آشنایی با تیرآهن ۲۲ و کاربردهای آن

تیرآهن ۲۲ چیست؟

تیرآهن ۲۲ یکی از سایزهای پرمصرف در خانواده‌ی مقاطع I-شکل است که ارتفاع جان آن تقریباً ۲۲۰ میلی‌متر است. این سایز به دلیل تعادل منطقی بین وزن و ظرفیت باربری، در پروژه‌های ساختمانی شهری و صنعتی کاربرد فراوان دارد. در استاندارد IPE—که متداول‌ترین نوع در ایران است—ضخامت بال در طول عرض یکنواخت باقی می‌ماند و همین ویژگی، رفتار قابل پیش‌بینی‌تری در تحلیل و طراحی خمشی ایجاد می‌کند.

تعریف تیرآهن و نقش آن در سازه‌ها

تیرآهن‌ها المان‌های اصلی برای مقاومت در برابر خمش و برش هستند و به‌صورت تیر، شاه‌تیر، پل، یا حتی ستون در اسکلت‌های فلزی به کار می‌روند. انتخاب درست سایز، استاندارد و برند تیرآهن، روی ایمنی، هزینه و سرعت اجرا اثر مستقیم دارد.

معرفی سایز ۲۲ و تفاوت آن با سایر سایزها

سایز ۲۲ در میانه‌ی طیف معمول مصرف ساختمانی قرار می‌گیرد:

• نسبت به سایز ۱۸: مقاوم‌تر و سنگین‌تر است؛ برای دهانه‌های طولانی‌تر و بارهای بالاتر مناسب‌تر.

• نسبت به سایز ۲۴: سبک‌تر و اقتصادی‌تر است؛ در طبقات میانی با دهانه‌ی معمول، انتخابی رایج است.

مشخصات فنی تیرآهن ۲۲

برای تصمیم‌گیری مهندسی و برآورد مالی، شناخت مشخصات فنی ضروری است.

وزن و ابعاد تیرآهن ۲۲

• طول شاخه‌ی رایج: 12 متر

• وزن هر شاخه (IPE 22): حدود ۲۷۶ کیلوگرم (± چند درصد بسته به استاندارد و کارخانه)

• چگالی فولاد: حدود ۷۸۵۰ kg/m³

• مولفه‌های هندسی موثر: مدول مقطع و ممان اینرسی که ظرفیت خمشی و خیز را تعیین می‌کنند (در جدول اشتال درج می‌شود).

جدول اشتال تیرآهن ۲۲

جدول اشتال اطلاعاتی مانند مساحت مقطع، ممان اینرسی حول محورها، مدول مقطع، ضخامت جان و بال، عرض بال و … را ارائه می‌دهد. مهندسان عمران برای محاسبات خمش، برش، کمانش و خیز به این داده‌ها تکیه می‌کنند. در زمان خرید، وزن نظری جدول با وزن واقعی باسکول مقایسه شود تا از استاندارد بودن محصول اطمینان حاصل گردد.

استانداردهای تولید (IPE، INP، IPB)

• IPE (اروپایی/رایج): بال یکنواخت، پرکاربرد در ایران، تعادل خوب بین وزن و مقاومت.

• INP: بال شیب‌دار؛ کمتر رایج؛ رفتار متفاوت در اتصالات.

• IPB/HEB (بال‌پهن): عرض بال بیشتر و ظرفیت باربری بالاتر با وزن بیشتر؛ مناسب برای ستون‌ها یا تیرهای با بار سنگین.

کاربرد تیرآهن ۲۲ در پروژه‌های ساختمانی

انتخاب صحیح نوع و سایز مقطع، به دهانه، بارگذاری، سیستم سازه‌ای و ضوابط آیین‌نامه‌ای بستگی دارد.

