‌ی فولاد همگن نیست بنابراین اسکلت‌های فولادی سازه‌های همگن‌تر و متعادل‌تری هستند.
فولاد به نسبت بتن از خاصیت ارتجاعی بیشتری برخوردار است و در نتیجه ساختمان‌هایی که با اسکلت‌های فلزی شکل گرفته‌اند قرص و محکم‌ترند و تحمل آن‌ها در برابر نیروهای کششی و جانبی وارده بر سازه در حوادث طبیعی مانند زلزله بیشتر است.
در یک تقسیم‌بندی کلی تیرآهن‌هایی که در ساخت‌وساز از آن استفاده می‌کنیم به سه گروه اصلی، کلاف و فرعی تعلق دارند و سه نوع از متداول‌ترین و پرکاربردترین تیرآهن‌ها در ساخت‌وساز تیرآهن‌های IPE، INP و IPB است که از نظر ابعاد، طول بال و استاندارد با یکدیگر فرق داشته و کاربردهای متفاوتی نیز دارند.
اسکلت ساختمان دو طبقه
اسکلت‌بندی ساختمان دو طبقه مانند هر سازه‌ی ساختمانی دیگری اصول و مراحلی دارد که در ادامه به طور خلاصه به آن می‌پردازیم. فرقی نمی‌کند با سازه‌ی فولادی سروکار داشته باشیم یا سازه‌ی بتنی در هر حال مرحله‌ی اول بنا کردن اسکلت ساختمان، گودبرداری است و اگر ساختمان دارای زیزمین هم باشد گودبرداری زیادتر انجام می‌شود. پس از گودبرداری و انجام آزمایش بر روی خاک و نمونه‌برداری از آن نوبت به بتن مگر می‌رسد. بتن‌ریزی با هدف ایجاد سطحی صاف به عنوان زیربنای اصلی ساختمان انجام می‌گیرد چرا که کل اسکلت ساختمان بر روی کف سوار می‌شود و از این نظر کاملا صاف بودن کف حائز اهمیت است و در استحکام و تعادل سازه نقش اساسی دارد. در این مرحله نوبت به آرماتوربندی می‌رسد که باز هم برای سازه‌های فولادی و بتنی مشابه و ضروری است. بعد از آرماتوربندی، محل قرارگیری صفحات و ستون‌ها مشخص شده، قالب‌گیری نیز انجام می‌شود و همه‌چیز برای بتن‌ریزی پی آماده می‌شود. نکته‌ی مهم این مرحله این است که باید پیش از بتن‌ریزی، بتن به خوبی در میکسرها مخلوط شده، یکنواخت و کاملا همگن شده باشد و حین بتن‌ریزی و پس از آن عملیات مرطوب‌سازی همواره تداوم داشته باشد. در مرحله بعد صفحات روی آرماتورها قرار می‌گیرند تا تیرها بر روی آن‌ها قرار گیرند. در مرحله‌ی صفحه‌گذاری بتن شل با فشار لابه‌لای این صفحات تزریق می‌شود تا اتصال انجام شده و فضای خالی در زیر این صفحات باقی نماند که به این عملیات اصطلاحا هواگیری گفته می‌شود و بدین منظور انجام می‌گیرد که پس از کار گذاشتن ستون هیچ نشستی در این صفحات اتفاق نیافتد. مرحله‌ی بعدی اجرای ستون‌هاست که با استفاده از جرثقیل و علم‌کردن تیرآهن و گذاشتن آن‌ها بر روی صفحات انجام می‌گیرد که برای طبقهی دوم تیرآهن‌های کمتری را به تیرآهن‌های طبقهی اول جوش می‌دهند. پس از آن تیرها بنا نهاده می‌شوند و عملیات تیرچه‌ریزی انجام می‌شود تا سقف و کف ساختمان بر روی این تیرها قرار گیرد. آخرین مرحله‌ی برپا داشتن اسکلت فلزی ساختمان دو طبقه اجرای باربندها و در نهایت نصب راه‌پله‌های بین طبقهی اول و دوم است.
