انواع پروفیل آهنی

در ایران اولین بار قوطی پروفیل برای ساخت در و پنجره استفاده شد.علت موضوع افزایش جمعیت و نیاز به ساخت خانه های جدید بود سرآغاز استفاده از قوطی پروفیل به چندین سال بعد از جنگ جهانی دوم برمیگردد . اولین کارخانه احداث شده ی تولید پروفیل توسط فردی به نام مانسمن بود . این فرد رول های ورق مانند را به شکل اریب سوراخ کرد و امکان ساخت مقاطع پروفیل را ایجاد سال ها بعد ساخت این مقطع پیشرفت کرد و این محصول با اشکال مختلفی تولید شد.

شخصی به نام پیگر در همان سال های جنگ جهانی مقاطع تو خالی و بدون درز را تولید کرد پس از جنگ به دلیل پیشرفت صنعت جوشکاری تولید پروفیل افزایش پیدا کرد و استفاده از قوطی پروفیل بین مردم رایج شد.

مشکلات اساسی در همان ابتدا برای استفاده از پروفیل ها وجود داشت . که یکی از انها نحوه اتصال پروفیل ها بود که در سال 1937 این مشکا با بست حل شد . از همان زمان تا الان پروفیل ها کاربردهای متفاوتی دارند و از آن ها برای مقاوم سازی ساختمان استفاده میشود .

 پروفیل چیست؟

مقاطع تو خالیی از جنس آهن که برای استحکام سازه استفاده میشود پروفیل نام دارد .پروفیل اشکال مختلفی دارد که هر کدام از انها کاربرد های مختلفی در ساختمان سازی و صنعت دارند به طور کل می توان همه پروفیل هارا در دو دسته ساختمانی و صنعتی دسته بندی کرد .

پروفیل صنعتی

پروفیل های صنعتی دسته دیگری از پروفیل ها هستند که به دلیل مقاومت بالا و وزن کم در صنایعی مانند صنایع نظامی و صنایع خودروسازی کاربرد های مختلفی دارند.

انواع پروفیل های ساختمانی

پروفیل ساختمانی به دسته‌ها و گروه‌های متفاوت و مختلفی تقسیم می شوند؛ یکی از مهم‌ترین تقسیم‌ بندی‌های پروفیل های ساختمانی، به شرح ذیل می باشند:

پروفیل‌های بسته

این گروه از پروفیل‌ها، به سبب شکل ظاهری با عنوان(پروفیل‌های بسته) شناخته شده‌اند؛ پروفیل‌های بسته شامل انواع مختلفی مانند: پروفیل کرکره برقی، پروفیل درب، پروفیل UPVC، پنجره و انواع پروفیل لوله و قوطی می‌شود.

پروفیل‌های باز

به سبب شکل ظاهری که دارا هستند به این نام معروف شده‌اند؛ این دسته شامل مواردی مانند تسمه، میگلرد، تیرآهن، چهار پهلو، هاش، ناودانی و نبشی می‌شوند.

الف) پروفیل های نورد گرم: پروفیل نورد گرم از شمش های فولادی ساخته می شود.

ب) پروفیل نورد سرد: پروفیل های نورد سرد از شکل دادن ورق های فولادی به صورت خم کردن و پرس ایجاد می شود.

ج) پروفیل های مرکب: از اتصال پروفیل گرم و سرد تولید می شود.

شکل پروفیل های نورد گرم

• لوله
• قوطی
• (I شکل معمولی)
• (I شکل بال پهن )
• سپری
• تسمه
• ورق
• ناودانی 
• میلگرد

شکل پروفیل های نورد سرد

• شکل(Z)      
• نبشی
• کلاهی (hat)    
• ناودانی
• چارچوب درب

نکته :  پروفیل (IPE) شکل برای اعضا خمشی، مانند تیرهای ساختمانی (IPB) شکل بال پهن برای اعضا فشاری مانند ستون ها، میلگرد ها برای اعضا مهاری کششی و نیمرخ سپری و ناودانی برای مهاربندی ها و باد بندی ها مناسب هستند.

