ستون فلزی چیست؟سازه ها و ساختمان ها از اجزای مختلفی ساخته میشوند. برای استاندارد بودن و مقاوم بودن یک سازه لازم است که تمام اجزای آن با گیفیت بالایی اجرا شوند.ستون ها یکی از اجزای اصلی هر سازه هستند که با استفاده از مصالح مختلفی ساخته میشوند. ستون های فلزی یکی از متداول ترین انواع ستون میباشد که در ساخت ساختمان ها کاربرد دارد.
ستون یک سازه عمودی می باشد که در قسمت های مختلف ساختمان اجرا می شود تا فشار و نیروهای ساختمان را به فونداسیون و سپس به زمین منتقل کند .ستون های فلزی با انواع مقاطع فولادی ساخته می شوند. از این رو قیمت آهن آلات به ویژه قیمت تیرآهن در هزینه های اجرای ستون فلزی اهمیت دارند. در ادامه این مقاله از آهن جم با ما همراه باشید تا با انواع ستون فلزی ساختمان و نحوه نصب آنها آشنا شوید.
دسترسی سریع به محتوای مقاله
ستون فلزی یا فولادی یکی از اجزای عمودی است که در ساختمان ها ساخته می شود و جنس آن به طور کامل از فولاد میباشد.ستون ها تمام بارها و نیروهایی را که به سازه وارد می شود به صورت فشرده حمل کرده .و به تیرها، سقف‌ها فونداسیون و بعد از آن به زمین منتقل میکنند. ستون ها یکی از مهمترین اجزای هر ساختمان می باشند و ساختمانی وجود ندارد که در آن از ستون استفاده نشود.
تمامی ستون هایی که در ساختمان ها ساخته میشوند حتی ستون های بتنی ، در بین آنها از فلز استفاده می شود. وجود یک بخش فلزی در ستون اهمیت زیادی دارد. برای ساخت ستون فلزی از مقاطع فولادی مختلفی مانند میلگرد، تیرآهن ، لوله و غیره استفاده می شود. بررسی قیمت آهن آلات از جمله قیمت میلگرد و دیگر مقاطع فولادی پیش از شروع پروژه اهمیت زیادی دارد .
ستون های فلزی معمولاً سبک تر هستند و سریع تر از ستون های بتنی ساخته می شوند. انواع ستون های فلزی نسبت به ستون های بتنی با دوام تر ،انعطاف پذیر و قوی تر می باشند.
پادکست بررسی هزینه اسکلت فلزی
ستون فلزی به شکل‌های متفاوتی و با استفاده از مقاطع فولادی متفاوت در ساختمان ها اجرا می شود.به همین دلیل انواع ستون فلزی با توجه به شکل سطح مقطع و پروفیل استفاده شده برای آن نحوه نصب متفاوت دارند. در ادامه دسته بندی ستون های فلزی را بررسی می‌کنیم. ستون ها بر اساس موارد زیر دسته بندی می شوند.
سطح مقطع
نوع بارگذاری
اندازه و نسبت لاغری
ستون فلزی از انواع مختلف پروفیل‌های فولادی و انواع پروفیل ساختمانی ساخته می شود .به همین علت شکل سطح مقطع آن می‌تواند متفاوت باشد. ستون بتنی هم به اشکال مختلفی ساخته میشود. در ادامه انواع ستون فلزی بر اساس سطح مقطع را توضیح می دهیم.
| نوع ستون | شکل مقطع | کاربرد | استحکام |
|---|---|---|---|
| ستون فلزی چهارگوش | مستطیل یا مربع | ساختمان‌ها و سازه‌های سبک و متوسط | مناسب برای بارهای عمودی و جانبی |
| ستون فلزی دایره | گرد | سازه‌های دکوراتیو و پل‌ها | مقاومت بالا در برابر فشار و بارهای خمشی |
| ستون L شکل | L شکل | سازه‌های سبک و فنس‌ها | مناسب برای بارهای کم و متوسط |
| ستون T شکل | T شکل | اتصال و تقویت اجزا در سازه‌ها | مناسب برای بارهای متوسط |
| ستون V شکل | V شکل | طراحی‌های خاص و دکوراتیو | بسته به طراحی و اندازه متغیر |
| ستون Y شکل | Y شکل | سازه‌های خاص و طراحی‌های مدرن | بسته به طراحی و اندازه متغیر |
| ستون شش‌ضلعی | شش‌ضلعی | طراحی‌های دکوراتیو و خاص | بسته به طراحی و اندازه متغیر |
یکی از رایج ترین ستون های فلزی با سطح مقطع چهارگوش می باشد. ستون های چهارگوش به خاطر اجرای ساده بسیار رایج هستند . این ستون ها بیشتر در انبار و سوله آپارتمان ها ، ساختمان های چند طبقه ، پارکینگ و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.
