دلیل نام‌گذاری تیرهای لانه زنبوری، شکل‌گیری این تیرها پس از عملیات (بریدن و دوباره جوش دادن) و تکمیل پروفیل است. این‌گونه تیرها در طول خود دارای حفره‌های توخالی (در جان) هستند که به لانه زنبور شبیه است و به همین دلیل به این‌گونه تیرها، لانه زنبوری می‌گویند.

هدف از ساخت این تیرها این است که تیر بتواند ممان خمشی بیشتری را با خیز (تغییر شکل) نسبتا کم و همچنین وزن کمتر در مقایسه با تیر نوردشده مشابه تحمل کند. برای مثال با مراجعه به جدول تیر آهن ارتفاع پروفیل ۱۴ را که ۱۴ سانتیمتر ارتفاع دارد می‌توان تا ۲۱ سانتیمتر افزایش داد.

مزایای تیرهای لانه زنبوری:

• افزایش مدول مقطع و ممان اینرسی مقطع تیر
• افزایش مقاومت خمشی تیر
•  با کم شدن وزن مصالح و سبک بودن تیر از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر خواهد بود.
•  از فضاهای ایجاد شده (حفره‌ها) در جان تیر می‌توان لوله‌های تاسیساتی و برقی را عبور داد.

در ساختن تیر لانه زنبوری که منجر به افزایش ارتفاع تیر می‌شود باید استاندارد، کاملا رعایت شود، در غیر این صورت خطر خراب شدن تیر زیر بار وارد شده حتمی است.

معایب تیر های لانه زنبوری:

از جمله معایب تیر زنبوری، وجود حفره‌های آن است که نمی تواند تنش های برشی را در محل تکیه گاه تیر به ستون یا اتصال تیرآهن تودلی (تیر فرعی) به تیر زنبوری تحمل کند. بنابراین برای رفع این عیب، اقدام به پر کردن بعضی حفره‌ها با ورق فلزی و جوش می‌کنند تا اتصال بعدی پل به ستون یا تیر فرعی به پل به درستی انجام شود. تیر لانه زنبوری در ساختمان اسکلت فلزی می‌تواند به صورت پل فقط در یک دهانه یا به صورت پل ممتد به کار رود.

اگر چه بحث‌های بسیاری پیرامون تیرهای لانه زنبوری، اخیرا مطرح شده است و به عقیده گروهی از طراحان به علت مسائل اجرایی آن، خصوصا جان تیر و اتصال آن توسط جوش (زیرا همان‌گونه که می‌دانیم، اتصالات نقش کلیدی و تعیین کننده‌ای را در انتقال بار از یک عضو به عضو یا اعضای دیگر دارند و در صورت اجرای نامطلوب آن، به میزان زیادی از باربری یا مقاومت المان سازه‌ای کاسته خواهد شد. در نتیجه مسئله نظارت موثر بر اجرای عملیات جوشکاری، اهمیت بسزائی در کیفیت کلی سازه خواهد داشت.) همچنین ضعفی که در ناحیه جان تیر در اثر کاهش مساحت آن وجود دارد از نقاط ضعف این تیرهاست.

مسئله لهیدگی جان (web crippling) نیز در قسمت اتصال مقطع برش شده وجود دارد، که بسیار حائز اهمیت است. در نواحی که خصوصا بار متمرکز وجود دارد و یا نزدیکی تکیه‌گاه‌ها که برش عامل موثری است، کنترل لهیدگی جان نباید مورد توجه بیشتری قرار گیرد، زیرا در این نواحی مقاطع، حالت بحرانی‌تری نسبت به سایر قسمت‌ها دارند. البته قسمت اعظم این کاستی‌ها را می‌توان با استفاده صحیح و بهینه ورق‌های تقویتی برطرف کرد و بعضا در مواردی که باز هم علی رقم همه تدابیر اتخاذ شده، اساس مقطع لازم بدست نیامده باشد، می‌توان از تیرهای لانه زنبوری دوبل استفاده کرد. در نگاهی محتاطانه، استفاده از تیرهای لانه زنبوری از ضریب اطمینان یا ایمنی (safety factor) کمتری نسبت به سایر مقاطع برخورد دارند. اما استفاده گسترده از این نوع تیرها به سبب مزایایی که آنها را به اختصار برشمردیم، هنوز هم در مقیاس وسیعی از کارهای ساختمانی متداول است.

