ستون بتنی چیست و چه انواعی دارد؟ این ستون از چه مصالحی ساخته شده و کاربرد و ویژگی های آن چیست؟
ستون بتنی یک عنصر سازه ای عمودی شکل است که از سایر اجزای ساختمان پشتیبانی می کند .ستون بتنی معمولاً از بتن مسلح و مقاطع فولادی از جمله میلگرد ساخته می شود. ستون ها بسته به سبک طراحی ممکن است دارای ویژگی های تزئینی از جمله سرستون، پایه ستون و غیره باشند. این نوع ستون در بسیاری از سازه ها از جمله پله و ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرد.
این ستون ها به نحوی طراحی شده اند که بارهای فشاری را تحمل کرده و در عین حال مقاومت کافی در برابر نیروهای واژگونی مانند باد و حرکت زلزله دارند .
اندازه مقطع و عرض این ستون ها بستگی به کاربرد، خواص و شرایط آنها دارد. اما عموماً این ستون ها از فولاد و بتن مسلح تشکیل شده اند.به همین علت قیمت آهن آلات در هزینه اجرای ستون بتنی تاثیر گذار است. ستون های بتنی برای حمایت از طیف وسیعی از عناصر ساختمانی از جمله دیوارها، سقف ها و کف استفاده میشوند. در ادامه این مقاله از آهن جم همراه باشید تا در مورد ستون بتنی ،انواع آن و کاربردهای آن صحبت کنیم.
Table of Contents
ستون بتنی چیست؟
ستون یکی از اصلی ترین عناصر ساختاری در ساختمان ها میباشد که تحمل بسیاری از بخش‌های ساختمان را بر عهده دارد .ستون بتنی یک سازه نگهدارنده عمودی می باشد که از بتن مسلح ساخته شده است. معمولاً از یک قفس تقویت کننده از جنس مقاطع فولادی تشکیل می شود .ستون بتنی تیرها، دیوار ها و سایر سازه های بالایی را پشتیبانی میکند.
این ستون برای ساخت انواع ساختمان ها، پل ها و سایر سازه ها کاربرد دارد .ستون بتنی در اشکال مختلف مربع، مستطیلی، دایره ای ، شش ضلعی و استوانه ای وجود دارد که معمولاً شکل استوانه ی آن را بیشتر دیده ایم. ستون بتنی به عنوان یک عضو انتقالی برای نیروهای فشاری بین پایین و بالا عمل میکند و پایداری جانبی را برای سازه ها فراهم می نماید. در ستون بتنی از مقاطع فولادی همچون میلگرد استفاده میشود و ستون فلزی به طور کل از جنس فولاد است.
ساختار و نحوه ساخت ستون های بتنی
ستون بتنی یک تکیه گاه عمودی استوانه ای یا مستطیلی شکل میباشد که برای توزیع بار ها در سازه استفاده میشود. ستون بتنی معمولاً در اکثر ساختمان‌ها و سازه‌ها یافت می شود .عنصر اصلی ستون بتنی عمدتاً بتن مسلح می باشد. ستون های بتنی معمولاً با استفاده از قالب های پیش ساخته با مخلوط آماده ارائه شده توسط پیمانکار در محل ساخته می شوند .
فرایند ساخت یک ستون بتنی شامل تعیین اندازه ،شکل و مقاومت مورد نیاز میباشد. محاسبه نیازمندی های فولادی یا سایر عناصر سازه‌ی پیش ساخته مانند دیوار برشی که ممکن است در ساخت و ساز گنجانده شود باید از پیش انجام گردد .دیوار برشی یکی از سازه های بتنی بسیار مهم در ساخت ساختمان ها میباشد .اجرای آن و قالب بندی دیوار برشی باید کاملا اصولی انجام شود.
برای ساخت ستون های بتنی آرماتور یا میلگرد ها در اندازه های مناسب طبق نقشه سازه برش داده، خم کاری کرده و به هم تنیده میشوند.
سپس آرماتور ها در محل ساخت ستون قرار می‌گیرند و در اطراف آنها قالب های مخصوص ستون بسته می شود. سپس قالب که در مرکز آن سازه از پیش تنیده فولادی قرار دارد با بتن مرطوب تازه پر میشود. پس از اینکه قالب از بتن پر شد عمل آوری بتن انجام شده و پس از محکم شدن بتن قالب ها باز میشوند.
