ساختمان‌ها از اجزای مختلف ساخته می شوند. به دلیل وابسته بودن ایمنی سازه به اجزای سازنده خود، ساخت استاندارد کلیه اجزا، برای همه ساختمان ها الزامیست. ستون‌ها یکی از اجزای مهم و جدایی ناپذیر هر سازه هستند که با استفاده از مصالح گوناگونی تولید می شوند. ستون های فلزی از رایج ترین انواع ستون بشمار می‌روند و از پرکاربردترین مصالح در ساخت و ساز هستند.
ستون‌های فلزی یک سازه
ستون فولادی یکی از اعضای سازه هستند که به طور عمودی نصب می‌شوند و در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرند. ستون ها بارها را به صورت فشرده حمل کرده و به تیرها، سقف ها و فونداسیون انتقال می‌دهند.
جهت ساخت ستون ها انواع گوناگونی از مواد به کار گرفته می شود؛ اما ساختار ستون های فلزی نسبت به ستون های بتنی بادوام تر، انعطاف پذیرتر و قوی تر است. همچنین، به طور معمول ستون های فولادی سبک تر و سریع تر از ستون های بتنی تولید می شوند و زمان کمتری برای ساخت آن‌ها نیاز است.
انواع ستون فلزی براساس سطح مقطع
ستون های فلزی براساس نوع سطح مقطع ذر انواع مختلفی ساخته می‌شوند و که مطابق نوع سازه و میزان بارهای محاسبه شده، به کار می‌روند.
ستون فلزی دایره ای
ستون های دایره ای فلزی به وسیله قوطی و پروفیل با قطر و ضخامت متفاوت ساخته می شوند. این ستون ها بیش از چهار میلگرد طولی در درون خود جای می دهند که به طور معمول مقاومت خمشی بالاتری نسبت به ستون های مستطیلی یا مربعی دارند. جهت حذف لبه ها، افزایش زیبایی ساختمان ها و شمع کوبی ستون‌های دایره ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ستون فلزی چهارگوش، مستطیلی یا مربعی
به جهت طراحی و اجرای ساده، ستون فلزی چهارگوش طرفداران بسیاری داشته و در ساخت و ساز بسیار کاربرد دارند. به طور معمول این ستون ها در ساختمان های چهارگوش، سوله و انبار استفاده می‌شوند. همچنین باید توجه داشته باشید که برای اجرا، طرح اولیه ستون ها در نقشه فونداسیون اسکلت فلزی باید طبق اندازه های محاسبه شده باشد؛ درصورتیکه این چنین نباشد، با ساخت ستون های غیراستاندارد، ایمنی کل ساختمان تهدید می‌شود.
ستون فلزی L شکل
فرآیند ساخت و ریخته‌گری ستون های L شکل ساده و همانند ستون های چهارگوش یا مربعی شکل است. مقاومت زیاد ستون های ال شکل در مقابل بارها، اغلب آن ها را به انتخابی عالی برای ساختمان ها و سایر سازه های سنگین تبدیل کرده است. به طور معمول طراحان سازه، از این ستون ها در گوشه های دیوارهای مرزی در سایزها و ضخامت های گوناگون استفاده می کنند.
ستون فلزی T شکل
در طراحی ستون های T شکل، درست مانند ستون های چهارگوش از انواع تیرآهن، میلگرد و نبشی در اندازه های متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ اما ممکن است از نظر اجرا متفاوت باشند. معمولاً این نوع ستون در ساخت پل ها و سایر سازه های مدرن کاربرد بسیار دارد.
ستون فلزی V شکل
از لحاظ طراحی و اجرا ستون های V شکل آن با دیگر اشکال ستون های فلزی متفاوتند و در مکان های ویژه‌ای کاربرد دارند. به همین سبب استفاده از آن ها خیلی متداول نیست. جهت ساخت ستون های V شکل تیرآهن را با یک برش مثلثی خم می کنند تا به شکل V تبدیل شود، سپس به روش های خاصی آن را ارتقا می دهند تا محکم و فیکس شود.