استفاده در ستون‌ها و اسکلت فلزی

در سازه‌های ۳ تا ۶ طبقه‌ی فولادی با دهانه‌های متعارف، تیرآهن ۲۲ به‌عنوان تیر یا گاه ستون (با توجه به طراحی) استفاده می‌شود. در ستون‌ها، در صورت نیاز به ظرفیت بیشتر، جفت تیرآهن یا مقاطع مرکب نیز به‌کار می‌رود.

کاربرد در پل‌ها، سوله‌ها و سازه‌های سنگین

برای پل‌های سبک و میان‌رده، تیرهای اصلی می‌توانند از سایز ۲۲ بهره ببرند؛ در سوله‌های صنعتی نیز بسته به دهانه، فاصله بین قاب‌ها و بار جرثقیل سقفی، IPE 22 می‌تواند در رفترها یا پرلین‌های خاص کاربرد داشته باشد (البته استفاده از IPB/HEB یا مقاطع جعبه‌ای نیز رایج است).

مزایا و محدودیت‌های استفاده از تیرآهن ۲۲

مزایا: در دسترس، قیمت رقابتی، اجرای آسان، قابلیت جوشکاری و پیچ‌ومهره، هماهنگ با دیتیل‌های رایج.
محدودیت‌ها: برای دهانه‌های خیلی بلند یا بار ویژه ممکن است به بال‌پهن‌ها (IPB/HEB) یا مقاطع مرکب نیاز باشد؛ همچنین کنترل خیز و لرزش در دهانه‌های بزرگ اهمیت ویژه دارد.

مزایا و ویژگی‌های تیرآهن ۲۲

• مقاومت مناسب در برابر خمش و فشار با وزن اقتصادی‌تر نسبت به مقاطع سنگین‌تر

• دوام و طول عمر بالا در صورت رنگ‌آمیزی و نگهداری صحیح

• سرعت اجرای بالا به‌دلیل فراوانی اتصالات و دیتیل‌های اجرایی شناخته‌شده

• انعطاف‌پذیری در اتصال (جوش یا پیچ‌ومهره) و امکان ترکیب با ورق‌های تقویتی در محل‌های بحرانی

تفاوت تیرآهن ۲۲ با سایر سایزها (مثلاً ۱۸ و ۲۴)

مقایسه وزن، ظرفیت باربری و قیمت

• نسبت به ۱۸: وزن و ظرفیت خمشی بالاتر؛ مناسب برای بارهای بیشتر یا دهانه‌های طولانی‌تر؛ اما قیمت کل شاخه هم بالاتر است.

• نسبت به ۲۴: سبک‌تر و اقتصادی‌تر؛ اگر دهانه و بار در محدوده‌ی طراحی اجازه دهد، IPE 22 انتخاب به‌صرفه‌تری است.

انتخاب سایز مناسب برای نوع سازه

انتخاب نهایی باید بر اساس محاسبات سازه‌ای، آیین‌نامه‌ی ملی و قضاوت مهندسی انجام شود. برای پروژه‌های مسکونی میان‌طبقه، IPE 22 اغلب پاسخگوی نیاز است؛ برای دهانه‌های بزرگ، بار زنده‌ی زیاد یا تجهیزات سنگین، سایزهای بالاتر یا مقاطع بال‌پهن/مرکب توصیه می‌شود.

قیمت تیرآهن ۲۲ و عوامل مؤثر بر آن

• برند و کارخانه تولیدکننده: ذوب‌آهن اصفهان معمولاً ریتم و ثبات کیفیت بالاتری دارد و اثر خود را روی قیمت می‌گذارد؛ برندهای دیگر مانند ظفر بناب و فایکو نیز در بازار شناخته‌شده‌اند.

• نرخ ارز و بازار جهانی فولاد: تغییرات نرخ ارز و شمش فولادی، قیمت روز تیرآهن را نوسانی می‌کند.

• هزینه‌های لجستیک: کرایه حمل، بارگیری و تخلیه، بیمه‌ی بار؛ فاصله از مبدأ تولید تا محل پروژه در قیمت نهایی موثر است.

• عرضه و تقاضا: فصل ساخت‌وساز، پروژه‌های عمرانی و محدودیت‌های عرضه، همگی روی قیمت تاثیر می‌گذارند.