برای اجرای طرح اولیه ستون های چهارگوش باید در نقشه اسکلت فلزی اندازه های آن محاسبه شده باشد . در ساخت این نوع ستون از قوطی آهن، پروفیل ، تیرآهن و ناودانی استفاده می شود. به همین علت قیمت ناودانی در هزینه آن ملاک می باشد.
برای ساخت ستون فلزی حتما باید نوع پروفیل و ضخامت آن با توجه به فشار هایی که به آن وارد میشود انتخاب گردد.هر چه فشار روی ستون بیش تر باشد باید پروفیل قوی تر و ضخیم تری انتخاب کرد.وزن پروفیل هم در استحکام آن مهم است و پروفیل های سنگین مقاومت بیشتری دارند.
پیشنهاد مطالعه : ضوابط پارکینگ
ستون دایره‌ای بیشتر در پل سازی ، شمع کوبی و در ساخت نمای ساختمان کاربرد دارد. ستون دایره‌ای به زیبایی سازه می افزاید و دست معمار را برای اجرای طرح های دلخواه باز می گذارد. برای ساخت ستون های دایره ای از قوطی پروفیل و انواع لوله های فولادی استفاده میشود.
این ستون به عنوان نما در تراس ها و ایوان ها و همچنین سالن های کنفرانس استفاده می شود.ستون فلزی دایره‌ای مقاومت خمشی بالاتری نسبت به ستون های چهارگوش دارد .زیرا در این ستون از چهار میلگرد طولی استفاده میشود .
ساخت ستون فلزی L شکل بسیار شبیه به ستون فلزی چهارگوش میباشد. این نوع ستون به دلیل استحکام بالا برای سازه ها و ساختمان های سنگین گزینه ای مناسب می باشد.در طراحی ساختمان از این نوع ستون بیشتر در گوشه دیوار های مرزی استفاده می کنند .در ساخت ستون فلزی L شکل از انواع پروفیل های نبشی و میلگرد در ضخامت و سایز های متفاوت استفاده می شود .
یکی از خاص ترین نوع ستون های فلزی ستون وی شکل میباشد که در فضاهای ذوزنقه ای مورد استفاده قرار می گیرد. برای ساخت این نوع ستون از تیرآهن و نبشی استفاده می شود. تیرآهن را یک برش مثلثی خم میکنند تا به شکل V در آید. سپس به روش‌های خاصی آن را ارتقا داده تا محکم و ثابت شود. استفاده از ستون V شکل با توجه به ساختار و نحوه اجرای آن کمتر رایج است .
نحوه اجرای این ستون فلزی هم شبیه به اجرای ستون های چهارگوش می باشد. اما کمی نکات اجرایی آن متفاوت است .استفاده از این نوع ستون فلزی برای ساخت پل ها رایج است. برای طرح های خاص مثل ساختمان های مدرن امروزی هم از این ستون استفاده میشود. ستون Tشکل با استفاده از انواع نبشی ، تیرآهن و میلگرد در اندازه های مختلف طراحی می شود.
یکی از انواع ستون های فلزی ستون شش ضلعی می باشد. که اجرای آن نیاز به مهارت و دقت بسیار بالایی دارد و همچنین هزینه اجرای این ستون زیاد میباشد. کاربرد این ستون بیشتر در سازه های خاص همچون سالن های همایش و کنفرانس می باشد. معمولاً گوشه های این ستون با استفاده از نبشی فرم داده میشود .
دسته بندی دیگری برای ستون های فلزی وجود دارد که بر اساس نوع بارگذاری می باشد که در ادامه نام بردیم.
به ستون هایی که بارهای عمودی سازه به مرکز آنها وارد میشود ستون محوری می گویند. ستون محوری کاربرد زیادی در ساخت و ساز ندارد .زیرا برای مقاومت سازه مناسب نیست و ایمنی آن را به خطر می‌اندازد. به طور کلی وارد آمدن همه فشارها به مرکز از نظر ایمنی و استحکام مناسب نیست .از ستون محوری بیشتر در ساختمان های چند طبقه با بارهای متقارن از هر طرف استفاده میشود.
نمونه ای از ستون هایی که بار آنها خارج از محور میباشد ستون هایی است که برای لبه های سازه مورد استفاده قرار میگیرند و فقط از یک طرف با تیرآهن محکم می شوند .در این نوع ستون بار و فشار های سازه بر محورهای X و Y وارد می شود.