پیشنهاد مشاهده : قیمت تیرآهن
تعداد میلگرد در ستون ها به شکل مقطع هر ستون و میزان بار وارد شده به آن بستگی دارد .برای اطلاع از تعداد میلگرد در ستون های متفاوت و روش محاسبه آن مقاله تعداد میلگرد در هر ستون را مطالعه کنید.
روش اجرای ستون بتنی
ستون های بتنی معمولاً به دو روش پیش ساخته یا برجا اجرا می شوند .در روش پیش ساخته ستون ها در کارخانه ساخته می شوند و سپس به محل پروژه منتقل می‌گردند و اعضای بتنی دیگر به آنها متصل میشوند. ارتفاع ستون های پیش ساخته معمولاً معادل ارتفاع یک یا دو طبقه از ساختمان می باشد.
در استفاده از ستون های پیش ساخته سرعت ساخت سازه افزایش پیدا کرده و هزینه های عملیاتی کاهش پیدا میکند. ستون های ساخته شده در کارخانه کیفیت بسیار بالایی دارند. در اجرای ستون بتنی به روش برجا تمام مراحل اجرای ستون در محل پروژه انجام میشود.
انواع ستون بتنی
ستون های بتنی سازه های پشتیبانی هستند که در انواع پروژه های ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرند. ستون ها با توجه به ویژگی‌هایشان دارای تقسیم بندی های متفاوتی می باشند و انواع متفاوتی دارند .ستونها با توجه به روش ساخت شکل، نوع آرماتور مورد استفاده، نوع بارگذاری و ضریب لاغری به انواع مختلفی تقسیم می شوند.
اجرای ستون بتنی با توجه به نوع آن دارای مراحل متفاوتی می باشد .در ادامه انواع ستون بتنی بر اساس معیارهای مختلف را معرفی می کنیم.
انواع ستون بتنی بر اساس شکل
ستون های بتنی بر اساس شکل سطح مقطع در انواع مستطیل، مربع، دایره ای، L شکل ،V شکل ، Y شکل و شش ضلعی وجود دارند.مقاطع مستطیلی به عنوان متداول ترین نوع ستون های بتنی میباشند. شکل سطح مقطع ستون امر بسیار مهمی در مرحله قالب بندی و اجرای ستون می باشد.
هر چه شکل مقطع ستون پیچیده تر باشد قالب بندی آن و اجرای ستون نیاز به نیروی کار ماهر و دقت بیشتری خواهد داشت. ستون های بتنی از لحاظ شکل سطح مقطع به انواع زیر تقسیم می شوند:
ستون مستطیلی : ستون های بتنی با مقطع مربع یا مستطیل بیشتر در ساختمان هایی با فضای چهار ضلعی مورد استفاده قرار می گیرند. قالب بندی این نوع ستون بسیار ساده تر از انواع دیگر میباشد .ستون های بتنی مستطیل شکل به دلیل ساختار ساده، سرعت اجرای بالا و استحکام خوب گزینه مناسب و مقرون به صرفه می باشند و به همین دلیل این نوع ستون بسیار متداول تر است.
ستون بتنی دایره ای :ستون با مقطع دایره معمولاً در شمع کوبی ها و ساخت سازه هایی با طبقات بلند استفاده میشود. از کاربردهای ستون دایره‌ای می توان به ساخت فضای بیرونی و سقف سالن های نمایش و خروجی اضطراری اشاره کرد .برای ساخت پایه پل نیز از این ستون استفاده می شود. در اجرای ستون های بتنی دایره ای می توان با پرداخت و ایجاد شیار هایی بر سطح این ستون ظاهر زیبایی را برای سازه ایجاد کرد.
ستون بتنی L شکل : این ستون معمولاً در گوشه‌های دیوارهای مرزی سازه به کار می‌رود.ویژگی های این ستون مانند ستون های مربع مستطیل می باشد .
ستون بتنی T شکل : این ستون با توجه به الزامات طراحی در سازه هایی نظیر پل اجرا میشود.
ستون بتنی V شکل : ستون های بتنی با مقطع V معمولاً در فضاهای چند ضلعی استفاده می شوند. ساخت این نوع ستون به بتن ریزی بیشتری نیاز دارد .