کاربرد تیرهای لانه زنبوری

ساختمان‌های فولادی بخش قابل توجهی از ساخت و ساز در ایران را تشکیل می‌دهد. معایب و ضعف‌های ساختمان‌های فولادی ضعف عمده ساختمان‌های فولادی با توجه به نحوه طراحی و اجرای آنها در پی‌ها، ستون‌ها، تیرها‌، اتصالات تیرها به ستون‌ها، اتصال تیر به تیر اصلی‌، سیستم باربر جانبی، اعضای مهاربندی، اتصالات باد بندها‌، سیستم دیافراگم، کف دیوارها و تیغه‌های داخلی و راه پله‌ها است. تیرها د‌ر اکثر موارد از تیرهای لانه زنبوری در ساختمان‌های فولادی استفاده می‌شود.

این تیرها در مقابل برش ضعیف هستند و در محل اعمال بارهای متمرکز مثل دو انتهای تیر بایستی جان را با‌ ورق تقویتی پر نمود. لیکن با توجه به ایجاد نیروی برشی در تمام طول تیر‌ها در سیستم قاب خمشی کاربرد تیرهای لانه زنبوری برای ساختمان‌های فلزی در مناطق زلزله‌خیز در راستای بدون بادبند مناسب نیست. خیلی از تیرها در سیستم قاب صلب از مقاطع زوج با ورق‌های تقویتی بال‌ها در دو انتها تشکیل می‌شود. منتها این ورق‌ها با جوش منقطع و معمولاً با ساق ضعیف به بال‌های تیر وصل می‌شوند. از آنجا که نیروهای کششی بزرگی در بال‌ها ناشی‌ از خمش تیر در دو انتهای تیر توسط این ورق‌ها بایستی به ستون منتقل شوند. در طول و بعد جوش این ناحیه دقت خاصی نیاز است و غالباً ورق‌های تقویتی بال‌ها باید به صورت ممتد به بال‌ها جوش شوند.

مشکل متداول دیگر در تیرهای ساختمان‌های فولادی طول نامناسب آنها است. رواداری‌ها مجاز در انتهای تیر و در محل اتصال به ستون معمولاً حدود ۱ سانتی‌متر است. اما در خیلی از ساختمان‌ها به علت ضعف کیفیت اجرایی این فاصله حتی به ۵ سانتی‌متر می‌رسد. که خروج از محوریت زیاد و در نتیجه لنگر خمشی بزرگی را به نبشی نشیمن زیر تیر اعمال می‌کند.

مهندسین ناظر بایستی مراقب باشند که این فاصله‌ها در حد مجاز باقی بماند و در صورت لزوم در خواست تغییر تیر یا حداقل از نشیمن تقویت شده (در صورتی که رواداری چندان از مقدار مجاز تجاوز نکرده باشد) استفاده کنند. اتصال تیر به ستون و تیر به تیر شاید مشکل‌ترین قسمت از وظایف مهندس ناظر در کنترل کیفیت اجرایی یک ساختمان فولادی اطمینان از درستی اتصال تیر به ستون باشد به ویژه در امتدادی که سیستم مهاربندی وجود ندارد و صرفاً قاب خمشی قرار است در مقابل بارهای جانبی زلزله مقاومت کند. در چنین حالتی اگر ستون‌های قوطی ساخته شده از ورق استفاده شود، بایستی به نصب ورق‌های پیوستگی در داخل ستون قوطی و در تراز ورق‌های زیر و روی تیر توجه خاصی شود. غالباً اجرای این ورق‌ها فراموش شده یا در تراز صحیح خود صورت نمی‌گیرد. مطلب مهم دیگر جوش صحیح آن به داخل ۴ وجه ستون است. متاسفانه در عمل سه طرف جوش شده و در وجه چهارم به ورق‌های پیوستگی متصل نمی‌شود.

منبع: +