به صورت کلی یک ساختمان یا سازه از قسمت‌های مختلفی همچون پایه، ستون، تیر و دال، سقف، دیوار، کف و… تشکیل میشود. هر کدام از بخش‌های سازه می‌توانند وظایف منحصر به فردی داشته باشند و از اهمیت و ارزش ویژه‌ای برخوردارند. ستون‌ها به عنوان اعضای عمودی سازه‌ها نقش پررنگی در حفظ امنیت و انتقال بار از بالای سازه به پی‌ها و پایه‌های پروژه دارند. البته هر عضو عمودی ساختمان نمی‌تواند به عنوان ستون شناخته شود و یک ستون باید از مشخصات و ویژگی‌های منحصر به فردی برخوردار باشد. در ادامه مطلب به بررسی و معرفی انواع ستون در ساختمان‌سازی پرداخته میشود.
ستون و نقش آن در سازه
ستون یکی از اعضای اصلی و عمودی ساختمان است که وظیفه انتقال بارهای محوری فشاری از عضوهای بالایی (تیر و دال) و سقف‌ها را به عضوهای پایینی (تیر، کف یا فونداسیون) بر عهده دارد. هر عضو عمودی در سازه ستون نخواهد بود و یک ستون باید بیشتر از 3 برابر کمترین اندازه مقطع خود طول داشته باشد. در صورتی که اعضای عمودی این شرایط را نداشته باشند ستون نبوده و فقط به عنوان یک عضو عمودی در سازه شناخته می‌شوند.
ستون‌ها دارای اجزای مختلفی همچون پایه، صفحه‌ستون، بدنه، سرستون، کتیبه و براکت هستند و مهم‌ترین نقش آن‌ها نگهداری از سقف و ستون‌های بالایی، حفظ فشارهای وارد و انتقال آن به عناصر پایینی سازه است. در ساخت ستون‌ها از انواع مقاطع فولادی مانند تیر آهن، پروفیل، آرماتور و مصالحی همچون بتن و … استفاده میشود.
انواع ستون در ساختمان سازی
ستون‌ها به عنوان یکی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین اعضای هر سازه‌ای می‌توانند همانند ناودانی صنعتی بر اساس فاکتورها و پارامترهای مختلفی دسته بندی شده و از تنوع بالایی برخوردار باشند. مهم‌ترین پارامترهای دسته بندی ستون‌های ساختمانی شامل مواردی همچون انواع تقویت، انواع بارگیری، نسبت نازکی، شکل ظاهری نوع مصالح ساختمانی هستند.
-
انواع ستون در ساختمان سازی بر اساس نسبت نازکی
نسبت نازکی یا باریک بودن که نشان دهنده طول مؤثر بر حداقل بعد جانبی می‌باشد می‌تواند یک فاکتور اساسی در دسته‌بندی ستون‌ها باشد. از این روی ستون‌های ساختمانی از نظر نسبت نازکی شامل موارد زیر هستند:
- ستون‌های کوتاه که در آن‌ها نسبت طول موثر ستون به حداقل بعد جانبی آن کمتر از 12 خواهد بود. این ستون‌ها معمولاً خرد شدن (شکست براثر بار فشرده خالص) شکست می‌خورند.
- ستون‌های بلند که دارای نسبت طول مؤثر ستون به حداقل بعد جانبی بیشتر از 12 هستند و معمولاً در اثر خم شدن یا کمانش شکست می‌خورند.
-
انواع ستون ساختمان از نظر انواع تقویتی
ستون‌های ساختمان از لحاظ تقویتی می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند و هر کدام از آن‌ها در پروژه‌ها و سازه‌های مختلفی مورد استفاده قرار بگیرند. از جمله انواع ستون‌های تقویتی می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
ستون خاموت دار یا گره‌خورده
ستون‌های گره خورده که معمولاً از جنس بتن مسلح ساخته می‌شوند و آرماتور طولی در تقویت گره‌ها بافاصله نزدیک به هم محدود میشود. حدوداً 95 درصد از کل ستون‌های ساختمانی از نوع تنگدار می‌باشند.
ستون مارپیچی
ستون مارپیج که همانند ستون گره خورده از جنس بتن مسلح ساخته شده و در آن میله‌های طولی در داخل فضا تقویت و به طور متوالی به صورت مارپیچی محدود خواهند شد. تقویت مارپیچی ستون‌ها باعث میشود که کرنش پذیری بیشتری داشته باشد و از مهار جانبی برخوردار باشد.
ستون مرکب
ستون‌های ترکیبی که علی‌رغم مقطع کوچک از استحکام بالایی برخوردارند و می‌توانند در برابر آتش‌سوزی نیز مقاومت باشند. در این ستون‌ها آرماتور طولی به صورت قطعه فولادی سازه با یا بدون لوله یا میلگردهای طولی اجرا میشود.