• کانال خرید: خرید مستقیم کارخانه (اگر امکان‌پذیر باشد) یا بنگاه معتبر؛ هرکدام ساختار قیمت و شرایط پرداخت خاص خود را دارند.

نکته رپورتاژی: برای تثبیت قیمت و مدیریت ریسک نوسان، از پیش‌فاکتور روز، شرایط تسویه شفاف و برنامه‌ی زمان‌بندی حمل استفاده کنید. اگر پروژه‌ی شما چند محموله دارد، خرید مرحله‌ای هماهنگ با برنامه‌ی اجرا، ریسک خواب سرمایه و زنگ‌زدگی را کاهش می‌دهد.

نکات مهم در خرید و نگهداری تیرآهن ۲۲

بررسی اصالت و برند

• وجود حک لوگو/نام کارخانه و سایز روی جان

• مغایرت نداشتن وزن باسکول با وزن نظری جدول اشتال

• درخواست گواهی آنالیز و مکانیکی (Mill Test Certificate)

حمل و انبارداری صحیح

• چیدمان افقی با لقمه‌های چوبی هم‌شکل و هم‌ارتفاع زیر بندها

• دور از رطوبت مستقیم و تماس با زمین؛ پوشش موقت در فضای باز

• جلوگیری از تاب خوردگی با محدودکردن ارتفاع چیدمان و توزیع یکنواخت بار

تشخیص استاندارد از غیراستاندارد

• کیفیت سطح: یکنواختی، عدم پوسته‌شدن و ضربه‌خوردگی

• ابعاد و ضخامت: مطابق تلورانس استاندارد

• مدارک کیفی: نتایج تست کشش/سختی/ترکیب شیمیایی متناسب با گرید فولاد

راهنمای انتخاب برای پرسونای هدف

۱) سازندگان و انبوه‌سازان

دنبال مصالح سریع‌الاجرا و اقتصادی هستند. تیرآهن ۲۲ در بسیاری از پروژه‌های مسکونی شهری، تعادل مناسبی بین هزینه تمام‌شده و ایمنی سازه‌ای ایجاد می‌کند. پیشنهاد: استفاده از دیتیل‌های پیچ‌ومهره برای سرعت بیشتر و کاهش ریسک جوش در ارتفاع؛ برنامه‌ریزی تحویل مرحله‌ای برای کاهش هزینه‌های انبارداری.

۲) معماران و طراحان

به آزادی عمل در پلان و دهانه‌ها اهمیت می‌دهند. IPE 22 به‌خاطر دسترس‌پذیری و دیتیل‌های متعارف، امکان هم‌افزایی با سیستم‌های پوشش سقف سبک را فراهم می‌کند. در دهانه‌های خاص یا طرح‌های باز، از مشاوره‌ی سازه‌ای برای کنترل خیز و لرزش استفاده شود؛ در صورت نیاز، IPB/HEB یا مقاطع مرکب گزینه‌ی حرفه‌ای هستند.

۳) پیمانکاران و مجریان

به سرعت نصب، سهولت اتصالات و کیفیت پایدار اهمیت می‌دهند. با انتخاب برند معتبر و کنترل وزن/ابعاد هنگام تحویل، از دوباره‌کاری جلوگیری کنید. برای کارگاه‌های پرترافیک، نشانه‌گذاری رنگی سایزها روی بندها و چک‌لیست انبارداری باعث جلوگیری از اختلاط سایزها می‌شود.

۴) مالکان ساختمان‌های تجاری و اداری

به دوام و قابلیت نگهداری اهمیت می‌دهند. انتخاب IPE 22 با رویه‌ی ضدزنگ مناسب (پرایمر اپوکسی/آلکیدی) و جزئیات اتصال استاندارد، در بلندمدت هزینه نگهداری را کاهش می‌دهد. در سازه‌های با دهانه بزرگ لابی یا پارکینگ، بررسی گزینه‌ی بال‌پهن برای کاهش لرزش توصیه می‌شود.

