تیر ورق چیست ؟
با توجه به پیشرفت تلکنولوژی در عصر جدید شاهد تغییر فرآیند هایی می باشیم که هم روند ساخت و هم روند تولید را سهل و سرعت می بخشد از این رو صنعت ساختمان نیز از پیشرفت جا نمانده است و روز به روز درحال پیشرفت می باشد.
از این رو همیشه با دیدن ساختمان های عظیم این سوال در ذهن ما ایجاد می شد که چگونه و چطور اسکلت فلزی پروژه های بزرگ طراحی و تولید و نصب می شود که در این مقاله به پاسخ به این سوال خواهیم پرداخت.
حال نوبت به آن رسیده که تیر ورق چیست را توضیح دهیم در اصطلاح تیر ورق به انگلیسی Plate Girder نام دارد. تیر ورق حاصل از سه ورق است که دو ورق به عنوان بال و یک ورق به عنوان جان را به هم جوش می دهند. و یک مقطع I را تشکیل می دهد و می تواند بارهای سنگین را تحمل کند, عملکرد تیر ورق تکیه گاهی برای بارهای سنگین عمودی بوده که در فواصل طولانی به کار می رود.
تحمل بار تیر ورق و بررسی استقامت
وظیفه بال تیر یعنی صفحات بالا و پایین مقاومت در برابر نیروی فشاری و کششی در برابر لنگر خمشی بوده است, اما وظیفه جان تیر ورق مقاومت در برابر برش است. در طراحی اقتصادی و رسیدن به خمش مشخص باید فاصله بالها را افزایش داد. اغلب تیر ورق در اسکلت فلزی ساختمان ها و پل های با دهانه کوچک تا متوسط استفاده می شود. ولی اگر قرار باشد برای دهانه های بیشتر از 20 متر از تیرهای صفحه ای استفاده شود. باید تیر ورق با سخت کننده ( استیفنر ) تقویت شوند. اصولا تیر ورق ها برای دهانه های ساده تا ۴۰ متر مناسب است.
چنان که متوجه شدید ساختار تیر ورق مشابه تیر آهن می باشد به نوعی میتوان گفت که تیر ورق نوعی تیرآهن است که با جوش یا پرچ Web Plate عمودی (جان) و Flanges Plate (بال) به هم متصل می شود. تیر ورق دارای مقاومت خمشی خوبی است. و اگر نیاز باشد که مقاومت در برابر خمش و برش بیشتر شود کافیست با افزایش فاصله بین بال ها یا فلنج این مقاومت حاصل شود.
صفحه وب پلیت Web Plate که همان جان تیر ورق میباشد از صفحات نازک ساخته می شود جهت افزایش مقاومت تیر ورق درمقابل بار از استیفنرهای افقی و عمودی استفاده می شود.
تاریخچه تیر ورق
آن زمان که فن آوری جوشکاری در دسترس نبود تیر ورق ها را با پرچ به هم متصل می کردند .
اولین سازه با تیر ورق
اولین سازه از قدیمی ترین سازه های فولادی در آمریکا می باشد که درسال 1964 ساخته شد
اجزای تیر ورق
پس از آن که تیر ورق چیست را توضیح دادیم حال به اجزای تیر ورق می پردازیم که تیر ورق حاصل از سه ورق است که دو ورق به عنوان بال و یک ورق به عنوان جان را به هم جوش می دهند. و یک مقطع I را تشکیل می دهد
- جان تیر Web Plate ( تیغه )
- بال تیر Flanges Plate ( فلنج ها )
- سخت کننده Stiffeners ( استیفنرها )
جان تیر ورق چیست ؟
ورق عمودی تیر ورق مانند یک تار در تیر ورق عمل می کند. که در اصطلاح به آن وب پلیت می گویند که دو صفحه بال را با فاصله لازم جدا می کند. جان تیر ورق مقاومت بالایی در برابر نیروی برشی دارد . صفحات وب پلیت از 8 میلیمتر به بالا متغییر است. عرض صفحه وب به نوع و مقدار بارگذاری بستگی دارد.