ستون فلزی شش ضلعی
طراحی و اجرای ستون های شش ضلعی، به دلیل نیاز به مهارت و دقت بسیار بالا هزینه بالایی را در بر دارد. به همین جهت آن ها در ساخت ساختمان های خاص همچون سالن های همایش و کنفرانس مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ستون های فلزی Y شکل
ستون Y شکل دارای مدل ترکیبی، یکپارچه و منحنی می باشد. ستون های ترکیبی، از متصل شدن ستون های ساده و V شکل تولید می شوند. نوع یکپارچه آن ها که به صورت پیش ساخته در کارخانه ساخته می شود، مقاومت بالاتری در برابر لرزش نشان می‌دهند و در مکان هایی مانند پل های معلق کاربرد دارند. نوع منحنی آن نیز به دلیل انحنای لبه ها، قادر به تحمل میزان زیادی از بارهای سنگین وارد شده می‌باشد. در مجموع جهت ساخت هر کدام از انواع مدل های ستون Y شکل، انجام محاسبات بسیار و تخصص بالا ضروری است. این محصول از اجزای فلزی مختلف همانند نبشی، ناودانی، تیرآهن و میلگرد ساخته شده است که اعضای خمشی آن با اتصالات، پیچ و میخ های فولادی، فیکس می شوند.
انواع ستون فلزی بر اساس نوع بارگذاری
در اینجا ستون‌ها بر اساس بار وارده تقسیم می‌شوند:
ستون محوری
ستون فلزی محوری به ستونی اطلاق می‌شود که بارهای عمودی سازه بر مرکز آن وارد شود. این از نوع ستون فلزی برای مقاومت سازه مناسب نبوده و ایمنی آن را تهدید می‌کند. از همین رو این نوع ستون در ساخت‌و‌ساز کاربردی نبوده و بیشتر در ساختمان‌های چند طبقه با بارهای متقارن از هر طرف می‌توان آن را مشاهده نمود.
اسلب فولادی یا تختال چیست؟ و کاربرد آن
ستون با بار خارج از محور
به ستونی که برای لبه‌های سازه کاربرد دارد و تنها از یک طرف با تیرآهن فیکس می‌شود، ستون با بار خارج از محور می‌گویند. در این نوع ستون فشار سازه بر محورهای X و Y وارد می‌شود. اگر بار و فشار بر هردو محور انتقال یابد به آن ستون دو محوره و اگر تنها به یک محور منتقل شود، آن را ستون تک محوره می‌نامند. گرچه در هر دو صورت فشار سازه بر مرکز ثقل نیست و از همین رو به آن، ستون با بار خارج از محور گفته می‌شود.
ستون‌های فلزی بر اساس اندازه و نسبت لاغری
ستون‌های فلزی از نظر اندازه به دو دسته تقسیم‌بندی می‌شوند.
میبایست به این نکته توجه داشت که ستون‌های خیلی بلند یا خیلی کوتاه اجزای استانداردی محسوب نمی‌شوند و استفاده از آن‌ها در سازه از نظر ایمنی معقول نیست. جهت محاسبه دقیق نسبت طول به ضخامت میبایست ابعاد ستون با دقت بالا اندازه‌گیری شود. طبق استاندارد بین‌المللی این نسبت ۱۲ ذر نظر گرفته شده است.
ستون فلزی بلند
هنگامیکه نسبت طول موثر به ضخامت جانبی ستون بیشتر از ۱۲ باشد، آن ستون جزء ستون‌های بلند به حساب می‌آید. این نوع ستون‌ها ایمن نبوده و با ضربه یا فشار هرچند ناچیز خراب می‌شوند.
ستون فلزی کوتاه
هنگامیکه نسبت طول موثر به ضخامت کمتر از ۱۲ باشد، بدان معنا است که ستون کوتاه است. در این مورد نیز هرگونه فشار یا لرزش سبب خمیده‌شدن ستون می‌شود و به‌کار بردن آن از نظر ایمنی جایز نیست. درنتیجه پیش از طراحی ستون فلزی باید به نسبت طول موثر به ضخامت آن دقت نمود.
سخن پایانی
در این مقاله انواع ستون های فلزی را برشمردیم. همانطور که گفته شد وظیفه ستون های فلزی انتقال بار از تیرها به پی است. انتخاب هرنوع از این ستون‌ها بسته به محل استفاده و نوع کاربرد آن‌ها متفاوت است. امیدواریم مطالب ارائه شده مفید واقع شوند.