ابعاد ستون فلزی سوله

ابعاد ستون فلزی سوله

ستون فلزی یکی از اجزای مهم یک سازه جهت تحمل بارهای سنگین به شمار می ‌رود. ستون فلزی از استحکام و مقاومت بیشتری نسبت به انواع مختلف ستون از جمله بتنی، چوبی، سنگی، بلوک و غیره برخوردار است. اجزای مختلف ستون‌ های فلزی عبارتند از اجزای اصلی (تیرآهن، نبشی، میلگرد و غیره)، تسمه‌ های اتصال دهنده، صفحات تقویتی، جوش و اتصال ستون به صفحه زیر ستون. ستون ‌های فلزی در سطح مقاطع مختلفی بسته به نوع سازه ساخته می ‌شوند.

 انواع ستون فلزی در سوله

ستون ‌های فلزی با توجه به ویژگی ‌های خاص خود به گونه های مختلفی تقسیم‌ بندی می‌ شود. این تقسیم بندی بر اساس نوع کاربری، خاک محل احداث سوله، سطع مقطع، هزینه مصالح، ابعاد ستون و مواردی این چنینی انجام می پذیرد و می­تواند به صورت ساده یا ترکیبی از یک یا چند نوع از تعاریف معرفی انواع ستون های فلزی باشد.

انواع ستون فلزی بر اساس سطح مقطع

سطح مقطع شکل هندسی ستون است که در انواع و کاربرد سوله طراحی و مورد استفاده قرار می­گیرد. با توجه به میزان بار وارد شده از طرف سازه سطح مقطع ستون فلزی انتخاب می­شود.

ستون فلزی مستطیلی یا مربعی

ساخت این نوع ستون نسبت به دیگر انواع ستون­ ها بسیار راحتتر و اجرای آن در استراکچر فلزی به آسانی انجام می‌ شود. این ستون یکی از معمولترین نوع ستون فلزی است که بیشتر در ساختمان‌ها و سازه ­های چهارگوش کاربرد دارد. این ستون در آپارتمان‌­های بلند، سازه­ های چند طبقه، پارکینگ­ها، سوله­ دوطبقه و تک طبقه، سوله انبار و غیره کاربرد دارد. در ابتدا باید طرح اولیه ستون در فونداسیون اسکلت فلزی سازه تعیین و اجرا شود. تمام قسمت­های ستون باید به درستی طبق اندازه­‌های تایید شده تراز شوند اگر این کار به درستی و با دقت انجام نشود ستون کج می­گردد و ایمنی سازه از بین می­رود.

از نظر مسائل اجرایی ستون های فلزی مستطیلی و مربعی تفاوت های اساسی با هم دارند. ساخت ستون مستطیلی نسبت به ستون مربعی نیاز به دقت بیشتری دارد. حداقل ابعاد مقطع مربعی 30×30 سانتيمتر و حداقل ابعاد مقطع مستطیلی 40×25 سانتيمتر می باشد. باید ابعاد اضلاع ستون مستطیلی با دقت محاسبه شود و ضلع عرضی را از ضلع طولی برای تمام ستون‌ها به یک شکل و اندازه طراحی و در نظر گرفت.

عدم تعادل در سختی ستون در دو راستای اصلی، زمانی پیش می ­آید که در یک جهت تعداد دهانه‌های قاب بیشتر از جهت دیگر باشد. در جهتی که تعداد دهانه‌ها کمتر باشد، به دلیل کمبود سختی، از ممان اینرسی تیرها و ستون‌ها به بهترین شکل باید استفاده شود. در اینگونه موارد باید بعد بزرگتر ستون را در امتدادی که دهانه کمتری دارد قرار داد تا حرکت سازه در امتداد با سختی کمتر، خمش حول محور قوی ستون ایجاد کرد.

هر زمان به هر دلیلی ستون مستطیلی جایگزین ستون مربعی شود باید به اختلاف ابعاد اضلاع ستون دقت کرد. چرا که تشخیص مستطیل بودن این قبیل ستون ها در نقشه های پلات شده چندان کار آسانی نیست. این جایگزینی در بسیاری از موارد همراه با صرف هزینه های اضافی برای کارفرما یا پیمانکار است.

ستون فلزی دایره ‌ای

طراحی و ساخت این ‌گونه ستون‌ ها بیشتر در نما و شمع‌ کوبی سازه مورد استفاده قرار می‌ گیرند. علت استفاده از ستون فلزی دایره ‌ای در نما، حذف لبه ‌ها و افزایش زیبایی سازه است. برای ساخت ستون دایره ‌ای فلزی معمولا از پروفیل قوطی در قطر و ضخامت مختلف استفاده می‌ شود. حداقل قطر سطح مقطع دایره ای 25 سانتيمتر می باشد. این ستون در تراس ‌ها، ایوان ‌ها، سالن‌ های کنفرانس و پل ‌ها مورد استفاده قرار می گیرند.