اگر فشار ها بر هر دو محور منتقل شود ستون دو محوره و اگر به یک محور منتقل شود ستون تک محوره می باشد .در هر دو حالت این ستون بار فشار سازه بر مرکز ثقل نیست به همین دلیل به آن ستون با بار خارج از محور گفته می شود.
کاربرد اصلی ستون فلزی در ساخت اسکلت فلزی است.امروزه سازه های زیادی با اسکلت فلزی ساخته میشوند.برخی تصور میکنند به خاطر قیمت آهن آلات هزینه ساخت اسکلت فلزی خیلی زیاد است. اما باید گفت که تقریبا هزینه برابری دارند.البته هزینه ساخت هر اسکلت بتنی یا فلزی به عوامل بساری بستگی دارد. درمقاله هزینه ساخت اسکلت فلزی در این باره بیشتر مطالعه کنید.
ستون ها بر اساس لاغری و اندازه تقسیم بندی میشوند .ستون های خیلی بلند یا خیلی کوتاه استاندارد نیستند. برای محاسبه دقیق نسبت طول موثر به ضخامت لازم است ابعاد ستون ها به دقت اندازه گیری شود .طبق استانداردهای بین المللی این نسبت باید عدد ۱۲ باشد.
| نوع ستون | نسبت لاغری | کاربرد | استحکام |
|---|---|---|---|
| ستون کوتاه | نسبت لاغری کمتر از ۱۲ | سازه‌های با بارگذاری فشاری بالا | مقاوم در برابر کمانش |
| ستون بلند | نسبت لاغری بیشتر از ۱۲ | سازه‌های بلند و دکوراتیو | نیاز به تقویت برای جلوگیری از کمانش |
در صورتی که نسبت طول موثر به ضخامت جانبی ستون های فلزی بیشتر از عدد ۱۲ باشد جزو ستون‌های بلند قرار می گیرد. ستون‌های بلند ایمنی کافی ندارند و با کمترین ضربه و فشار بار آسیب میبینند.
اگر نسبت طول موثر ستون به ضخامت جانبی آن کمتر از عدد ۱۲ باشد به آن ستون فلزی کوتاه می‌گویند.این نوع ستون هم کاربرد چندانی در سازه ها ندارد. زیرا با فشارهای وارده به راحتی خمیده شده و دچار آسیب می شود .
ستون فلزی استاندارد باید نسبت طول موثر به ضخامت جانبی ۱۲ داشته باشد تا بتواند فشارها در ساختمان را تحمل کرده و آسیب نبیند. قبل از طراحی ستون های فلزی باید نسبت طول موثر به ضخامت آن در نظر گرفته شود و ستون طبق اندازه های لازم اجرا گردد.
یکی از قسمت های مهم اسکلت فلزی ستون های آن هستند. که باید ابعادی متناسب با حجم سازه و تعداد طبقات داشته باشند .برای ساخت ستون فلزی از انواع پروفیل های فولادی همچون تیرآهن ،نبشی و انواع ناودانی ،قوطی ،لوله و …استفاده می شود .
ابعاد ستون فلزی در پلان به تعداد طبقات و بارهای وارده به ستون بستگی دارد .معمولاً ابعاد ستون فلزی برای ساختمان های زیر ۳ طبقه حدود ۲۰×۲۰ می باشد و برای سازه های با طبقات بیشتر باید ابعاد ستون فلزی توسط مهندس سازه محاسبه گردد .در این محاسبه باید میزان بارهای وارده به ستون مورد توجه قرار گیرد .
میزان بار وارده به ستون و نوع سازه ،ابعاد و شکل آن را مشخص می کند .مثلاً ابعاد ستون های فلزی در انبار ها ،سوله ها،تالارها یا استادیوم های ورزشی متناسب با نوع سازه در نظر گرفته می شود .به طورکل پیشنهاد می شود ابعاد ستون فلزی در سازه های چند طبقه از ۲۰×۲۰ سانتی متر کمتر نباشد .و در سازه های یک طبقه با سقف سبک ابعاد از ۱۰×۱۰ سانتی متر کمتر نباشد .
همانطور که گفته شده ابعاد ستون باید با نوع سازه متناسب باشد .به طور کلی در هر ستون فلزی باید نسبت طول به ضخامت برابر عدد ۱۲ باشد .اگر این نسبت رعایت نشود ستون مورد نظر یا بلند است که موجب کاهش استحکام آن می شود. یا کوتاه است که موجب خمیدگی و قناصی در سازه می شود .
