ستون ها از مهمترین اجزاء در ساختمان سازی هستند که وظیفه تحمل ثقل و سنگینی بار یک سازه را بر عهده دارند. برای ساخت سازه ای محکم و ایمن باید ستون ها استحکام زیادی داشته باشند. ستون ها از اعضای ساختاری عمودی یک سازه به شمار می آیند که بارها را عمدتا در حال فشرده سازی حمل می کند. ستون ها بارها را از سقف، دال کف، دال سقف یا از یک تیر به یک کف یا پایه منتقل می کند. ستون ها دارای لحظه های خمش در مورد یک یا دو محور مقطع می باشند. انواع مختلفی از ستون ها وجود دارند که در قسمت های مختلف یک سازه فلزی یا بتنی مورد استفاده قرار می گیرند.
ستون ها سازه‌هایی عمودی می باشند که در حفظ استحکام بنا و انتقال بار اصلی ساختمان به زمین از اهمیت ویژه ای برخوردارند. از این باب استفاده از متریال استاندارد، مناسب و درجه یک در آن بسیار ضروری می باشد. دسته بندی ستون ها با توجه به محل نصب و کارآیی ستون‌ها در سازه به دو نوع ستون های بتنی و فلزی انجام می شود.
در
ساخت سوله سنگینو
ساخت سوله سبکهر چقدر استحکام ستون ها بیشتر باشد سازه محکم تر و ایمن تر بنا می شود. به دلیل استحکام بیشتر فولاد نسبت به بتن بیشتر سازه ها از ستون های فلزی فولادی ساخته می شوند تا استحکام و ایمنی سازه ها تضمین شوند. به دلیل استحکام و مقاومت بالایی که فولاد دارد، وجود ستون در
استراکچرفلزیجایگاه خاصی در تحمل کل بار سازه دارد.
ستون های فلزی با توجه به ویژگی ها و کاربردهای خاصی که دارند به انواع مختلفی از جمله تیرآهن، نبشی، میلگرد، تسمه های اتصال دهنده، صفحه های تقویتی، جوش، اتصال ستون به صفحه زیر ستون تقسیم میشوند.
سازه‌های بتنی یکی از انواع جدید سازه ها میباشند. این سازه ها دارای اسکلتی متشکل از اعضای افقی ( میله‌ها ) و اعضای عمودی ( ستون‌ها ) میباشند. در این سازه ها امکان ایجاد روکش‌های سنگی، سرامیک و شیشه‌ای وجود دارد که وجه تمایز این سازه از سازه های فلزی نیز محسوب می شود.
ستون ها بر اساس شرایط، نوع و ابعاد
سولهبه انواع مختلفی به صورت زیر تقسیم میشوند:
سطح مقطع، نوع بارگذاری، انواع تقویت کننده ها، مواد ساختمانی، اندازه
از
معیارهای انتخاب نوع سوله و ساخت سولهمناسب میتوان تعیین محل، تعداد و ابعاد مناسب ستون ها در
سولهرا عنوان کرد.
تعیین محل ستون ها
تعیین محل ستون ها اولین گام در تهیه نقشه های سازه می باشد. توجه به پلان ساختار سازه در تعیین محل مناسب نصب ستون از اهمیت ویژه ای برخوردار است. محدوده تقریبی محل ستون ها بر اساس نوع سازه منتخب از سمت مهندس محاسب و بارهاي وارد بر سازه مشخص و تعیین می گردد.
برای تعیین مکان دقیقتر ستون ها در نقشه ها، توجه به نکات زیر الزامی می باشد:
- باید محل و فاصله ستون ها از یکدیگر به نحوی تعیین گردد که با تعداد کم ستون، کل بارهاي وارده به سازه به زمین منتقل شود.
- بهتر است ستون ها با فاصله یکسانی از یکدیگر قرار گیرند.
- محل ستون ها به زیبائي سازه آسیب نرساند.
- ستون های تعبیه شده در سازه های فلزی و ساختمان ها در درون دیوارها، جرزها و کمدهاي دیواري مخفي شوند.
- برای تعیین محل ستون ها در سازه و ساختمان باید به اجزایی همچون دستگاه پله، آسانسور، نورگیرها، داکت ها، انواع
جرثقیل سولهو… توجه کرد. برای ایمنی بیشتر بهتر است در چهار گوشه دستگاه پله و آسانسور ستون پیش بیني شود.
- پارکینگ ها یکی از سازه هایی هستند که قرار گرفتن ستون ها در آن بسیار مهم است. محل قرارگیری ستون ها در فضای پارکینگ، نباید مانع از حرکت ماشین ها و ایجاد فضاهای پرت گردد. فضای مورد نیاز برای پارک یک ماشین یا به عبارتی فاصله بین نازک کاری دو ستون مجاور ۵ در ۲٫۵ متر است. از طرف دیگر فضای مورد نیاز برای پارک دو ماشین در مجاورت یکدیگر ۵ در ۴٫۵ متر در نظر گرفته می شود.
