آشنایی با انواع ستون های ساختمان و کاربرد آن ها

یک عضو عمودی که طول مؤثر آن بیش از سه برابر حداقل ابعاد جانبی آن است و بارهای فشاری را تحمل می کند، ستون نامیده می شود. انواع ستون های ساختمان، بارها را از دال ها یا تیرها به پی ها و فونداسیون ها منتقل می کنند. عضو مایلی که بارهای فشاری را در قاب ها و خرپاها تحمل می کند، عضو فشاری نامیده می شود. پدستال یک عضو فشاری عمودی است که طول مؤثر آن کمتر از سه برابر حداقل ابعاد جانبی آن است. برای آشنایی بیشتر با انواع ستون های ساختمان و کاربرد آن ها، با ما همراه باشید.

دلیل استفاده از ستون در ساختمان ها

از آنجایی که ستون ها تحت بارهای محوری قرار دارند، برای تحمل فشار طراحی می شوند. سایر بارهای ناشی از برف، باد یا سایر نیروهای افقی ممکن است منجر به خمش در ستون ها شوند. بنابراین ستون ها باید مقاوم در برابر بار محوری و خمش طراحی شوند.

روش های دسته بندی ستون ها

1 . بر اساس شکل

2 . بر اساس نوع آرماتور

3 . بر اساس نوع بارگذاری

4 . بر اساس نسبت لاغری

نکته : این صرفاً یک طبقه بندی است و یک ستون می تواند ترکیبی از دو نوع باشد؛ مثلاً یک ستون می تواند هم مستطیل شکل و هم تنگ دار باشد.

1 . طبقه بندی ستون ها بر اساس شکل

ستون مربعی یا مستطیلی

این نوع ستون در ساختمان های معمولی استفاده می شود. این نوع از انواع ستون های ساختمان تنها در صورتی که فضا مربعی یا مستطیلی باشد، کاربرد دارند. به این طریق ساخت و قالب گیری ستون های مستطیلی یا مربعی نسبت به ستون های دایره ای بسیار آسان تر است. این امر اساساً به دلیل سادگی کار با قالب بتن و جلوگیری از سقوط بتن هنگام بتن ریزی است. قالب گیری ستون های مستطیلی و مربعی بهتر انجام می شود و همچنین هزینه کمتری در پی دارد. در شکل 1 نمونه ای از ستون مستطیلی شکل نشان داده شده است.

شکل 1 . ستون مربعی یا مستطیلی شکل از انواع ستون های ساختمان

ستون دایره ای

ستون هایی هستند که به طور ویژه طراحی می شوند. آن ها غالبا در شمع کوبی و نمای ساختمان ها استفاده می شوند. چرا از این ستون ها در نما استفاده می کنیم؟ از این ستون ها برای حذف لبه ها استفاده می شود. از این ستون ها همچنین در مکان هایی همچون ایوان ها، تراس ها و سالن های کنفرانس مورد استفاده قرار می گیرد. نمونه دیگر از این ستون ها را می توان در پایه های پل ها بیابید؛ زیرا در آنجا شما نیاز ندارید که آن ها را با چیزی تراز کنید. از دیگر مزیت های ستون های دایره ای جنبه زیبایی آنها است. در شکل 2 نمونه ای از ستون دایره ای شکل نشان داده شده است.

شکل 2 . ستون دایره ای

ستون نوع ال

این ستون ها غالبا در گوشه های دیوارهای دور تا دوری و مرزی استفاده می شوند و خصوصیاتی مشابه ستون های مستطیلی یا مربعی دارند. این نوع از ستون ها به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند.

ستون نوع T

این نوع از ستون ها در ساخت پل ها و در موارد دیگر بسته به الزامات طراحی استفاده می شوند. این ستون ها هم مشخصاتی مشابه با ستون مستطیلی یا مربعی دارند.

ستون نوع  V

همان طور که از نامش پیداست، این ستون به شکل V است و غالبا در صورتی که فضا ذوزنقه ای باشد مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع ستون نیازمند بتن بیشتری در مقایسه با سایر ستون هاست.

ستون شش ضلعی

ستون های شش گوشه به طور کلی ستون های تغییر یافته هستند. شش وجه دارند و زیبایی قابل قبولی برای نما ایجاد می کنند. از این ستون ها غالبا در ایوان ها، سالن های اجلاس، سالن سینما و … استفاده می شود.