ستون فلزی سوله

ستون فلزی شکل ال (L)

کاربرد ستون های فلزی ال بسیار محدود است. این نوع ستون ‌های فلزی معمولا در گوشه‌ دیوارها و دیوارهای مرزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای ساخت این نوع ستون فلزی از انواع پروفیل‌ های نبشی و میلگرد در سایزها و ضخامت های مختلف استفاده می شود. نحوه اجرای این نوع ستون شبیه به ستون مستطیلی و مربع است.

ستون فلزی شکل تی (T)

روش طراحی این نوع ستون بسیار شبیه ستون های فلزی مستطیلی و مربع است اما در اجرای آن تفاوت هایی وجود دارد. از این نوع ستون فلزی در ساخت پل ‌ها و طرح های خاص و مدرن امروزی استفاده می شود. برای طراحی و ساخت این نوع ستون از انواع نبشی و تیرآهن و میلگرد در اندازه‌ های مختلف استفاده می شود.

ستون فلزی شکل وی (V)

به دلیل طراحی خاص، این ستون بیشتر در فضاهای ذوزنقه ‌ای مورد استفاده قرار می‌ گیرد. در ساخت این نوع ستون از تیرآهن و نبشی کمک میگیرند. به این صورت که ابتدا تیرآهن با ایجاد یک برش مثلثی خم می‌شود تا به شکل V درآید، سپس به کمک روش‌ های خاص تیرآهن ارتقا داده می شود تا محکم و ثابت گردد‌. با انجام الزامات طراحی ویژه ای می توان با اضافه کردن اضلاع این ستون را بلندتر کرد. برای افزایش ضخامت نیز از میلگرد، نبشی و ناودانی استفاده می ‌شود.

ستون فلزی شش ضلعی

این نوع ستون دارای شش گوشه می باشد که به کمک نبشی فرم داده می ‌شود. حداقل طول ضلع این ستون ها 20 سانتيمتر تعیین می شود. ساخت این ‌گونه ستون ‌ها نیاز به طراحی بسیار دقیق دارد. موارد کاربرد این ستون در مکان هایی همچون سالن‌ ها و ایوان ‌ها است.

ستون ‌های فلزی شکل وای ( Y)

طراحی و ساخت این ستون بسیار ویژه بوده و برای ساخت و اجرا نیاز به محاسبات دقیق سازه ‌ای دارد. اجزای خمشی این نوع ستون با کمک اتصالات محکم فولادی، پیچ و مهره ‌های فولادی محکم می‌ گردند. این ستون فلزی می ‌تواند به صورت ترکیبی از ستون ساده مربعی و ستون نوع V و یا اینکه به صورت یکپارچه ساخته شود. ستون ‌های یکپارچه در برابر انواع لرزش ‌ها و تکان ‌ها مقاومت بیشتری دارد، از این رو در ساخت پل ‌ها به‌ خصوص پل‌ های معلق که بر اثر رفت ‌و آمد همواره در لرزش هستند کاربرد دارند. این ستون از اجزای فلزی نبشی، ناودانی، تیرآهن‌ و میلگرد تشکیل شده است.

نوع دیگری از ستون شکل Y ستونی است که لبه ‌ها و وجوه آن دارای انحنا می باشد. وجود انحنا به دلیل افزایش مقاومت ستون در مقابل بارهای وارده از سمت سازه است. با این کار استقامت ستون نسبت به بارهای سنگین بخش ‌های فوقانی سازه بیشتر می ‌شود. قطعا ساخت این نوع ستون با این همه جزئیات و طرح‌ های خاص نیازمند تخصص بسیار زیاد و محاسبات فراوان است.

انواع ستون فلزی بر اساس نوع بارگذاری

نوع بار وارده معیار دیگری برای تقسیم بندی ستون ها می باشد:

ستون محوری

در ستون فلزی محوری بارهای عمودی سازه بر مرکز ثقل ستون فلزی وارد می شود. وارد آمدن تمام فشارها بر مرکز ستون از نظر سازه‌ ای کاربردی و ایمن نیست. از این رو استفاده از این نوع ستون پایین است. در سازه های چند طبقه و سوله های دو طبقه از این نوع ستون ها استفاده می کنند.

ستون‌ تک محوره و دو محوره

در این ستون بار و فشار سازه بر مرکز ثقل وارد نمی شود، بلکه بر محورهای X و Y وارد می آید. هرگاه مرکز ثقل بار بر یکی از محورهای X و Y وارد آید به آن تک محوره و اگر بر هر دو محور وارد شود به آن دو محوره گفته می ‌شود. نمونه ‌ای از ستون با بار خارج از محور را میتوان ستون ‌هایی نام برد که برای لبه ‌های سازه استفاده می ‌شوند و فقط از یک طرف با تیرآهن محکم می شوند.

انواع ستون فلزی بر اساس اندازه

ستون ‌های فلزی را می توان بر اساس اندازه و ضخامت تقسیم بندی کرد. اندازه ستون فلزی نباید خیلی بلند و یا خیلی کوتاه باشد و باید نسبت بین اندازه و ضخامت در آن رعایت شده و دقیق باشد. معمولا برای ستون‌ ها با محاسبات دقیق نسبت بین طول و ضخامت ۱۲ به دست می آید.