- همینطور در
سولهها نباید مانع از نصب جرثقیل ها، حرکت و جابجایی محصولات و ایجاد فضاهای بدون استفاده گردد.
یکی از مواردی که می تواند در بهینه ساختن فضاها کمک کند ستون گذاری مستطیلی می باشد که در مقاله ابعاد ستون فلزی
سولهاین مطلب به تفضیل توضیح داده شده است.
ابعاد استاندارد در ساخت ستون‌ها
زمان ساخت ستون های فلزی نسبت به ستون های بتنی کمتر است بنابراین سرعت ساخت نیز بالا میرود. یکی از نکات و فاکتورهای اساسی در ساخت ستون ها و زیر شاخه های آن، محاسبه ابعاد استاندارد و دقیق ارتفاع و سطح مقطع می باشد.
در ساخت انواع ستون ها، نسبت طول به ضخامت مورد محاسبه و اندازه‌گیری قرار می‌گیرد. میزان مناسب این نسبت ابعاد ستون برابر با عدد ۱۲ است (نسبت طول به ضخامت برابر 12).
هرگاه این نسبت از 12 بیشتر شود، ارتفاع ستون زیاد و استحکام آن کاهش می یابد و هرگاه این نسبت از 12 کمتر شود معایبی همچون کوتاه جلوه دادن ظاهر ستون میگردد که سبب خمیدگی سازه میشود. در ساخت ستون در
سولهباید به محل قرارگیری سوله نسبت به ابعاد ستون ها توجه خاصی داشت. در سازه و
سوله های دو طبقهو چند طبقه، ابعاد ستون های بتنی یا فلزی در طبقات پایین تر بزرگتر از ستون‌های طبقات بالا هستند.
نکات کلیدی ابعاد ستون ها
پیشنهاد می شود ابعاد ستون های زیرین و بالایی یکسان در نظر گرفته شود اما در ستون های زیرین از آرماتور کمتری نسبت به ستون بالایی استفاده شود.
طبق مفاد مقررات ملی ساختمان در صورتی می توان میله گرد را خم نمود که مقدار کاهش ابعاد مقطع ستون های بالایی نسبت به ابعاد مقطع ستون های پایینی کمتر یا مساوی 5/7 سانتیمتر باشد.
فاصله بین ستون ها
- فاصله ستون ها در تمام سازه ها با هر کاربری باید به دقت تعیین شود.
- فاصله ستون ها در عرض متنوع می باشد چرا که بسته به اندازه دهانه
سولهدارد. اما فاصله ستون ها در طول به صورت نرمال 6 متر در نظر گرفته می شود. در برخی موارد در سازه های خاص این اندازه به ۱۵متر و یا بیشتر می رسد که می توانند تحمل نیروی بیشتری داشته باشند. فاصله بین ستون در سازه هایی که شرکت سپهر سوله بنا می کند بین 6 متر تا 18 متر هم لحاظ می شود.
- همینطور فاصله بین ستون ها (دهانه) با نوع سیستم سقف سازه نیز ارتباط مستقیمی دارد.
به دلیل مهم بودن ارتباط بین فاصله ستون ها و سیستمهای مختلف سقف به حداکثر دهانه ها در سیستم ها مختلف سقف میپردازیم. تمام این اطلاعات منطبق با مقررات ملی ساختمان می باشد.
برای اجرای ستون گذاری صحیح به دلیل گران بودن برخی سیستم های سقف باید به برآورد هزینه ها دقت کنید و ستون گذاری به صورتی انجام شود که پرتی فضا نداشته باشیم.
با توجه به نکات مهندسی ساخت، برای ساخت
سولهارزان میتوان هزینه های ساخت ستون را کاهش و استحکام سازه را به میزان قابل توجهی افزایش داد.
اندازه دهانه ها در سقف های مختلف
در سقف عرشه فولادی حداکثر فاصله دو ستون اصلی 12 متر می باشد.
دال ها به انواع مختلفی تقسیم می شوند:
در دال یکطرفه و دال دو طرفه
فاصله بین دو ستون حداکثر تا ۱۰ متر مجاز می باشد.
دال های مجوف
الف- در سقف کوبیاکس به دلیل سبک بودن و مقاومت بالا فاصله بین دو ستون تا ۱۸ متر انجام پذیر است.
ب- سقف یوبوت : این نوع سقف هم تا حدودی شبیه به سقف کوبیاکس می باشد، اما با حداکثر دهانه 12 متر.