ج) پروفیل های مرکب:

• IPE2 نبشی دوبل
• ناودانی دوبل
• I تقویت شده با ورق های متصل به بالها                      

نکته :

1) پروفیل های UNP (ناودانی)، IPE و IPB با ارتفاع کل مقطع معرفی می شود. مثلا:

 در مقطع IPE عرض بال ها نصف ارتفاع کل مقطع می باشد.  

 درمقطع IPB عرض بال ها برابر است با ارتفاع کل مقطع می باشد.

 2) پروفیل های نبشی با ضخامت و طول دو ساق آن معرفی می شود.

 3) ورق ها و تسمه ها با ضخامت و عرض معرفی می شود.

(توجه داشته باشید: عرض تسمه ها از cm20 کمتر است.)

4) مرکز سطح پروفیل نبشی و ناودانی بیرون از پروفیل واقع می باشد.

- مرکز سطح اشکال دارای مرکز تقارن و محور تقارن بر روی مرکز تقارن یا محور تقارن واقع است.

- مرکز سطح اشکال مرکب هندسی از روابط ذیل محاسبه می شود.

پروفیل به شکل I

این پروفیل‌ها که به شکل I انگلیسی هستند، به سبب مقاومت خمش بسیار مطلوب، در قسمت‌ های مختلفی از ساختمان سازی به کار می‌روند. تیرآهن‌های I در سه نوع کلی تولید می‌شوند و هر کدام از این مدل‌ها، ویژگی‌های مخصوص به خود را دارند:

تیرآهن IPB

این مقطع فولادی در سه مدل سنگین، سبک و متوسط تولید می‌شوند و قیمت های تیرآهن در این سه مدل متفاوت است. ویژگی پروفیل، نسبت به سایر پروفیل ها شکل ظاهری آن است. تیرآهن IPB با بال پهن‌تر از سایر تیرآهن‌ها تولید می‌شود. از این پروفیل در مستحکم‌ سازی ستون سازه‌ها استفاده می‌شوند.
تیرآهن IPB یکی از مهمترین مقاطع فولادی در صنعت ساختمانی 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 کردن این محصول نقش زیادی در میزان عدم موفقیت پروژه‌های شما خواهد داشت.

تیرآهن INP

یکی از رایج‌ترین انواع تیرآهن موجود در بازار تیرآهن هایINP است. این تیرآهن مانند تیرآهن IPB، گزینه مناسبی برای مستحکم‌سازی ستون‌ها می باشند. بال تیرآهن INP به شکل شیب‌ دار است و این مسئله، تفاوت‌هایی را در کاربرد این تیرآهن ایجاد می‌کند.

تیرآهن IPE

از تیرآهن IPE برای اینکه پهنای بال بیشتری دارد در اتصالات پیچی و پرچی بسیار استفاده می کنند. درباره خواص شیمیایی و خواص مکانیکی این نوع از تیرآهن باید بگوییم که بسیار شبیه به تیرآهن INP است.

پروفیل سپری T

پروفیل های سپری T در قسمت‌های گوناگونی از یک سازه مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ساخت انواع خرپا، ساخت اتصالات انواع سازه‌های فولادی، ساخت سقف شیروانی و ساخت در و پنجره از این پروفیل استفاده می‌شود.
پروفیل سپری T، مقاومت خمشی کمی دارند و این مسئله باعث می‌شود که استفاده از تیرآهن های سپری در اتصالات فولادی با سختی‌هایی همراه شود.

پروفیل زد Z

تا به امروز یک نقشه ساختمانی مهندسی را از نزدیک دیده‌اید. با توجه به نوسانات بازار قیمت پروفیل زد دچار تغییراتی میباشد. در سایت آهن یکتا میتوانید قیمت روز مقاطع فولادی را مشاهده نمایید. علامت Z در نقشه‌های مهندسی، بیانگر پروفیل زد است. پروفیل Z علاوه بر ساختمان‌ سازی در صنایع دیگر مانند کشتی‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این مورد پروفیل معمولا در ساخت سقف‌های شیروانی فلزی استفاده می‌شوند.

پروفیل آبرو

یکی دیگر از انواع پروفیل های ساختمانی پروفیل آبرو است که بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. از پروفیل آبرو در جمع‌آوری کردن و انتقال آب برف یا باران در سقف‌ها استفاده زیادی می‌شود. این پروفیل بسیار در معرض مایعات قرار میگیرد به این دلیل در ساخت این پروفیل از ورق گالوانیزه استفاده میشود.

