فولاد ساختمانی؛ انواع و شکل‌های گوناگون

در ساختمان‌سازی از انواع مقاطع فولادی استفاده می‌شود. هر کدام از این مقاطع، در یک قسمت خاص و برای یک کاربرد خاص به کار می‌روند. به عنوان نمونه، از بعضی پروفیل‌ها مانند پروفیل درب و پنجره در ساخت چارچوب پنجره‌ها استفاده می‌شود. اهل صنعت و پیمانکاران ساختمانی، باید بصورت دقیق بدانند که هر مقطع فولادی چه ویژگی‌ای دارد و در کدام قسمت از ساختمان به کار می‌رود. ما در این مقاله، قصد داریم انواع فولاد ساختمانی را بررسی کنیم و ویژگی‌های هر کدام را برشماریم.

کلیاتی درباره انواع فولاد

انواع فولادهای موجود در بازار را می­توان به صورت­های مختلف تقسیم بندی کرد. این تقسیم بندی­ها می­تواند بر اساس نوع آلیاژ، ترکیبات موجود در آن­ها، خواص مکانیکی و یا بر اساس کاربرد آن­ها باشد. فولادها در تقسیم ­بندی بر اساس کاربرد به انواع صنعتی، ساختمانی و آزمایشگاهی دسته­بندی می­شوند که در این بین، فولاد­های ساختمانی بیشترین سهم را به خود اختصاص می‌دهند.

فولاد ساختمانی چیست؟

فولادهای ساختمانی مصالحی هستند که در اندازه­ها و اشکال مختلف برای کار­های ساختمانی مانند ستون­ها، نرده­ها و حفاظ پل­ها به ­کار می‌روند. این گونه مصالح فولادی، اغلب به شکل میله­های بلند ساخته می­شوند که مشخصات مقطعی خاصی دارند. معمولا در کشور ما فولاد­های ساختمانی از نوع فولادST37  هستند. ویژگی این نوع فولاد قابلیت جوش کاری بالا و همچنین مقاومت مکانیکی و تنش پذیری آن است.

انواع فولاد­های ساختمانی کدامند؟

مقاطع فولادی موجود در ساختمان، انواع گوناگونی دارند و هر کدام از آن‌ها هم در گریدها و مدل‌های متنوعی تولید و عرضه می‌شوند. در این بخش از مقاله، معروف‌ترین مقاطع فولادی را معرفی می‌کنیم و به بیان ویژگی‌های هر کدام می‌پردازیم.

تیرآهن

تیرآهن از مهمترین و پرکاربرترین مقاطع فولادی هستند که کاربردهای مختلفی دارند. حجم استفاده از این محصول به اندازه‌ای زیاد است که قیمت تیرآهن یکی از عوامل تعیین‌کننده در قیمت تمام شده ساختمان باشد.

تیرآهن یکی از پرکاربرد­­­ترین مقاطع فلزی در صنعت ساختمان‌سازی است. وظیفه­ اصلی کنترل تنش­ها و تحمل بار ساختمان در سازه­های فلزی بر دوش پروفیل­های استراکچر از جمله تیرآهن است. مقاطع تیرآهن­ها اغلب به شکل I یا H هستند.

تیرآهن­ها شامل دو بخش کلی هستند:

• بال.

به لبه­ و کناره­های تیرآهن بال گفته می­شود.

• جان.

به بخش اصلی تیرآهن که همان قسمت میانی آن است جان می‌گویند.

بال­ها تاثیر به سزایی در بالا بردن مقاومت تیر در برابر تنش­ و فشار­های وارده به آن دارند. به علت پرکاربرد بودن تیرآهن در ساختمان‌سازی، قیمت این پروفیل تاثیر به‌سزایی در قیمت تمام‌شده ساختمان دارد. انواع تیرآهن به سه دسته تقسیم می­شوند:

تیرآهن یکی از مهمترین مقاطع فولادی در صنعت ساختمان است که برای استفاده از آن، لازم است انواع مختلف این محصول، کاربرد و ویژگی‌ها و حتی کیفیت کارخانه‌های تولید کننده این محصول را بشناسید.

به یاد داشته باشید که انتخاب نامناسب این محصول سهم زیادی در میزان عدم موفقیت پروژه‌های شما خواهد داشت.

