آشنایی با ستون فلزی و انواع آن

زمان مطالعه: 5 دقیقه

ساختمان‌ها و سازه‌ها از اجزای مختلفی ساخته می‌شوند؛ به‌همین‌دلیل استاندارد بودن این اجزا در ایمنی بنا اهمیت زیادی دارد. ستون‌ها نیز یکی از اجزای اصلی هر سازه هستند و نقشی کلیدی را در ایمنی آن ایفا می‌کنند و از مصالح مختلفی ساخته می‌شوند. یکی از متدوال‌ترین انواع آن‌ها ستون فلزی است که کاربرد زیادی در ساخت‌و‌ساز دارد. در ادامه این مطلب به معرفی ستون فلزی و انواع آن می‌پردازیم. با ما همراه باشید.

فایل صوتی

فایل ویدئویی

ستون فلزی چیست؟

ستون فلزی از مهم‌ترین اجزای هر ساختمان به‌شمار می‌رود که همواره در طول تاریخ نیز از آن بسیار استفاده شده‌است. اصلی‌ترین دلیلی که باعث شده این بخش از ساختمان اهمیت زیادی داشته باشد ایمنی و استحکام آن است. همان‌طور که در بالا خواندید یکی از مهم‌ترین بخش‌های هر سازه‌ای ستون‌های آن است. نکته جالبی که در مورد ستون‌ها وجود دارد این است که تمامی ستون‌ها به نوعی فلزی هستند زیرا بدون وجود یک بخش فلزی در این جزء از بنا، امکان ریزش آن بسیار زیاد است.

به‌همین‌دلیل برای ساخت ستون‌ها از اجزای فلزی مختلفی مانند میلگرد، تیرآهن، لوله و… استفاده می‌شود؛ با توجه به این موضوع بررسی قیمت هر شاخه میلگرد و دیگر مقاطع فولادی مورداستفاده در ستون‌ها پیش از شروع هر پروژه اهمیت زیادی دارد. در ساخت ستون مواد مختلفی به کار می‌رود؛ اما به طور کلی ساختار ستون‌های فلزی نسبت به دیگر انواع انعطاف پذیرتر و قوی‌تر است.

انواع ستون فلزی

ستون‌های فلزی با توجه به کاربرد خود در سه گروه مختلف تقسیم‌بندی می‌شوند. این گرو‌ه‌ها به‌طور معمول سطح مقطع، اندازه و نسبت لاغری و نوع بارگذاری نام دارند. در زیر این گروه‌ها را بررسی می‌کنیم و انواع ستون‌های مربوط به هر دسته را به شما معرفی می‌کنیم.

انواع ستون فلزی در گروه سطح مقطع

انواع مختلفی از ستون فلزی بر اساس نوع سطح مقطع ساخته می‌شوند که در سازه‌های متفاوت به کار می‌روند. در ادامه انواع آن را توضیح می‌دهیم.

1. ستون فلزی چهارگوش

ستون‌های چهارگوش بخاطر اجرای ساده و همچنین طراحی، بسیار در ساخت‌و‌ساز رایج بوده و از محبوبیت زیادی برخوردار هستند. این نوع ستون‌ها معمولا در ساختمان‌های چهارگوش، انبار و سوله مورد استفاده قرار می‌گیرند. نکته‌ قابل‌توجه این‌که برای اجرای آنها باید طرح اولیه ستون‌ها در نقشه اسکلت فلزی با توجه به اندازه‌های محاسبه شده باشد؛ زیرا در غیر این‌صورت ممکن است ایمنی کل سازه به خطر بیفتد.

• ستون فلزی دایره‌ای

ستون‌های دایره‌ای مقاومت خمشی بالاتری نسبت به ستون چهارگوش دارند و این موضوع به دلیل استفاده بیشتر از ۴ میلگرد طولی در درون ستون است. ستون‌ دایره‌ای فلزی از قوطی و پروفیل با اندازه و ضخامت‌های مختلف ساخته می‌شود. از این نوع ستون معمولا برای افزایش زیبایی ساختمان و حذف لبه‌ها استفاده می‌شود.

• ستون فلزی L شکل

نحوه ساخت و شکل این نوع ستون فلزی بسیار شبیه به ستون فلزی چهارگوش است. این نوع ستون به دلیل مقاومت بالا به گزینه‌ای مناسب برای سازه‌ها و ساختمان‌های سنگین تبدیل شده‌است. طراحان ساختمان از این نوع ستون به‌طور‌معمول در گوشه‌های دیوارهای مرزی استفاده می‌کنند.

• ستون فلزی T شکل

درست همانند ستون‌های فلزی چهارگوش، در طراحی این نوع ستون نیز، از تیرآهن، میلگرد و نبشی در اندازه‌های مختلف استفاده می‌شود. اما کاربرد ستون T شکل با ستون فلزی چهارگوش متفاوت است، زیرا این نوع ستون اکثرا در ساخت پل و سازه‌های مانند آن کاربرد دارد.

• ستون فلزی V شکل

این نوع ستون از نظر طراحی و اجرا با دیگر ستون‌های فلزی متفاوت است؛ به‌همین‌دلیل استفاده از آن کمتر رایج است. از این نوع ستون فلزی در مکان‌های خاص استفاده می‌شود و برای ساخت آن تیرآهن را با ایجاد یک برش مثلثی خم می‌کنند و به شکل V در می‌آورند، پس از آن با استفاده از روش‌هایی خاص آن را ارتقا می‌دهند تا ثابت و محکم بایستد.