۵) فروشگاه‌داران و صاحبان مغازه‌ها / فضاهای کوچک

برای اسکلت‌سازی سبک تا متوسط، IPE 22 گزینه‌ای در دسترس و اقتصادی است؛ اما حتماً طراحی مهندسی برای کنترل خیز سقف و دیافراگم افقی انجام شود. در صورت ترکیب سازه با تابلوهای سنگین یا نماهای فلزی، بارهای اضافی لحاظ گردد.

۶) شرکت‌های تبلیغاتی و برندینگ شهری

در پروژه‌های سازه‌های نمایشگاهی یا بیلبوردهای متوسط، بسته به بار باد و دهانه، IPE 22 می‌تواند در ساخت فریم‌ها استفاده شود. تحلیل باد و کنترل خیز در این پروژه‌ها حیاتی است؛ مقاطع تقویتی و مهاربندها را جدی بگیرید.

پاسخ به نگرانی‌های رایج کاربر (جمع‌بندی کاربردی)

• قیمت روز و نوسان: با پیش‌فاکتور روز و تسویه مرحله‌ای ریسک مدیریت می‌شود؛ تفاوت قیمت کارخانه و بازار آزاد را با گارانتی اصالت و وزن بسنجید.

• اصالت و استاندارد: وزن باسکول را با جدول اشتال تطبیق دهید، حک برند بررسی شود، گواهی کیفیت مطالبه گردد.

• کیفیت و مقاومت: نوع استاندارد (IPE/INP/IPB) و محاسبات سازه‌ای تعیین‌کننده‌اند؛ برای بار بالا، بال‌پهن یا مقاطع مرکب را بررسی کنید.

• انتخاب سایز: برای دهانه‌های معمول، IPE 22 اغلب کافی است؛ دهانه‌های خاص یا بار ویژه ⇒ بررسی مهندسی و احتمالاً سایز بالاتر.

• هزینه‌های جانبی: کرایه، بارگیری/تخلیه و برش را در اکسل هزینه لحاظ کنید؛ با برنامه‌ریزی حمل، خواب سرمایه و ریسک زنگ‌زدگی را کم کنید.

• مشاوره فنی: از فروشنده‌ای خرید کنید که پشتیبانی مهندسی و راهنمای انتخاب ارائه دهد.

• نگهداری: چیدمان استاندارد، دور از رطوبت، پوشش ضدزنگ؛ برای انبارداری طولانی، بازبینی دوره‌ای انجام دهید.

سوالات متداول (FAQ)

۱) تیرآهن ۲۲ چیست و چه کاربردی دارد؟
مقطع I-شکل با ارتفاع جان اسمی ۲۲ سانتی‌متر که در تیرها، ستون‌ها، قاب‌ها و خرپاها به‌کار می‌رود. تعادل بین وزن و مقاومت، آن را برای سازه‌های شهری و صنعتی محبوب کرده است.

۲) وزن هر شاخه تیرآهن ۲۲ چقدر است؟
برای IPE 22 حدود ۲۷۶ کیلوگرم در شاخه‌ی ۱۲ متری؛ بسته به کارخانه و استاندارد، اندکی تفاوت دارد.

۳) طول استاندارد هر شاخه چقدر است؟
عموماً ۱۲ متر. در صورت نیاز به طول خاص، برش کارخانه‌ای یا برش در کارگاه انجام می‌شود.

۴) تفاوت IPE 22 با INP 22 چیست؟
در IPE ضخامت بال یکنواخت است؛ در INP بال شیب‌دار می‌شود. IPE در ایران رایج‌تر و سازگارتر با دیتیل‌های اجرایی است.

۵) تیرآهن ۲۲ برای چه سازه‌هایی مناسب است؟
برای اسکلت‌های ۳ تا ۶ طبقه با دهانه‌های متعارف بسیار رایج است؛ برای دهانه‌های بزرگ یا بارهای ویژه، بررسی IPB/HEB یا مقاطع مرکب ضروری است.