• تیرآهن IPE:

این تیرآهن بر اساس استاندارد اروپا و ایران ساخته می­شود. این تیرآهن­ها به شکلI  هستند و دارای  ارتفاعی 80 – 600 میلی متری می‌باشند. ویژگی بارز دیگر این تیرآهن که باعث محبوبیت آن در بین مهندسان ساختمان‌سازی است، داشتن ضخامت یکسان در بال­ها است.

• تیرآهن INP :

تیرآهن INP بر اساس استاندارد­های چین و روسیه ساخته می­شود و اغلب در بازار­های همان کشور­ها نیز عرضه و تولید می­شود. این تیرآهن­ها نیز به شکل I  هستند و دارای ارتفاع 80 – 600 میلی­متری می­باشند. در این گونه تیرآهن­ها هر چه قدر از قسمت میانی تیرآهن که همان جان نامیده می­شود، فاصله بگیریم، از ضخامت بال­ها کاسته می­شود. 

• تیرآهن IPB:

تیرآهن IPB براساس استاندارد­های اروپا ساخته می­شود. این مدل به تیرآهن عریض یا بال‌پهن معروف است. شکل تیرآهن IPB مانند حرف H است؛ این تیرآهن دارای ارتفاع 100 تا 1000 میلی‌متر است. بال­های این گونه تیرآهن پهن است و مقاومت کششی بالایی دارد.

میلگرد

به پروفیل­های فولادی با سطح مقطع گرد و توپر میلگرد گفته می­شود. میلگرد­ها در صنایع مختلف استفاده می­شوند اما نوع میلگرد آجدار آن معمولا در صنعت ساختمان‌سازی به کار می‌رود. میلگرد­ها معمولا در شبکه‌بندی­ پی­ریزی­ها، نگهدارنده­ها و استحکامات تقویتی و در جهت بالا بردن مقاومت کششی بتن در ساختمان استفاده می­شوند.

در کشور ما کارخانه‌های متعددی در زمینه تولید میلگرد فعالیت دارند؛ علت این موضوع این است که حجم استفاده از میلگرد به عنوان مهمترین مقطع فولادی به اندازه‎ای زیادی است که باعث شده کارخانه‌های زیادی در این زمینه به خود کفایی برسند.

انواع میلگرد، شامل موارد زیر است:

• میلگرد A1:

این نوع میلگرد عمدتا به صورت صاف و بدون آج می­باشد و به عنوان میلگرد داکتیل شناخته می­شود. میلگرد گرید A1 برای آهنگری، تغیبر شکل و انجام عملیات جوشکاری بسیار مناسب است. مقاومت تسلیمی و کششی این نوع میلگرد به ترتیب 2400 و 3600 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع است.

• میلگرد A2:

میلگرد A2 عمدتا بصورت نیمه‌سخت و با آج ساده تولید می‌شود.آج‌های این میلگرد بصورت موازی است و در ساخت انواع محصولات ثانوی میلگردی مثل خاموت، کاربرد زیادی دارد. با توجه به ترکیبات موجود در این میلگرد، جوش‌پذیری آن مطلوب نیست. ویژگی­های مکانیکی میلگرد A2 به شرح زیر است:

• مقاومت کششی: 5000کیلوگرم بر سانتی­متر مربع.
• مقاومت تسلیمی: 3400 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع.

• میلگرد A3:

به طور معمول این نوع میلگرد­ها به صورت سخت و با آج­های پیچیده تولید می­شوند. شکل آج­های میلگرد A3 به صورت هفت و هشت می­باشد. بهتر است این نوع میلگرد برای آهنگری و انجام عملیات­های با خستگی بالا استفاده نشود. همچنین از تغییر فرم­های این میلگرد که به ایجاد زاویه­های تند منجر می­شود پرهیز کنید. علاوه بر این، انجام هرگونه عملیات جوشکاری بر روی این گونه میلگرد بر اساس استاندارد­های جوشکاری، غیرمجاز است. ویژگی­های مکانیکی این نوع میلگرد به شرح زیر است:

• مقاومت کششی: 6000 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع.
• مقاومت تسلیمی: 4000 کیلوگرم بر سانتی­متر مربع.