ستون گرانشی
ستون گرانشی مجموعه‌ای از قاب‌ها و اعضای سازه‌ای است که با هدف تفکیک سیستم باربر جانبی از سیستم باربر ثقلی (عمودی) طراحی میشود. این نوع ستون نخستین‌بار توسط مهندسان آمریکایی معرفی شد و امروزه به‌عنوان یکی از روش‌های مؤثر در طراحی سازه‌های مقاوم در برابر زلزله مورد استفاده قرار می‌گیرد.
به‌کارگیری ستون‌های گرانشی به‌ویژه در ساختمان‌هایی که در نواحی زلزله‌خیز یا در مجاورت گسل‌های فعال قرار دارند، موجب افزایش ایمنی، پایداری و عملکرد مطلوب سازه در برابر نیروهای جانبی میشود.
-
انواع ستون در ساختمان‌سازی بر اساس شکل ظاهری
انواع ستون در ساختمان‌سازی را می‌توان از نظر شکل ظاهری نیز دسته‌بندی کرد و رایج‌ترین آن‌ها شامل موارد زیر هستند:
- ستون‌های مربع یا مستطیلی که رواج بالایی داشته و از ویژگی‌هایی همچون قالب‌ریزی ساده، اجرای راحت، استحکام و ماندگاری بالا و … برخوردارند.
- ستون‌های دایره‌ای که دارای طراحی خاصی بوده و بیشتر در ستون‌بندی و تأمین ارتفاع ساختمان‌ها مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
- ستون‌های L شکل که معمولاً در گوشه‌های دیوار مرز و حدود استفاده شده و دارای مشخصاتی مشابه ستون‌های مربع و مستطیلی هستند.
- ستون‌های T شکل که بر اساس الزامات طراحی سازه به کار می‌روند
- ستون‌های فولادی که در اشکال متداولی همچون ستون‌های فلزی شامل I، شکل کانال، زاویه مساوی و T شکل ساخته و اجرا می‌شوند.
- ستون های Y شکل که کاربرد ستون‌های Y شکل در ساخت پل و پل هوایی است.
-
انواع ستون در ساختمان‌ساز از نظر انواع بارگذاری
فاکتور دیگری که برای دسته بندی ستون‌های ساختمانی استفاده میشود، بارگذاری است. از نظر انواع بارگذاری نیز ستون‌ها شامل سه دسته بوده که هر کدام می‌توانند ویژگی‌ها و کاربردهای منحصربه‌فردی داشته باشند.
ستون با بارگذاری محوری
ستون بارگذاری شده محوری که در آن بارهای محوری عمودی بر روی مرکز ثقل سطح مقطع ستون عمل خواهند کرد. این ستون‌ها در ساخت و ساز بسیار نادرند چراکه انطباق برآیند بارهای عمودی در مرکز ثقل مقطع ستونی به طور دقیق عملی نخواهد بود. ستون داخلی ساختمان‌های چندطبقه با بارهای متقارن از تخته‌های کف و از همه طرف از ستون‌های بارگذاری شده محوری به شمار می‌روند.
ستون تک‌محوره با بارگذاری خارج از مرکز
ستون با بارگذاری غیر محور مرکزی در آن بارهای عمودی با مرکز ثقل مقطع ستون مطابقت نداشته و به طور غیر مرکزی یا در محور X یا Y مقطع ستون عمل خواهند کرد. این ستون‌ها معمولاً در مورد ستون‌هایی که از یک طرف به هم متصل بوده و یا ستون‌هایی که از لبه به هم متصل می‌شوند کاربرد دارند.
ستون با بارگذاری دو محوره
ستون با بارگذاری دومحوره (Biaxial) که در آن‌ها بار عمودی بر روی ستون با مرکز ثقل مقطع ستون مطابقت نداشته و در هیچ یک از محورها عمل نمی‌کند.
-
انواع ستون در ساختمان سازی بر اساس نوع مصالح سازنده
همان طور که گفته شد ستون‌های ساختمانی نیز همانند سایز اجزای سازه می‌توانند از مواد و مصالح مختلفی همچون سنگ، بتن، آجر، بال پهن، آرماتور و … ساخته شده و ویژگی های منحصر به فردی داشته باشند. ازجمله رایج‌ترین ستون‌های ساختمانی بر اساس مصالح می‌توان به مواردی همچون ستون‌های بتن آرمه، ستون‌های فولادی، ستون‌های چوبی، ستون‌های آجری، ستون‌های بلوکی و ستون‌های سنگی اشاره کرد.
جهت مشاهده و خرید محصولات می توانید به سایت فولاد آذر آذین مراجعه فرمایید.