سقف تیرچه
الف- تیرچه تک : در سقف های تیرچه تک حداکثر دهانه ۷ متر می باشد.
ب- تیرچه دوبل : در این نوع سقف ها نیز حداکثر دهانه ۸ متر توصیه می شود.
تفاوت سازه‌های بتنی و فلزی
هر دو سازه دارای ویژگیها و خصوصیات ویژه ای هستند که در کاربری های خاص خود کارایی لازم را دارند. هر کدام از این سازه ها با توجه به ارتفاع، ابعاد و کاربری دارای تعداد ستون های خاص خود هستند.
طول عمر ستون فلزی در برابر ستون بتنی بیشتر است. از این رو ستون فلزی در سازه ها بازدهی بیشتری دارند.
استراکچرهای فلزی در برابر آسیب هایی همچون آتش سوزی مقاوم‌تر عمل می‌کنند. هزینه های ساخت و ساز در بتن و سازه‌های بتنی مقرون به صرفه تر است.
اجرای سازه‌های بتنی در مقایسه با اسکلت‌های فلزی راحت تر و به نظارت، کنترل و تخصص کمتری نیاز دارد. مصالح سیمان و سنگ در ساخت در دسترس تر است.
محدودیت شرایط آب و هوایی در ساخت سازه‌های بتنی وجود ندارند. سازه‌های بتنی همانند سازه های فلزی در برابر آب و هوا دچار پوسیدگی، خوردگی و کاهش سطح مقطع نمیشود.
طبقه‌بندی ستون‌های بتنی و فلزی از لحاظ و سطح مقطع
ستون‌های بتنی، دارای سطح مقطع متفاوتی هستند. که به تفضیل در مقاله ابعاد ستون بتنی
سولهآمده است. ستون های بتنی از استحکام و کارایی لازم برخوردارند. در این بین سطح مقاطع مربع، مستطیل، دایره و چند ضلعی از رایجترین این سازه ها می باشند که بیشترین میزان مصرف را به خود اختصاص داده اند.
ستون‌های فلزی نیز از لحاظ ساختار سطح مقطع به گونه های مختلفی تقسیم می شود معیار انتخاب یکی از این گونه ها به میزان بار قابل حمل بستگی دارد.
در ساخت ستون اندازه گیری دقیق و تراز بودن سازه بسیار مهم می باشد. در بین ساختار گوناگون سطع مقطع ستون‌ها، سازه‌هایی که دارای سطح مقطع مربعی هستند دارای سرعت پیشرفت بالایی بوده و سازه‌هایی که با سطح مقطع دایره ای ساخته میشوند دارای زیبایی ظاهری خوبی هستند.
فاصله ستون‌های بتنی و فلزی از یکدیگر
میزان فاصله ستون‌ها از یکدیگر و محل قرارگیری آن‌ها باید به نحوی در نقشه پلان مشخص گردد که با کمترین تعداد ستون بیشترین بار سازه به زمین و پی منتقل گردد. وجود ستون‌های متعدد و پشت سر هم نمای خوبی در ظاهر سازه ایجاد نمیکند. از این رو باید ستون های فلزی یا بتنی را در محل دیوارها و .. مخفی کرد.
مقایسه ابعاد ستون‌های بتنی و فلزی
ساخت ستون های بتنی نسبت به ستون های فلزی مقرون به صرفه تر است، به همین میزان استفاده از مصالحی مثل بتن وزن سازه را افزایش میدهد که این امر موجب افزایش ابعاد ستون
سولهدر سازه های بتنی میشود. بنابراین ابعاد ستون‌های بتنی وسعت بزرگتر و استحکام بیشتری داشته و در برابر آسیب ها مقاوم تر است.
محدودیت های هندسی ستون ها
در ستون ها محدودیت های هندسی باید طبق مقررات ملی ساختمان و نظام مهندسی اعمال و رعایت شود:
عرض مقطع ستون نباید کمتر از سه دهم بعد دیگر آن و کمتر از 250 میلیمتر تعیین گردد.
نسبت عرض مقطع به طول آزاد ستون نباید کمتر از 25/1 باشد.
دلایل وجود این محدودیت ها
عدم تامین طول مهاری میله گردهای طولی تیرها در داخل ستون ها
صعوبت آرماتورگذاری به خصوص جایگذاری خاموت ها
افزایش لاغری مقطع و بالا رفتن احتمال خم شدن ستون تحت بار ثقلی
همواره ظوابط مهندسی و هندسی در ستون های رایج مربعی رعایت و اجرا می شوند، زمانی این ضوابط نمود بیشتری پیدا می کنند که از ستون های مستطیلی استفاده گردد.
