انواع ستون در ساختمان

انواع ستون در ساختمان باید از استحکام و مقاومت بالا برخوردار باشد تا سازه از نظر دوام و استقامت در سطح بسیار بالایی باشد.

ستون، یکی از اجزای مهم ساختمان می باشد که مقاومت و دوام ساختمان به شدت به آن وابسته می باشد. تعداد ستون های یک سازه با توجه به فاکتورهای مختلفی تعیین می گردد. سازه هایی که با استفاده از بتن پیش تنیده احداث می شوند، کمترین تعداد ستون را دارند. زیرا استفاده از بتن پیش تنیده موجب آزادی عمل برای طولانی تر درنظر گرفتن دهانه می شود که این مسئله سبب می شود که تعداد ستون ها کاهش پیدا کند.

آشنایی با انواع ستون در ساختمان

ستون، عضو عمودی می باشد که بارهای سازه را از تیر و دال به فونداسیون انتقال می دهد. عمق اثرگذار یک ستون بیش از سه برابر بعد جانبی می باشد. ستون ها، بارهای محوری را تحت فشار متحمل می شود. در واقع ستون ها، بخش مهمی از سازه هستند که تخریب آنها سبب فروپاشی سازه می شود. دسته بندی مختلفی برای ستون ها وجود دارد که برخی از آنها را مرور می کنیم:

دسته بندی ستون بر اساس مصالح

ستون ها از لحاظ مصالح به دو نوع ستون بتنی و فلزی تقسیم می شوند. در واقع ستون بتنی، از قالب بندی یک ژاکت آرماتوری ایجاد می شوند. ستون های بتنی متشکل از پایه ها، ستون‌های تقویت شده کوتاه و ستون های تقویت شده بلند می باشند. حداقل اندازه ستون بتنی بایستی 9 در 9 باشد. کمترین اندازه مقطع ستون بتنی معادل با 225 میلی متر در 225 میلی متر می باشد.

ستون فلزی، عضوی از سازه عمودی است که به منظور پشتیبانی ضروری در سازه به کار می رود. این ستون در مواقعی بار را به صورت فشرده متحمل می شود و در مواقع دیگر، بار را از قسمت هایی مثل تیر و سقف هدایت می کند. ستون فولادی شاید از لنگر خمشی در نزدیکی محور مقطع برخوردار باشد.

انواع ستون در ساختمان بر اساس نوع بارگذاری

ستون ها از نظر بارگذاری به دو نوع ستون بارگذاری شده محوری و ستون تک محوری با بارگذاری خارج از مرکز تقسیم می شوند. هنگامی که یک ستون بتن آرمه در معرض بار محوری باشد و یک خط رانش حاصل از بارهای تحمل شده با ستون با خط C.G انطباق داشته باشد، به آن ستون محوری یا ستون بارگذاری شده گفته می شود.

ستون های دارای بار خارج از مرکز، ضمن نیروی محوری متأثر از گشتاور هستند. در این سیستم، ممکن است تک محوری باشد. مثل موردی که دو پانل مجاور به صورت یکسان تحت بارگذاری قرار نمی گیرند.

دسته بندی ستون بر اساس روش تقویت

انواع ستون در ساختمان بر اساس روش تقویت به صورت زیر می باشد:

ستون خاموت دار: این ستون، پرکاربردترین ستون است که از تنگ های جانبی برخوردار می باشد. فاصله بندها باید به گونه ای طراحی شوند که نزدیک به هم باشند تا مانع از شکست المان های میان آنها شود و به میزان کافی از یکدیگر فاصله لازم را داشته باشند. در صورتی که فاصله اتصالات از یکدیگر زیاد باشد، ستون دچار شکست برشی می شود و به اصطلاح طبله می کند. چنانچه فاصله اتصالات از یکدیگر بسیار زیاد باشد، ستون دچار شکست برشی و بشکه شدن میان بندها می شود.

مارپیچ: زمانیکه ستون های دایره ای با آرماتورهای مارپیچی به فاصله نزدیک و یکنواخت تقویت گردند، ستون های مارپیچ نام می گیرند. مارپیچ برای بوجود آوردن تکیه گاه در راستای عرضی عمل نموده و مانع از شکم دادن ستون می شود. ستون های مارپیچی تقویت شده عمدتاً از چندین آرماتور در نقش آرماتور طولی استفاده می کنند.

ستون مرکب: یکی دیگر از انواع ستون در ساختمان ، ستون مرکب می باشد. این ستون با فولاد سازه ای یا چدنی تشکیل شده است و با آرماتورهای طولی و مارپیچی تقویت می شود.

ستون گرانشی: سیستم ستون گرانشی دارای تعدادی قاب است که با هدف جداسازی سیستم مقاومت جانبی از سیستم مقاوم در مقابل بار عمودی پیاده سازی می شود.

انواع ستون در ساختمان بر اساس نسبت لاغری

استفاده از نسبت لاغری یا نسبت طول وابسته به کمترین بعد جانبی، یک اساس دسته بندی ستون ها می باشد. بر این اساس ستون ها را به دو دسته ستون کوتاه و بلند تقسیم می کنند. ستون کوتاه، ستونی است که نسبت طول مؤثر به کمترین بعد جانبی معادل با 12 می باشد. این ستون، مقاومت بسیار کمی از نظر خرد شدن دارد. ستون بلند، ستونی است که نسبت طول مؤثر به کمترین بعد جانبی آن بیشتر از عدد 12 است. شکست این ستون معمولاً به سبب خمش یا کمانش رخ می دهد.

تفاوت میان ستون بتنی با ستون فولادی

ستون بتنی و ستون فولادی، پرکاربردترین ستون ها برای سازه های گوناگون می باشند. ستون فولادی از ستون بتنی انعطاف پذیرتر و بادوام تر می باشد. این ستون ها عمدتاً سبک تر و سریعتر از ستون های بتنی احداث می شوند. انواع ستون در ساختمان باید به صورت اصولی اجرا شوند.

سازه سنتی بتنی نسبت به ستون فولادی، کم هزینه تر است. هر یک از این ستون ها برای نواحی با آب و هوای خاص مناسب تر هستند. ستون بتنی برای نواحی شرجی مناسب تر می باشد و از طول عمر بیشتری برخوردار می باشد.

بتن مسلح در مقابل تشعشعات خورشیدی، آب دریا، رطوبت زیاد و سایش از مقاومت بالایی برخوردار است. فولاد قادر به تحمل این عوامل می باشد ولی از نظر مقاومت در برابر خوردگی ضعیف می باشد. با استفاده از لایه پوششی یا حافظتی می توان مشکل مقاومت ضعیف آن در برابر خوردگی را تا حدودی حل نمود و به تقویت آن پرداخت.

سخن پایانی

با انواع ستون در ساختمان آشنا شدیم. ستون ها، اهمیت زیادی دارند. چرا که متحمل نیروهای فشاری و محوری هستند. مقاومت سازه وابسته به طراحی و مقاومت درست ستون می باشد. این مسئله نشان می دهد که مهندسان و مجریان در سازه ها باید اهمیت زیادی به انتخاب نوع و مشخصات ستون ها داشته باشند و در اجرای آنها، نهایت دقت را به کار ببرند. یک ستون مستحکم می تواند دوام سازه را افزایش دهد و آمار خرابی آن در زمان وقوع زمین لرزه را به کمترین میزان ممکن برساند.