ستون بتنی شش ضلعی : ستون بتنی شش ضلعی نوعی از ستون های سفارشی با ظاهر منحصر به فرد می باشد. این ستون برای نگهداری سقف های بلند در سازه هایی مانند سالن سینما، نمایش ایوان های بزرگ و غیره کاربرد دارد. ستون منحنی : ستون های بتنی با مقطع منحنی شکل در سازه ها با دیوار های منحنی کاربرد دارد.
ستون بتنی Y شکل و Y شکل قوسی : ستون های بتنی با مقطع Y اغلب برای ساخت پایه های پل یا روگذر ها مورد استفاده قرار می گیرند. در صورتی که ترافیک و وزن روی این سازه ها زیاد باشد لبه‌های بالای ستون را به صورت قوسی می‌سازند تا ظرفیت باربری افزایش پیدا کند.
انواع ستون بتنی بر اساس نوع میلگرد
در زمان اجرای ستون های بتنی معمولاً از انواع میلگرد ها و آرماتور ها استفاده میشود. آرماتور های مختلفی نظیر آرماتور طولی ،آرماتور عرضی (خاموت) ،آرماتور انتظار و غیره استفاده میشود. ستون های بتنی با توجه به نحوه بستن آرماتورهای طولی به سه نوع تنگ دار، دورپیچ دار و کامپوزیت تقسیم میشوند. که در ادامه هر کدام را توضیح مختصری داده‌ایم .
پیشنهاد مشاهده : قیمت میلگرد
ستون بتنی تنگ دار : در این ستون آرماتور های اصلی طولی توسط چندین تنگ یعنی آرماتور عرضی در فاصله نزدیک به هم بسته میشوند.
ستون بتنی دورپیچ دار : در این ستون آرماتورهای عرضی از نوع دورپیج و اصطلاحا اسپیرال هستند.
ستون بتنی کامپوزیت : در این ستون تیرآهن ها یا لوله های دارای میلگرد طولی نقش آرماتور های اصلی را بازی می کنند.
انواع ستون بر اساس بارگذاری
ستون های بتنی معمولاً تحت بارگذاری فشاری هستند با این وجود محل اعمال بار بر روی سطح مقطع تمام ستون های بتنی یکسان نیست. بر این اساس ستون های بتنی به دو نول ستون های تحت بار محوری و خارج از محور تقسیم می شوند .
ستون بتنی تحت بار محوری : در این ستون اعمال نیروی فشاری بر روی مرکز سطح مقطع ستون قرار دارد. در واقع برآیند بار فشاری و محور آن بر روی مرکز هندسی مقطع ستون اعمال می شود .
ستون بتنی تحت بار خارج از محور : در این ستون محور اعمال نیروی فشاری بر روی مرکز سطح مقطع نیست و در دو طرف دیگر میباشد.
حالت تک محوری : بار فقط در یک جهت های عمودی و افقی بر مقطع ستون اعمال میشود .
حالت دو محوری: بار از هر دو جهت بر روی ستون اعمال می گردد.
انواع ستون بتنی بر اساس لاغری
یکی دیگر از معیارها برای تقسیم بندی ستون ها از جمله ستون های بتنی ضریب لاغری آن می باشد. ضریب لاغری در ستون بتن آرمه نسبت بین طول موثر به حداقل بعد جانبی می باشد. این ضریب توانایی ستون در تحمل کمانش را نشان می دهد. نسبت طول موثر به حداقل بعد سطح مقطع ستون در حالت استاندارد برابر با عدد ۱۲ می باشد.
ستون بتنی کوتاه : در این ستون نسبت طول موثر به حداقل برد کمتر از ۱۲ می باشد. ستون کوتاه در اثر فشار خالص میشکند.
ستون بتنی بلند : در این ستون نسبت طول موثر به حداقل بعد سطح مقطع بیشتر از ۱۲ می باشد. این ستون در اثر فشار خمش یا کمانش می شکند.
ابعاد ستون بتنی
ابعاد ستون بتنی به عومل زیادی همچون نوع سازه و کاربرد آن ،میزان طبقات سازه و بارگیری ستون ها و تعداد میلگرد های استفاده شده در یک ستون بستگی دارد .نوع سقف در تعیین ابعاد ستون بتنی تاثیر گذار است اگر سقف از نوع سبک باشد و متراژ آن هم کم باشد می توان ابعاد ستون بتنی را کاهش داد.
اما در صورتی که سقف سنگین و حجم سازه زیاد باشد باید ستون ها طبق استاندارد و قوانین ساختمان سازی و با بهترین کیفیت اجرا شوند .