۶) تفاوت تیرآهن ۲۲ با ۱۸ و ۲۴؟
از ۱۸ قوی‌تر و سنگین‌تر، از ۲۴ سبک‌تر و اقتصادی‌تر است. انتخاب نهایی تابع محاسبات سازه‌ای است.

۷) چه کارخانه‌هایی IPE 22 تولید می‌کنند؟
ذوب‌آهن اصفهان، ظفر بناب، فایکو و برخی تولیدکنندگان معتبر دیگر. گواهی کیفیت را حتماً دریافت کنید.

۸) ویژگی‌های تیرآهن ۲۲ ذوب‌آهن اصفهان؟
به ثبات کیفی و انطباق با استاندارد مشهور است؛ همین موضوع در قیمت و اطمینان مهندسی اثر می‌گذارد.

۹) جدول اشتال چه اطلاعاتی می‌دهد؟
مساحت، ممان اینرسی، مدول مقطع، ضخامت‌ها و… که برای محاسبات مقاومت، خیز و کمانش لازم است.

۱۰) چگونه استاندارد بودن را تشخیص دهیم؟
حک سایز و برند روی جان، وزن باسکول مطابق جدول، کیفیت سطح و گواهی آزمون کارخانه را بررسی کنید.

۱۱) آیا تیرآهن ۲۲ برای ساختمان‌های بلند مناسب است؟
در سیستم‌های خاص یا بارهای بالا معمولاً به مقاطع بال‌پهن/مرکب نیاز است. تصمیم نهایی با طراحی سازه‌ای است.

۱۲) چه عواملی بر قیمت اثر می‌گذارند؟
برند، نرخ ارز، قیمت شمش، هزینه‌های حمل، عرضه و تقاضا و کانال خرید (کارخانه/بنگاه).

۱۳) می‌توان تیرآهن ۲۲ را با تیرهای دیگر ترکیب کرد؟
بله؛ در مقاطع مرکب یا پل‌سازی رایج است؛ اما باید جزئیات اتصال طبق طراحی رعایت شود.

۱۴) بهترین روش حمل و نگهداری چیست؟
استفاده از اسلینگ و لقمه‌های چوبی، پوشش ضدزنگ در انبار، و چیدمان استاندارد برای جلوگیری از تاب.

۱۵) مقاومت در برابر فشار و خمش چقدر است؟
تابع مدول مقطع، گرید فولاد و شرایط بارگذاری است که باید در طراحی محاسبه شود؛ IPE 22 در بازه‌ی وسیعی از سناریوهای ساختمانی پاسخ‌گوست.

۱۶) اگر زنگ‌زدگی سطحی باشد چه کنیم؟
زنگ‌زدایی مکانیکی/سندبلاست و سپس پرایمر مناسب. زنگ‌زدگی عمیق و پیتینگ نیاز به ارزیابی مهندسی دارد.

۱۷) وزن پروژه را چطور محاسبه کنم؟
از وزن واحد طول در جدول اشتال × طول عضو استفاده کنید؛ برای اتصالات و صفحات، ضریب اضافه لحاظ کنید.

۱۸) آیا در سازه‌های بتنی هم کاربرد دارد؟
بله؛ در نعل درگاه‌های فلزی، تیرهای فرعی، مهارها و جزئیات ترکیبی به‌کار می‌رود.

۱۹) تفاوت تیرآهن ۲۲ سبک و سنگین چیست؟
به تلورانس وزن و ضخامت برمی‌گردد؛ مقاطع سنگین‌تر معمولاً ظرفیت بالاتری دارند اما باید مطابق استاندارد و جدول باشند.

۲۰) برای سوله‌های صنعتی قابل استفاده است؟
بسته به دهانه، بار باد و جرثقیل سقفی؛ در بسیاری موارد، بال‌پهن یا مقاطع جعبه‌ای کاراترند. طراحی سازه‌ای تعیین‌کننده است.