ابعاد ستون فلزی در ساختمان دو طبقه به تعداد ستون ها ،فاصله آنها و میزان بار وارده بستگی دارد .اما به طور معمول ابعاد ستون فلزی برای ساختمان دو طبقه حداقل ۲۰×۲۰ سانتی متر و حداکثر ۴۰×۴۰ سانتی متر می باشد .در بیشتر موارد از تیرآهن های سایز ۱۶،۱۴،۱۲،۸ برای ستون فلزی ساختمان دو طبقه استفاده می شود .سایز و وزن تیرآهن هم در استحکام آن تاثیر زیادی دارد.
هرچه تعداد ستون ها بیشتر و بار وارده به آنها کمتر باشد می توان ابعاد ستون را کمتر در نظر گرفت.و در صورتی که تعداد ستون ها کم و بار وارده به آنها زیاد باشد باید ستون ها قوی تر و ابعاد بیشتری داشته باشند .
حداکثر فاصله بین ستون های فلزی به تعداد آنها ،نقشه سازه ،ابعاد ستون و میزان بارهای وارده بستگی دارد .حداکثر فاصله ستون گذاری فلزی بین دو ستون فلزی ۶ متر است .یعنی ستون های فلزی نباید فاصله بیشتر از ۶ متر داشته باشند .البته فاصله ستون های فلزی به نوع سقف هم بستگی دارد .
در صورتی که نوع سقف سبک باشد می توان دهانه را بزرگ تر در نظر گرفت .فاصله ستون در اسکلت فلزی نیز از ۵ متر کمتر نباشد. زیرا تراکم ستون در سازه زیاد می شود .از مزیت های ستون فولادی کم بودن ابعاد آن است که موجب می شود به آسانی در بین دیوار پوشش داده شود .ابعاد ستون های فلزی در کمترین حالت می تواند ۲۰×۲۰ سانتی متر باشد .
وقتی که ستون های فلزی دچار آسیب یا ضعف شوند نیاز به تقویت پیدا می کنند .تقویت ستون فولادی از خرابی و آسیب به کل سازه جلوگیری می کند .وقتی یک ستون فلز دچار آسیب ،کمانش یا زنگ زدگی باشد و آن را تقویت و تعمیر نکنیم موجب ایجاد خرابی در کل سازه می شود .در صورتی که پوسیدگی ستون فلزی جزئی باشد میتوان با استفاده از روش های از بین بردن زنگ زدگی زیاد پوسیدگی را برطرف و از گسترش آن جلوگیری کرد.ستون های فلزی به دلایل مختلفی دچار آسیب می شود که در ادامه ذکر شده است .
دلایل خرابی و ضعف ستون فلزی
روش های تقویت ستون فلزی
برای تقویت و افزایش استحکام ستون های فولادی چندین روش وجود دارد .انتخاب روش تقویت ستون باید با توجه به محل احداث آن ،نوع آسیب و شرایط لازم برای تعمیرات انتخاب شود .درادامه روش های تقویت ستون فلزی را بررسی می کنیم .
تقویت ستون فلزی با ورق
یکی از روش های بسیار رایج برای تقویت ستون فلزی استفاده از ورق فولادی می باشد .در این روش ورق فولادی متناسب با ابعاد ستون برش خورده و در قسمت هایی از آن مثل جان یا بال ستون متصل می شود .مثلاً با اضافه کردن یک لایه ورق پوششی به بال ستون ضخامت و مقامت ستون افزایش پیدا کرده و از کمانش بال ستون چلوگیری می شود .
گاهی اوقات هم ورق به جان ستون به صورت موازی متصل می شود .یا اینکه مقطع ستون را با ورق به شکل جعبه می سازند .در این روش هم مقاومت ستون فلزی افزایش پیدا می کند .در بسیاری موارد هم قبل از ساخت ،ستون فلزی را با ورق تقویت می کنند که به آن تیرآهن تقویت شده گفته می شود .تیرآهن تقویت شده وزن بیشتری دارد .برای محاسبه وزن آن باید محاسبه وزن ورق های تقویتی آن انجام شود.
مقاله از آهن جم_ahanjam.com
سوالات متداول
ستون فلزی بر اساس سطح مقطع،نوع بارگذاری و نسبت اندازه و لاغری دسته بندی میشوند.
انواع ستون فلزی از نظر سطح مقطع شامل دایره ای، مربعی، مستطیلی، v شکل و … هستند.
ستون ها به طور کلی وظیفه تحمل بارهای سازه و انتقال آنها به فونداسیون و بعد از آن به زمین را دارند.
نظرات
سوال یا نظر شما
شما میتوانید نظر یا سوال خود را برای کامنت کنید.
