همه چیز در مورد تیرهای لانه زنبوری

دلیل نامگذاری تیرهای لانه زنبوری ، شكل گیری این تیرها پس از عملیات ( بریدن و دوباره جوش دادن ) و تكمیل پروفیل است . اینگونه تیرها در طول خود دارای حفره های توخالی (در جان) هستند كه به لانه زنبور شبیه است ؛ به همین سبب به اینگونه تیرها لانه زنبوری می گویند.
هدف از ساخت تیرهای لانه زنبوری :
هدف این است كه تیر بتواند ممان خمشی بیشتری را با خیز (تغییر شكل ) نسلتا كم ، همچنین وزن كمتر در مقایسه با تیر نورد شده مشابه تحمل كند ؛ برای مثال ، با مراجعه به جدول تیرآهن ارتفاع پروفیل IPE-18 را كه 18 سانتیمتر ارتفاع دارد ، می توان تا 27 سانتیمتر افزایش داد.
محاسن و معایب تیر لانه زنبوری :
باتوجه به مثال گفته شده در بالا با تبدیل تیرآهن معمولی به تیرآهن لانه زنبوری ، اولا : مدول مقطع و ممان انرسی مقطع تیر افزایش می یابد . ثانیا : مقاومت خمشی تیر نیز افزوده می گردد . در نتیجه ف تیری حاصل می شود با ارتفاع بیشتر ، قویتر و هم وزن تیر اصلی . ثالثا : با كم شدن وزن مصالح و سبك بودن تیر ، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر خواهد بود. رابعا : از فضاهای ایجاد شده (حفره ها) در جان تیر می توان لوله های تاسیساتی و برق را عبور داد. در ساختن تیر لانه زنبوری مه منجر به افزایش ارتفاع تیر می شود ، باید استاندار كاملا رعایت گردد ؛ در غیر اینصورت ، خطر خراب شدن تیر زیر بار وارد شده حتمی است.
از جمله معایب تیر لانه زنبوری ، وجود حفرهای آن است كه می تواند تنشهای برشی را در محل تكیه گاهها پل به شتون یا اتصال تیراهن تودلی (تیر فرعی) به پل لانه زنبوری تحمل كند ؛ بنابراین ، برای رفع این عیب ، اقدام به پر كردن بعضی حفره ها با ورق فلزی و جوش می كنند تا اتصال بعدی پل به ستون یا تیر فرعی به پل به درستی انجام شود. تیر لانه زنبوری در ساختمان اسكلت فلزی می تواند به صورت پل فقط در یك دهانه یا به صورت پل ممتد به كار رود . برای ساختن تیر لانه زنبوری دو شیوه موجود است : الف ) شیوه برش پانیر ب) شیوه برش لتیسكا
روشهای مختلف برش تیر آهن :
1- برش به روش كوپال : با استفاده از دستگاه قطع كن سنگین كه به گیوتین مخصوص مجهز است ، تیرآهن به شكل سرد در امتداد خط منكسر قطع می شود.
2- برش به روش برنول : برش در این حالت به صورت گرم انجام می گیرد ؛ به این صورت كه كارگر ماهر برش را با شعله بنفش رنگ قوی حاصل از گاز استیلن و اكسیژن ، به وسیله لوله برنول ، انجام می دهد.
بریدن تیرهای سبك به وسیله ماشینهای برش اكسیژن شابلن دار نسبتا ساده است . در ایران تیرهای لانه زنبوری را بیشتر با دست تهیه می كنند.
روشهای ساختن تیر لانه زنبوری و تقویت آن :
روش تهیه تیرهای لانه زنبوری از این قرار است كه ابتدا در روی جان تیرآهن نورد شده با استفاده از اگو كه بصورت 5. شش ضلعی از ورق آهن سفید نیم میلیمتری (شابلن) با توجه به استاندارد ساخته شده خط می گردد ؛ سپس تیرآهن را روی یك شاسی افقی با زدن تك خال جوش در نقاط مختلف برای جلوگیری از تاب برداشتن قرار می دهند . آن گاه با استفاده از دستگاه برش (برنول) در امتداد خط منكسر اقدام به برش می كنند تا پروفیل به دو قسمت بالا و پایین تقسیم شود. حال اگر قسمت بالا را به اندازه یك دندانه جابجا كنیم و دندانه های دو قسمت با و پایین را به دقت مقابل هم قرار دهیم و از دو طرف كارگر ماهر آنرا جوشكاری كند با استفاده از جوش قوسی نیمه اتوماتیك برای اتصال دو نیمه بریده شده ؛ یك جوش خوب ، بی عیب ؛ سریع و مقرون به صرفه خواهد بود . همان طور كه در مطالب قبلی نیز گفتم ، تیر ساخته شده در محل تكیه گاهها با توجه به حفره های خالی آن در مقابل تنشهای برشی ضعیف می شود . برای جبران این نقیصه ، با توجه به منحنی نیروی برشی نیز به پر كردن حفره ها با ورقهای تقویتیاقدام می كنیم.لازم به ذكر است كه حداقل باید یك حفره با ورق در تكیه گاه به وسیلهجوش كامل پر شود. در پایان یادآور می شوم كه یك نوع دیگر از پروفیلهای لانه زنبوری را پس از بریدن قطعات بالا و پایین ورق واسطه اضافه می كنند كه این ورق ورق واسطه بین دندانه ها جوش می شود . در نتیجه ، تیر حاصل به مراتب قویتر از تیری است كه بدون ورق واسطه ساخته می شود .
تقویت تیرهای لانه زنبوری به كمك رفتار مركب بتن و فولاد
در تیرهای لانه زنبوری علاوه بر تنشهای خمشی اصلی در محل حلقه ها تنشهای خمشی ثانویه حاصل از برش در مقطع ایجاد میگردد كه گاهی این تنش از تنشهای خمشی اصلی در تیر بزرگترند. این تنشها از كارایی تیر می كاهند و برای مقابله با آنها باید حلقه های كناری را با ورق پر كرد خصوصا هنگامی كه از این نوع تیرها بصورت یكسره استفاده می شود در محل تكیه گاهها كه هم نیروی برشی و هم لنگر خمشی زیاد می باشد تنشهای خمشی بشدت افزایش میابد و نیاز به تقویت تیر در این محلها می باشد كه از لحاظ اقتصادی قابل توجیه نمی باشد. در این پروژه برای مقابله با این ضعف در تیرهای لانه زنبوری رفتار مركب بتن و فولاد تهیه شده هست . به این ترتیب كه داخل تیر فلزی در نقاطی كه تنشهای ثانویه قابل ملاحظه می باشند از بتن پر می شود و كشش حلقه های خالی را به عمل تغییر می دهد و این امر سختی و مقاومت تیر را افزایش می دهد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می باشد .