فرمول محاسبه وزن تیرآهن
برای اینکه بتوانیم وزن تیرآهن مورد نیاز در یک پروژه‌ی ساختمانی را ارزیابی کرده و بدست آوریم ابتدا باید نوع آن را مشخص کرده و با استفاده از وزن مخصوص آن نوع در جدول اشتال و استفاده از فرمول زیر وزن تیرآهن مربوطه را بدست آوریم.
وزن تیرآهن = طول تیرآهن (متر) * وزن مخصوص تیرآهن (با توجه به جدول اشتال)
برای نمونه وزن سه نوع تیرآهن زیر را بر اساس فرمول بالا و استفاده از جدول اشتال محاسبه کرده‌ایم:
- تیرآهن IPE20 به طول 12 متر
- تیرآهن IPE18 به طول 6 متر
- تیرآهن لانه‌زنبوری به طول 10 متر
وزن نهایی (کیلوگرم) | محاسبات | طول تیرآهن (متر) | وزن مخصوص (جدول اشتال) | نوع تیرآهن |
| 268.8 | 12*22.4 | 12 | 22.4 | IPE20 |
| 112.8 | 6*18.8 | 6 | 18.8 | IPE18 |
| 103.3 | 10*10.33 | 10 | 10.33 | لانه‌زنبوری |
محاسبه حجم تیرآهن مصرفی در ساختمان دو طبقه
به طور کل مقدار آهن‌آلات و همینطور تیرآهنی که در ساخت هر متر مربع از سازه‌ای بدان نیاز داریم به عوامل بسیاری نظیر نوع سازه، نوع تیرآهن، نظر مهندس ناظر و... بستگی دارد اما مهمترین عامل فلزی یا بتنی بودن اسکلت ساختمان است. مثلا اگر اسکلت‌بندی ساختمانی فلزی باشد به جز وزن آرماتور سقف به ازای هر متر مکعب به 40 تا 70 کیلوگرم آهن‌آلات نیازمندیم که عمده آن به وزن تیرآهن برمی‌گردد در حالی که اگر با سازه‌ای بتنی سر و کار داشته باشیم در شرایطی مشابه به ازای هر متر مربع سازه به 35 تا 60 کیلوگرم آهن‌آلات نیاز است. البته پارامترهای دیگری نیز در این بین مهم هستند و حجم تیرآهن برای پروژه‌های مختلف با توجه به نوع کاربری سازه می‌تواند متفاوت باشد و در کل تعیین دقیق تعداد تیرآهن‌های مورد نیاز کار ساده‌ای نیست و به همین دلیل نیاز به کار کارشناسی دارد که بر عهده‌ی مهندسین سازه است. اما همین تخمین حدودی میزان آهن‌آلات نیز برای تصمیم‌گیری و محاسبه‌ی هزینه‌ی تمام شده‌ی یک پروژه‌ی ساختمانی بسیار ارزشمند، مفید و راه‌گشاست.
بنابراین همانگونه که تخمین وزن میلگرد مورد نیاز در ساختمانسازی اهمیت دارد تخمین درست وزن تیرآهن نیز اهمیت بسزایی دارد چرا که پس از محاسبه وزن تیرآهن و با اطلاع از قیمت روز تیرآهن می‌توانیم برآورد قیمتی صحیحی از هزینه‌ی پروژه بدست آوریم. نکته دیگری که در خرید تیرآهن اهمیت بسیاری دارد این است که هنگام خرید تیرآهن نبایست تنها به قیمت توجه داشت و دنبال ارزان‌ترین تیرآهن موجود در بازار بود زیرا کیفیت تیرآهن نیز بسیار مهم است و چنانچه از تیرآهن‌های با کیفیت در اسکلت‌بندی ساختمان استفاده نشود ایمنی ساختمان به طور جدی به خطر میافتد که ممکن است هزینه‌های مالی و جانی بسیاری به بار بنشاند.