ستون قوسی

این نوع از ستون ها هنگامی استفاده می شوند که فضا قوسی شکل است. این نوع زمانی کاربرد دارد که ساخت ستون های مربعی، مستطیلی یا دایره ای ممکن نباشد. این نوع از ستون ها به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند زیرا قالب بندی آن دشوار است.

ستون نوع Y

این نوع از ستون ها غالبا در ساخت پل ها، روگذرها و … مورد استفاده قرار می گیرند. در شکل 3، ستون نوع Y یکی از انواع ستون های ساختمان نشان داده شده است.

شکل 3 . ستون نوع Y از انواع ستون های ساختمان

ستون های نوع Y با قوس

مشابه ستون نوع Y است اما وجوه و یا لبه های منحنی شکل دارد. این نوع از ستون ها غالبا در زیر پل ها و روگذرها استفاده می شوند؛ یعنی جایی که تراکم ساخت ستون ها بیشتر برای مقاومت در برابر بارهای سنگین وارده از قسمت فوقانی ضرورت دارد. در شکل 4 ستون های نوع Y با قوس یکی از انواع ستون های ساختمان نشان داده شده است.

شکل 4 . ستون های نوع Y با قوس از انواع ستون های ساختمان

2 . طبقه بندی ستون ها بر اساس نوع آرماتور

بسته به نوع آرماتور مورد استفاده، ستون های آرماتور بندی شده به انواع زیر طبقه بندی می شوند :

ستون تنگ دار 

هنگامی که میلگردهای اصلی و طولی ستون با میلگردهای تنگ جانبی نزدیک به هم محصور شده باشند، ستون از نوع تنگ دار خواهد بود.

ستون مارپیچ 

هنگامی که میلگردهای اصلی و طولی ستون با آرماتور مارپیچی ممتد و کم فاصله محصور شده باشند، ستون از نوع مارپیچی خواهد بود.

ستون مرکب

هنگامی که آرماتور طولی ستون به شکل مقطع فولادی یا لوله ای یا بدون میلگردهای طولی باشند، ستون مرکب نامیده می شود.

3 . طبقه بندی ستون ها بر اساس نوع بارگذاری

بر اساس نوع بارگذاری ستون ها به سه نوع تقسیم بندی می شوند :

ستون تحت بار محوری

هنگامی که راستای اعمال نیروی فشاری بر مرکز ثقل مقطع عرضی ستون منطبق باشد، به آن، ستون تحت بار محوری گفته می شود.

ستون تحت بار خارج از مرکز (تک محوری یا دو محوری)

هنگامی که راستای اعمال نیروی فشاری بر مرکز ثقل مقطع عرضی ستون منطبق نباشد، ستون تحت بار خارج از مرکز قرار می گیرد.

تک محوری 

ما محورهای Y و  X  را می شناسیم. هنگامی که بار به صورت خارج از مرکز نسبت به یکی از دو محور Y و X (هرکدام  از آن ها) وارد شود، به آن ستون با بار خارج از مرکز گفته می شود. (تک محوری)

دو محوری 

اگر بار بر روی دو محور خارج از مرکز اثر کند، به این معنی که بار بر روی هیچکدام از محورهای Yیا X اثر نکند؛ به آن ستون با بار خارج از مرکز گفته می شود. (دو محوری)

4 . طبقه بندی ستون ها بر اساس نسبت لاغری

بسته به نسبت لاغری (نسبت طول مؤثر به حداقل بعد جانبی ستون) ستون ها به شرح زیر دسته بندی می شوند.

ستون کوتاه :

اگر نسبت طول مؤثر ستون به کوچکترین بعد جانبی آن کمتر از 12 باشد، ستون کوتاه نامیده می شود. ستون کوتاه با خرد شدن دچار فروپاشی می شود.

ستون بلند :

اگر نسبت طول مؤثر به کوچکترین بعد جانبی ستون از 12 بیشتر باشد، ستون بلند نامیده می شود. ستون بلند به دلیل خمش یا کمانش دچار شکست می شود.

پیشنهاد مطالعه : آشنایی با ضریب طول موثر اعضای فشاری

منبع :

مقاله ی انواع مختلف ستون های مورد استفاده در ساخت و ساز ترجمه شده توسط پوریا نخعی، از مقالات تحلیلی گروه آموزشی 808