پروفیل تسمه

پروفیل تسمه ساختمانی پروفیل هایی هستند که عرض آن کمتر از 160 میلی‌متر می‌باشد. پروفیل های تسمه در نقشه‌های ساختمانی با علامت اختصاری PL نشان داده می‌شوند.

پروفیل نبشی L

یکی از پرکاربردترین انواع پروفیل های ساختمانی نبشی L است. این پروفیل ها معمولا در اکثر پروژه‌های صنعتی و عمرانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اندازه ضخامت و بال ها در پروفیل نبشی بسیار مهم و تعیین‌کننده است.

ناودانی

پروفیل های ناودانی در جنس‌های مختلفی مانند استیل و فولاد، و آلومینیوم ساخته می‌شود. این پروفیل های پر کاربرد، از ورق‌های گالوانیزه فولادی نیز ساخته می‌شود. پروفیل های ناودانی که بیشترین استفاده را در ساخت چارچوب‌های پنجره و درب دارند.گفتنی است که پروفیل ناودانی در دو شکل مشبک و ساده تولید می‌شوند.

میلگرد

یکی از مقاطع فولادی بسیار مشهور میلگرد است که در همه ساختمان ها از آن استفاده می‌شود. میلگردها به دو شکل کلی آجدار و بدون آج ساخته می‌شود که بسیاری از پایه ساخت محصولات فولادی مانند سنجاقک، خاموت و رکابی هستند.

قیمت میلگرد در قطرهای گوناگونی متفاوت تولید می‌شود و هر قطر آن، در قسمت خاصی از ساختمان به کار می‌روند. میلگردها به همراه بتن معمولا در سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند تا مقاومت کششی مصالح را افزایش دهند.

دنیای مقاطع فولادی را بدون وجود میلگرد نمی‌توان تصور کرد؛ اهمیت این محصول در سازه‌ های فولادی و صنایع به اندازه‌ای است که بدون وجود میلگرد هیچ پروژه‌ای را نمی‌توان به اتمام رساند. حجم بالای استفاده از میلگرد در سازه‌های فولادی بسیار زیاد است و عوامل های مختلف در قیمت میلگرد تاثیرگذار هستند.

قوطی پروفیل

دسته ای از پروفیل های صنعتی یا ساختمانی که به شکل مربع یا مستطیل هستند، قوطی پروفیل و یا پروفیل قوطی می‌گویند پروفیل قوطی در انواع مختلفی مانند قوطی گالوانیزه، قوطی مبلی و قوطی ستونی تولید می‌شود. هر دسته از این پروفیل‌ها در قسمت خاصی از ساختمان استفاده می‌شود. البته درکل، می‌توان گفت که بیشترین کاربرد قوطی پروفیل در مستحکم‌ سازی ستون است.

پروفیل های ساختمانی چه کاربردهایی دارند؟

پروفیل های ساختمانی بسیار پرکاربرد و گسترده و متنوع هستند؛ همانطور که قبل اشاره کردیم، هر پروفیل در قسمت های مختلفی از ساختمان به کار می‌روند. با همه این توضیحات، می‌توان به موارد زیرکه مهم‌ترین کاربردهای انواع پروفیل ساختمانی هستند نیز اشاره کرد:

ساخت، مستحکم‌سازی سقف سوله‌ها و پوشش یا سازه‌های دیگر

مستحکم ‌سازی قسمت‌های مختلف ساختمان و سازه‌های فولادی.

ساخت انواع چارچوب‌ها برای درب و پنجره.

تولید چارچوب‌های بزرگ فولادی یا فلزی.

 مزایاهای پروفیل های کامپوزیتی FRP در صنعت های ساختمان:

بزرگترین سهم بازارها مصرف مواد مرکب (کامپوزیت) در اختیار صنعت ساختمان است. در میان پروفیلهای کامپوزیتی به میزان وسیعی در ساختمان سازی بویژه احداث سازه‌های مستقر شده و یا بناهای ساحلی در شرایط اقلیمی خورنده کاربرد یافته اند.