• میلگرد A4:

با توجه به اینکه در گذشته عملیات­های نورد از تکنولوژی­های امروزی بی‌بهره بودند، تولید میلگردی با مقاومت مکانیکی بالا و با درصد کربن پایین مقدور نبود. اما این روزها، این مشکل با وجود نوردهای پیشرفته امکان پذیر شده است؛ استفاده از تکنولوژی‌های نوین منجر به تولید میلگرد نوع A4 شده است که علاوه بر دارا بودن مقاومت مکانیکی بالا، درصد کربن پایین­تری دارد. این خواص موجب سهولت در عملیات جوشکاری بر روی میلگرد A4 می­شود.

قوطی پروفیل

قوطی­ها، پروفیل‌های پرکاربردی هستند که بصورت توخالی و با سطح مقطع مستطیلی یا مربعی تولید می‌شوند. از آنجایی‌که این پروفیل­ها دارای مقاومت بالا، شکل پذیری مناسب و همچنین مقاومت بالا در برابر عملیات جوشکاری می­باشند، در صنایع بسیار متنوعی به کار می‌روند. از جمله این صنایع، میتوان به کاربرد آن­ها در ساختمان‌سازی، ساخت وسایل آرایشی، تولید لوازم خانگی و ماشین‌سازی اشاره کرد.

ناودانی

ناودانی­ها سازه­های فولادی‌ای هستند که از نظر کاربرد به دو دسته  U وC  تقسیم شده‌اند. ناودانی‌ها در صنعت ساختمان‌سازی بسیار پر کاربرد هستند؛ این مقاطع فولادی جنس های مختلفی دارند؛ از جمله آلومینیومی، گالوانیزه و استیل استینلس. لازم به ذکر است که تولید ناودانی‌ها با آلیاژها و فلزهای متفاوت، افزایش و کاهشی در قیمت تمام‌شده آن‌ها خواهد داشت. ناودانی­ها به صورت 6 متری و 12 متری در بازار ارائه می­شوند.

همچنین ناودانی­ها به دو صورت در بازار وجود دارند.

• نوع اروپایی:

ناودانی‌های اروپایی از نظر ظاهری زیباتر هستند و از وزن کمی هم برخوردارند.

• نوع داخلی:

از جمله محصولات تولیدکنندگان داخلی است.

ناودانی‌ها از زوایای دیگری هم به دسته‌های متفاوتی تقسیم می‌شوند. به عنوان مثال، ناودانی­ها بر اساس شکل، به دو دسته ساده و مشبک تقسیم می­شوند. هر کدام از این دو دسته، در صنایع مختلفی کاربرد دارند.

• ناودانی ساده:

این نوع از ناودانی­ها از ورق گرم و در سایز­های 8،10،12،14 و 16 متر ساخته می­شوند. ناودانی ساده دارای ارتفاع­های متغیر از 30 تا 400 میلی‌متر است و بیشتر برای ساخت پل­های باربر استفاده می­شود.

• ناودانی مشبک:

این ناودانی­ها به صورت سرد یا گرم از ورق گرم گالوانیزه ساخته می­شوند و در مصارف مختلف از جمله بناهای سبک فولادی و تولید قفسه های فولادی با مقاومت بالا کاربرد دارند.

ناودانی‌ها از جهت روش تولید نیز، به دو گروه کلی تقسیم می‌شوند:

• روش پرسی:

برای ساخت ناودانی به این روش از یک دستگاه به نام رول‌فورمینگ جهت پرس ورقه­های فولادی استفاده می­شود. ورق­های فولادی در ضخامت و اندازه مناسب بریده می‌شوند و به وسیله­ این دستگاه، شکل نهایی ناودان را به خود می­گیرند.

• روش فابریک:

این روش با انجام عملیات نورد صورت می­پذیرد؛ در این روش می­توان نورد را به صورت گرم یا سرد انجام داد.

سخن پایانی

فولادهای ساختمانی در بازه بسیار وسیعی تولید می‌شوند و کاربردهای بسیار زیادی را به دوش می‌کشند؛ گفتنی است که با ظهور فولادهای ساختمانی نسل جدید، تحولات بسیار بزرگی در عرصه ساختمان‌سازی رقم خورد. به نقل از اصفهان آهن «https://esfahanahan.com/» فولادهای ساختمانی شامل مواردی مانند میلگرد، ناودانی، تیرآهن و قوطی پروفیل می‌شود. هر کدام از این موارد، انواع مختلفی دارند و کاربردشان نیز مشخص است.