تیرهای فولادی به عنوان یکی از پرکاربردترین مصالح فلزی در بخش‌های مختلف صنعت دنیا، از جمله ساختمان‌سازی مورد استفاده قرار دارند. از این مصالح عمدتا به عنوان ستون و تیرهای نگهدارنده در ساختمان‌ها و پروژه‌های عمرانی مختلف استفاده می‌شود. تیرآهن‌های فولادی در انواع گوناگونی تولید می‌شوند که از نظر شکل ظاهری تا حدودی با هم تفاوت دارند. این محصولات به طور کلی در دو نوعِ معمولی و بال پهن تولید می‌گردد. تیرهای معمولی به اختصار تیرآهن و تیرهای پال بهن به اختصار هاش نامیده می‌شوند. بنابراین، زمانی که صحبت از تیرآهن می‌شود، منظور همان تیرآهن معمولی است و زمانی که صحبت از هاش می‌شود، منظور تیرآهن بال پهن است. آگاهی از تفاوت تیرآهن با هاش، تا حد زیادی در انتخاب صحیح مصالح، کاهش هزینه‌های شما و افزایش امنیت سازه‌ها و پروژه‌ها تاثیر دارد. در ادامه، تفاوت‌های این دو مقطع فولادی بیان شده است.
تفاوت تیرآهن I با H
تیر آهن نوع H و نوع I در موارد زیر تفاوت دارند:
- وزن: هاش بسیار سنگین‌تر از تیر I است. به همین دلیل می‌تواند نیروهای بیشتری را بگیرد. وزن بیشتر سبب می‌شود تا قیمت هاش نسبت به تیرهای I بالاتر باشد.
- مرکز جان: مرکز یا وسط جانِ هاش نسبت به نوع I ضخیم‌تر است. همین امر باعث قوی‌تر شدن آن می‌شود و مقاومت بیشتری در واحد وزن از خود نشان می‌دهد.
- به لحاظ ساخت و تولید: H-beam را می‌توان در سایزها و ارتفاع‌های متنوع‌تری تولید کرد. زیرا H-beam از اتصال سه قطعه فلز به یکدیگر ساخته می‌شود اما I-beam در کل یک قطعه است و به واسطۀ عملیات جوشکاری یا پرچ فلز ساخته نشده است.
- محدودۀ پوشش: از H-beam می‌توان برای دهانه‌های تا 330 فوت استفاده کرد. این درحالیست که نوع I برای دهانه‌های 33 تا 100 فوت استفاده می‌شود.
- عرض بال: عرض بال در هاش بیشتر از I است.
- شکل بال: شکل بال در تیرآهن‌های I علاوه بر گوشه‌های با حالت تیز، می‌تواند به صورت مخروطی نیز ساخته شود. در حالیکه تیرهای H این گونه نیستند و بال‌های‌شان دارای گوشه های تیز (sharp corners) است.
- سهولت جوشکاری: جوشکاری نوع H راحت‌تر از نوع I است.
- مقاومت در برابر بارهای تحت کمانش: I-beam برای پشتیبانی از بارهای تحت کمانش موضعی مناسب‌تر بوده و عملکرد بهتری دارد.
- قیمت: قیمت هاش بیشتر از قیمت تیرآهن معمولی است.
سایر تفاوت های این دو محصول در ادامه بیان و توضیح داده شده است.
تفاوت تیرآهن با هاش در ساختار و شکل ظاهری
ساختار و شکل ظاهری مهمترین تفاوت تیرآهن و هاش به شمار می‌آيد که البته تفاوت در سایر ویژگی‌هایشان را هم به دنبال دارد. این دو محصول، در کل ساختار مشابهی دارند؛ به این صورت که ساختارشان به طور کلی از دو بخش تشکیل شده است:
- یک بدنه/ جان (Web).
- دو بال (Flange).
اما این ساختار در جزئیات تفاوت‌هایی با هم دارد. بر اساس این که اندازه و ارتفاع بال‌ها و جان به چه صورت باشد، انواع تیرآهن به وجود می‌آید که تیرهای معمولی و بال پهن (wide flang) مهمترین آن‌ها به شمار می‌آیند.
در تیرهای معمولی، پهنای جان بیشتر از پهنای بال‌ها است. این حالت باعث می‌شود سطح مقطع تیرهای معمولی، شبیه به حرف I لاتین به نظر برسد. از این رو، تیرآهن معمولی را با نام تیرآهن I هم می‌شناسند.
در تیرهای بال پهن، اندازه پهنای جان و بال برابر است. به عبارت دیگر، در هاش بال‌ها نسبت به تیرهای معمولی بزرگ‌تر هستند. این حالت باعث می‌شود سطح مقطع تیرهای بال پهن، شبیه حرف H لاتین به نظر برسد. از این رو، تیرهای بال پهن با نام هاش نیز شناخته می‌شوند.