برای تعیین ابعاد ستون بتنی و تعداد و سایز میلگرد های آن باید ابتدا تیپ بندی اولیه برای آنها انجام شود. برخی محدویت ها نیز باید رعایت گردد .مثلاً عرض مقطع ستون نباید از یک سوم بعد دیگر آن و 25 سانتی متر کمتر باشد .همچنین نسبت بین عرض مقطع و طول آزاد ستون از یک و بیست وپنج صدم کمتر نباشد .
حداقل و حداکثر ارتفاع ستون بتنی
ارتفاع ستون های بتنی با توجه ارتفاع سازه و با محاسبات مهندس ساختمان سازی طبق ضوابط شهرداری و قوانین ساختمان سازی مشخص میشود. معمولا ستون ها برای سازه یک طبقه ارتفاع ۳ متر دارند. اما احداث ستون های بلندتر هم انجام میشود.
حداقل و حداکثر ارتفاع ستون بتنی بسته به ضخامت و میزان لاغری ستون میباشد.نکته مهم در ارتفاع ستون متناسب بودن ضخامت آن با ارتفاع است.باید میزان لاغری و بلند و کوتاه بودن ستون در حالت استاندارد باشد. طبیعتا حداقل ارتفاع ستون بتنی حدود ۳ متر است زیرا ستون کوتاه تر موجب کوتاهی سقف میشود و حداکثر آن با توجه با ضخامت و ابعاد ستون میتواند مقدار های بیشتری باشد .
ابعاد ستون بتنی برای ساختمان یک طبقه
ابعاد ستون به توجه به سطح بارگیری آن مشخص می شود .معمولاً ابعاد ستون های بتنی برای ساختمان های d; طبقه 30×30 یا 35×35 سانتی متر می باشد .سطح بارگیری ستون ها هم از 4 متر مربع تا 60متر مربع می تواند باشد .
ابعاد ستون بتنی برای دو طبقه
در ساختمان های دو طبقه ابعاد ستون باید باتوجه به سطح بارگیری و تعداد طبقات کمی بیشتر از سازه های یک طبقه باشد .ابعاد ستون بتنی برای دو طبقه اگر سطح بارگیری ستون ها 4 تا 8 متر مربع باشد 30 ×30 سانتی متر مناسب است .اگر بخواهیم سطح باگیری را تا 32 متر افزایش دهیم باید ابعاد ستون بتنی 35×35 شود و برای بارگیری های بیشتر ابعاد ستون بتنی دو طبقه باید 40×40 باشد .
ابعاد ستون بتنی سه طبقه
با افزایش تعداد طبقات برای هر طبقه حدود 5 سانتی متر به ابعاد ستون ها اضافه می شود مثلاً اگر ابعاد ستون ساختمان دو طبقه 30×30 است. ابعاد ستون بتنی برای 3 طبقه 35 ×35 است .البته ابعاد ستون های بتنی برای 3 طبقه در صورتی که بارگیری ستون تا 8 متر مربع باشد 35×35 و اگر بارگیری تا 28 متر مربع باشد 40×40 و اگر بارگیری تا 60 متر مربع باشد ابعاد ستون باید 45×45 در نظر گرفته شود .
ابعاد ستون بتنی برای 4 طبقه
اگر بارگیری ستون 4 و 8 یا 12 متر مربع باشد ابعاد ستون 40×40 در نظر گرفته می شود .اگربارگیری ستون از 12 تا 28 متر مربع باشد ابعاد ستون 45×45 مناسب است .اگر بارگیری ستون از 28 تا 60 متر مربع باشد ابعاد ستون 50×50 یا 55×55 لازم است .
ابعاد ستون بتنی برای 5 طبقه
در ساختمان 5 طبقه اگر سطح بارگیری ستون تا 32 متر مربع باشد ابعاد ستون های بتنی 40×40 یا 50×50 مناسب است .اما اگر سطح بارگیری زیاد باشد مثلاًحدود 60متر مربع باید ابعاد ستون 60×60 در نظر گرفته شود .
ابعاد ستون بتنی برای ساختمان 6 طبقه
در سازه های 6 طبقه با توجه به سطح بارگیری ستون ها ابعاد ستون بتنی از 45×45 تا 65 ×65 می تواند باشد .مقدار دقیق آن به سطح بارگیری ستون بستگی دارد .
مقاله از آهن جم _ahanjam.com