فلنج در تیر ورق چیست ؟
فلنج یا صفحات فلنج عناصر افقی تیر ورق هستند که در بالا و پایین توسط وب از هم جدا می شوند. هدف اصلی صفحات فلنج مقاومت در برابر نیروی خمشی می باشد که روی تیر ورق قرار دارند. فلنج بالا در برابر نیروی فشاری و فلنج پایین در برابر نیروی کششی مقاومت می کنند. آنها باید دارای عرض و ضخامت مناسب باشند تا در برابر گشتاور خمشی مقاومت خوبی داشته باشند.
سخت کننده ها, وب پلیت ها و فلنج در صورت اتصال صحیح با جوشکاری یا پرچ یا پیچ و مهره ساختار تیر ورق را تشکیل می دهند.
استیفنر تیر ورق چیست ؟
استیفنر ها Stiffeners ورق های تقویتی هستند که برای اتصالات مخصوصا اتصالات گیردار بسیار کاربرد دارد و اگر ورق های عادی جوابگوی نباشد باید از ورق های تقویتی یا همان استیفنر استفاده می شود باید توجه داشت که در اتصال تیر به ستون نیروی بالهای تیر به صورت فشاری و کششی به ستون وارد می شود. که ممکن است نیاز به سخت کننده فشاری و کششی باشد.
سخت کننده ها بر دو نوع طبقه بندی می شود.
- سخت کننده عمودی Vertical Stiffeners
- سخت کننده افقی Horizontal Stiffeners
سخت کننده افقی در تیر ورق
سخت کننده افقی به موازات فلنج ها ( بال تیر ) طراحی می شوند. به آنها سخت کننده طولی نیز می گویند. این سخت کننده ها نیروی کمانش را در قسمت جان تیر افزایش می دهند. سخت کننده های افقی به دوشکل طراحی می شود پیوسته یا نا پیوسته
سخت کننده افقی تمام سخت کننده های عمودی را قطع کرده و به هم متصل می کند. و همچنین بارهایی که بال ها و جان وارد می شود را می گیرد.
سخت کننده های افقی ناپیوسته همان سخت کننده های منقطع هستند. آنها هیچ باری از جان و بال تیر را تحمل نمی کنند فقط در برابر نیروی کمانشی که به جان تیر وارد می شود مقاومت می کند.
با وجود اینکه سخت کننده ها در صنایع مختلفی استفاده می شود. نامهای مختلفی دارند از جمله: تحمل کننده بار, سخت کننده طولی, سخت کننده انتهایی, سخت کننده میانی.
در کارخانه ها و کارگاه های سازه فولادی عموما از جرثقیل سقفی برای بلند کردن و جابجایی تجهیزات ماشین سنگین استفاده می شود. این نوع جرثقیل بیشتر با دست یا برق کار می کنند.
غالبا اکثر جرثقیل ها از تیر ورق ساخته می شوند.
تیر ورق در پل فولادی
در پلهای فولادی آسیب ( ترک یا شکستگی ) اغلب در اتصالات به دلیل خستگی یا خوردگی ایجاد می شود. برای پل های راه آهن فولادی که تحت تاثیر لرزش های بزرگ قطار می باشد خستگی مهمتر از خوردگی است. مخصوصا در اتصالات جوشکاری بیشتر ترک ها و شکستگی ها ناشی از خستگی می باشد. و روش پیشنهادی استفاده از تقویت کننده می باشد.
در پلهای راه آهن قدیمی در ژاپن از ملات لاتکس, صفحات تقویت کننده GFRP, بتن زودگیر و تقویت کننده ها برای افزایش سختی, ظرفیت حمل بار و همچنین دوام اتصالات استفاده می شده است.