ستون فلزی بلند

در ستون های فلزی بلند نسبت طول موثر ستون به ضخامت جانبی آن بیشتر از 12 است. زمانیکه نسبت بیشتر از 12 شود ستون ایمنی لازم را نداشته و با کمترین لرزشی از وسط کج شده و یا درد برخی موارد اگر بار وارده زیاد باشد ممکن است شکستگی رخ دهد.

ستون فلزی کوتاه

در ستون های فلزی کوتاه نسبت طول موثر ستون به ضخامت جانبی آن کمتر از ۱۲ می باشد. در این نوع ستون های فلزی با فشارهای وارده از سازه ستون به راحتی حالت خمیده پیدا میکند از این رو این نوع ستون نیز کاربرد چندانی در ساختمان ‌سازی ندارد. با مطرح کردن تمام این موارد میتوان استنباط کرد که در ستون فلزی استاندارد باید نسبت طول موثر به ضخامت جانبی ۱۲ باشد تا بتوان از آن در ساخت ‌سازه استفاده کرد.

انواع ستون فلزی بر اساس تقویت کننده

ستون گره خورده

متریال ساخت این ستون ها بتن مسلح می باشد. آرماتورهای طولی در آرماتورهای گره خورده با فاصله نزدیک به هم محدود می شوند. معمولا 95% از تمام ستون های سازه گره خورده می باشد.

ستون مارپیچی

متریال ستون مارپیچ نیز از بتن مسلح است. در این نوع ستون ها، میله های طولی در آرماتورهای مارپیچی مهارهای جانبی را ایجاد می کند. این کار باعث به تاخیر افتادن خرابی بار محوری می شود.

ستون مرکب

ستون مرکب ستونی است که آرماتور طولی به شکل مقطع یا لوله فولادی سازه ای با میله های طولی یا بدون آن باشد. این نوع ستون دارای استحکام بالا با مقطع نسبتا کوچک است.

نحوه اتصال انواع ستون‌ های فلزی مرکب

ستون فلزی مرکب ترکیبی از چند پروفیل مختلف است که به ‌واسطه جوش یا بست به ‌هم متصل می ‌شوند.ستون ها بر اساس کاربرد و نیاز با ترکیب و اتصالات متنوعی از انواع پروفیل های مختلف ساخته می شوند. رایج ترین اتصال دو پروفیل به یکدیگر در ساخت ستون به شرح زیر می باشد:

اتصال ستون های فلزی

اتصال از طریق دوبله کردن

در ساخت این نوع ستون مرکب دو پروفیل تیرآهن کنار هم جفت شده و جوشکاری می ‌شوند. روال کار به این صورت است که ابتدا دو تیرآهن را در کنار هم بر روی شاسی کار جفت می ‌کنند. پس از اینکه دو تیرآهن با خال جوش به‌ هم متصل شدند قسمت ‌های انتهایی، ابتدایی و وسط ستون جوشکاری می‌ شود.

جوشکاری باید طبق استانداردها انجام پذیرد. پس از انجام جوشکاری، ستون برگردانده شده و سمت دیگر را نیز همانند قبل جوشکاری می ‌کنند. در انتهای کار قسمت‌ های دیگر ستون در هر دو طرف ستون جوشکاری می ‌شوند. زمانیکه ستون به ‌صورت سرتاسری جوشکاری شود احتمال دارد ستون بر اثر حرارت پیچ بخورد از این رو باید جوشکاری ها به صورت منقطع انجام شود. با این فرآیند جوشکاری، ستون فلزی مرکب بدون هیچ مشکلی ساخته و تکمیل می ‌شود. این گونه ستون مرکب، به ستون دوبل نیز معروف است.

اتصال با یک ورق سراسری بر روی بال ها

برای در اختیار داشتن ستون دوبل با ورق سراسری ابتدا باید ستون دوبل ساخته ‌شود. ورق های فولادی با اندازه های مناسب و دقیق برشکاری می شود. سطح ستون توسط این ورق های برش شده پوشش داده می شود. این ‌پوشش دهی ابتدا با زدن خال جوش موقعیت ورق تثبیت شده و سپس با جوشکاری های منقطع کار اتصال تکمیل می‌ شود. فاصله بین جوش ها ۳۰ سانتیمتر است که پس از خنک شدن سطح کار این فاصله‌ ها مجددا با جوش پر می ‌شوند.

ستون دوبل با بست ‌های موازی و مورب

این ستون یکی از متداول ‌ترین نوع ستون فلزی در ساخت سازه است. برای ساخت این نوع ستون ابتدا یک ستون دوبل ساده ساخته میشود. سپس به کمک قیدها و بست ‌های فلزی سرتاسر ستون دوبل به صورت مورب به هم متصل می شود. با جوشکاری مناسب این بست‌ ها به تیرآهن متصل می ‌شوند که باعث میشود ستون مقاومت خوبی داشته باشد.

انواع ستون ها بر اساس مصالح ساختمانی

  • فولاد (تیرآهن، نبشی، ناودانی و میلگرد)
  • ستون الوار
  • ستون آجری
  • بلوک ستون
  • ستون سنگی