دلیل عمده استفاده از پروفیل های FRP در بتن، جلوگیری از افزایش عمر سازه و پدیده خوردگی در برابر ارتعاش می باشد. اگر چه استفاده از پروفیل FRP به جای نمونه های فلزی سبب کاهش وزن بنا نیز خواهد شد، اما در استفاده از این پروفیل ها، مساله کاهش وزن از اهمیت ناچیزی برخوردار است. یک از دلایل بالا بودن عمر کامپوزیت ها، خواص غیر کشسان بودن آنهاست. قیمت آهن دچار نوسانات فراوانی است که یکی از دلایل مهم در تایین قیمت آهن مواد اولیه میباشد. مواد کامپوزیتی در برابر ارتعاشات زلزله عملکرد بهتری از خود خواهند داشت و بهترین گزینه جهت مقاومت سازه در برابر لرزه خواهند بود.

بکارگیری پروفیل FRP به جای فلزی، بطور قابل توجه ای از زیانهای ناشی از بروز خوردگی جلوگیری می کند. ظهور کردن تخریب ناشی از پدیده خوردگی در بتن مسلح شده با پروفیل فلزی بدین گونه که نخست میله های فلزی داخل بتن دچار زنگ زدگی شده باشند و اکسید می شوند. اکسیدها به سمت سطح بیرونی بتن شروع به مهاجرت کرده و با انتشار در سطح داخل بتن باعث از بین رفتن آن می شوند. با خورده شدن دو جزء فلزی و بتن سازه، زمینه تخریب کامل سازه بتنی فراهم می گردد. روشهای سنتی گذشته از قبیل چسباندن صفحات فلزی بر روی سازه یا اینکه اضافه کردن ضخامت بتن جهت مقابله با پدیده خوردگی ضمن آنکه مشکل خوردگی فلز را مرتفع نخواهد نمود، بلکه سبب افزایش وزن سازه و آسیب پذیرتر شدن آن در برابر زلزله نیز خواهد شد. جهت جلوگیری می توان با تقویت سطح خارجی سازه بتنی توسط مواد مرکب و استفاده از پروفیل های FRP در داخل بتن، هم مشکل خوردگی فلز داخل سازه را حل کرد و هم جلوی مختل شدن کارایی سازه در موقع خورده شدن بتن را گرفت که این بهترین روش مقابله کردن با پدیده خوردگی در یک سازه بتنی می باشد.

کشور ما نیازهای بسیار گسترده ای برای استفاده از کامپوزیت ها در قالب پروفیلهای کامپوزیتی دارد. بسیاری از سازه های بنا شده در محیط های خورنده مناطق مختلف کشور هم مانند: ساختمان های جنوب کشور و یا پل های دریاچه ارومیه دچار معضل خوردگی هستند که استفاده از کامپوزیت ها می تواند مشکل از پل های دریاچه ارومیه یا از این قبیل سازه ها باشد.

نیمرخ های مرکب:

دلایل استفاده از مقاطع مرکب به شرح ذیل می باشند .

• تنظیم ممان اینرسی و شعاع ژیراسیون با استفاده از مقاطع مرکب
• کافی نبودن مقاطع استاندارد برای نیروهای موجود
• کاهش پرت اهن آلات با هماهنگ سازی مقا طع
• تدارکات مناسبتر وراحتر در هماهنگ سازی مقاطع
• همسان سازی مقاطع داده شده با استفاده از مقاطع مرکب و استفاده از ورق های تقویتی

جمع بندی

پروفیل های ساختمانی در مدل و شکل های مختلفی تولید می‌شوند و هر مدل از آن‌ها، کاربرد های مخصوصی  در ساختمان‌سازی دارند. ناودانی، نبشی، پروفیل Z و انواع تیرآهن ها جزو دسته پروفیل‌های ساختمانی محسوب می‌شوند؛ هر یک از این پروفیل‌ها کاربرد مشخص به خود را نیز دارا هستند. بطور مثال پروفیل ناودانی برای ساخت پروفیل نبشی برای مستحکم‌سازی سازه و چارچوب درب و پنجره مورد استفاده قرار گرفته می شوند.