دیگر تفاوت‌های ساختاری این دو محصول عبارتست از:
- به طور کل، ضخامت جان در هاش، بیشتر از ضخامت جان در I است.
- تیرهای هاش در اندازۀ طولی 8 متر و 16 متر تولید می‌شوند. تیرهای معمولی در اندازۀ طولی 12 متر تولید می‌شوند.
- ساختار هاش دارای بال‌های موازی با اندازۀ یکسان است که سبب توزیع مناسب نیرو در سطح مقطع تیر می‌گردد. همچنین سبب می‌شود نسبت مقاومت به وزن، بهینه گردد. در تیرهای معمولی، ساختار بال‌ها شیبدار است که این ویژگی باعث می‌شود مقاومت آن در برابر پیچش چندان قوی نباشد و در نتیجه کاربرد آن محدود گردد.
جان (Web)، بال (Flange)، ضخامت جان (Web thickness)، ضخامت بال (Flange thickness) و عمق (Depth) اصطلاحات فنی مشترک در بیان ساختار تیرآهن و هاش هستند. جهت درک بهتر این اصطلاحات شکل‌های زیر را ملاحظه نمایید.
تفاوت تیرآهن و هاش در وزن
تیرآهن معمولی و بال پهن از نظر وزن، تا حد زیادی با هم تفاوت دارند. همانطور که گفته شد، در تیرهای بال پهن، میزان اندازه بال‌ها همانند اندازۀ جان است. این ویژگی خود به تنهایی سبب می‌شود برای ساخت بال‌ها، از فولاد بیشتری استفاده شود. همین موضوع منجر به بیشتر شدن وزن H نسبت به وزن I خواهد شد. بنابراین یک سایز مشخص هاش نسبت به تیرآهن، وزن بیشتری دارد. وزن بیشترِ هاش، باعث توان بالاتر آن برای تحمل بار و نیروهای مکانیکی می‌گردد. خوب است بدانید که تیرهای بال پهن از نظر وزن، به سه گروه سبک، سنگین و فوق سنگین تقسیم می‌شوند. هاش سنگین در مقایسه با هاش سبک، ظرفیت باربری بیشتری دارد. زیرا در هاش سنگین، بال‌ها تا حدودی ضخیم‌تر و پهن‌تر هستند.
استاندارد ساخت و تولید
دیگر جنبه تفاوت تیرآهن با هاش، استاندارد مورد استفاده برای تولید است. برای ساخت تیرآهن معمولی، دو استاندارد وجود دارد که از آن‌ها استفاده می‌شود: استاندارد IPE و IPN. بر این اساس، تیرآهن IPE و IPN تولید می‌شود.
تیرهای بال پهن بر اساس استاندارد IPB ساخته می‌شوند. این محصول در سه نوعِ سبک، سنگین و فوق سنگین تولید و روانه بازار می‌شود. از میان این سه، ضخامت بال در هاش سبک و سنگین همواره کمتر از نوعِ فوق سنگین است.
قدرت و تحمل بار
سطح مقطع هاش نسبت به تیرآهن معمولی بزرگ‌تر است. در نتیجه، در برابر تحمل بارهای بیشتر، قدرتمندتر عمل می‌کند. تیرآهن امکان تحمل بار را تنها از یک طرف را دارد؛ اما هاش امکان تحمل بارهای دو طرفه را دارا است. به طور کلی، تیرهای بال پهن نسبت به انواع معمولی سخت‌تر بوده و توان تحمل بار بالاتری هم دارند. این تفاوت تیرآهن و هاش باعث شده تا امکان استفاده از هاش به عنوان ستون در ساختمان سازی و پروژه‌های عمرانی فراهم گردد. در حالی که تیرآهن بیشتر جهت اتصالات و به عنوان تیرهای افقی به کار گرفته می‌شود.
وجود بال‌های بزرگ‌تر، منجر به قدرت تحمل بالای هاش در برابر بارهای خمشی و برشی می‌گردد. مقاومت بالای این محصول در برابر نیروهای خمشی باعث شده تا بتوان از آن در ارتفاع‌های بلند نیز استفاده کرد. در همین راستا، از هاش می‌توان برای دهانه‌های تا ۱۰۰ متر هم استفاده کرد. این در حالی است که حداکثر طول مجاز برای به کارگیری تیرآهن های معمولی حدود ۳۰ متر است.
تفاوت تیرآهن با هاش در قیمت
سنگین بودن وزن هاش از یک طرف و کارایی بهتر آن در برابر بارهای سنگین و پروژه‌های بزرگ و حساس از سوی دیگر، سبب شده تا قیمت هاش همواره بالاتر از قیمت تیرآهن معمولی باشد. علاوه بر این‌ها، ساخت هاش مستلزم تجهیزات پیشرفته‌تر است و پروسۀ طولانی‌تری به همراه دارد که این امر نیز بر قیمت فروش این محصول مؤثر است.