• ستون فلزی ۶ ضلعی

اجرا و طراحی ستون‌های ۶ ضلعی نیاز به مهارت و دقت بسیار زیادی دارد و به همین دلیل هزینه بسیار بالایی نیز دارند. از این نوع در ساختمان‌های خاص مانند سالن‌های همایش و کنفرانس استفاده می‌شود.

• ستون فلزی Y شکل

ستون‌های Y شکل دارای مدل‌های مختلفی مانند ترکیبی، یکپارچه و منحنی هستند. ستون‌های ترکیبی با اتصال ستون‌های ساده و V شکل ایجاد می‌شوند. نوع یکپارچه به‌صورت پیش‌ساخته در کارخانه تولید می‌شود، مقاومت بالاتری در مقابل لرزش دارد و در سازه‌هایی مانند پل‌های معلق استفاده می‌شود. نوع منحنی نیز به دلیل انحنای موجود در لبه‌ها، تحمل بارهای سنگین را دارد.

به‌طور‌کلی برای ساخت هر‌کدام از این مدل‌ها، انجام محاسبات زیاد و دقیق به همراه تخصص بالا بسیار مهم است.

ستون‌های فلزی بر اساس اندازه و نسبت لاغری

ستون‌های فلزی از نظر اندازه نیز تقسیم‌بندی می‌شوند. برای مثال ستون‌های خیلی بلند یا خیلی کوتاه اجزای استانداردی نیستند و استفاده از آن‌ها در سازه از نظر ایمنی کار  درستی نیست. برای محسابه دقیق نسبت طول به ضخامت باید ابعاد ستون به‌دقت اندازه‌گیری شود. طبق استاندارد بین‌المللی این نسبت باید ۱۲ باشد. در ادامه ستون‌های کوتاه و بلند را به شما معرفی می‌کنیم.

1. ستون فلزی بلند

زمانی‌که نسبت طول موثر به ضخامت جانبی ستون بیشتر از ۱۲ باشد، آن ستون جزء ستون‌های بلند قرار می‌گیرد. این نوع ستون‌ها از نظر ایمنی مناسب نیستند و با کمترین ضربه یا فشار تخریب می‌شوند.

• ستون فلزی کوتاه

برعکس مورد قبل، زمانی‌که نسبت طول موثر به ضخامت کمتر از ۱۲ باشد، به معنی کوتاه بودن ستون است. در این مورد نیز هرگونه فشار یا لرزش باعث خمیده‌شدن ستون می‌شود و به‌کار بردن آن از نظر ایمنی درست نیست. به‌همین‌دلیل قبل از طراحی ستون فلزی باید به نسبت طول موثر به ضخامت آن توجه کرد.

انواع ستون فلزی بر اساس نوع بارگذاری

در این مورد ستون‌ها بر اساس بار وارده تقسیم‌بندی خواهند شد.

1. ستون محوری

ستون فلزی محوری به ستونی گفته می‌شود که بارهای عمودی سازه بر مرکز آن وارد شود. این نوع ستون فلزی برای مقاومت سازه مناسب نیست و ایمنی آن به خطر می‌افتد. به همین خاطر این نوع ستون کاربرد زیادی در ساخت‌و‌ساز ندارد و بیشتر در ساختمان‌های چند طبقه با بارهای متقارن از هر طرف می‌توان آن را مشاهده کرد.

• ستون با بار خارج از محور

به ستونی که برای لبه‌های سازه به‌کار می‌رود و فقط از یک طرف با تیرآهن محکم می‌شود، ستون با بار خارج از محور می‌گویند. در این نوع ستون فشار سازه بر محورهای X و Y وارد می‌شود. در‌صورتی‌که بار و فشار بر هردو محور منتقل شود به آن ستون دو محوره و اگر تنها به یک محور منتقل شود، به آن ستون تک محوره می‌گویند. به هرحال در هر دو صورت فشار سازه بر مرکز ثقل نیست و به همین دلیل به آن، ستون با بار خارج از محور گفته می‌شود.

مطالعه بیشتر: 5 مزیت ساخت اسکلت فلزی

در این مطلب در مورد انواع ستون فلزی و دسته‌بندی‌های آنها صحبت کردیم. همان‌طور که مشاهده کردید ستون‌های فلزی در انواع مختلفی ساخته می‌شوند و در گروه‌های مختلفی (از نظر سطح مقطع، از نظر نسبت لاغری و از نظر نوع بارگذاری) تقسیم‌بندی می‌شوند. امیدواریم این مطلب برای شما مفید بوده باشد. لطفا نظرات و پیشنهادات خود را در بخش دیدگاه‌ها با ما در میان بگذارید.

انواع ستون فلزی از نظر سطح مقطع کدام ستون‌ها هستند؟

از نظر سطح مقطع ستون‌های فلزی شامل مواردی مانند: ستون دایره‌ای، ستون مربعی، ستون چهارگوش، V شکل، Y شکل، T شکل و… هستند.

ستون‌های فلزی با توجه به نوع بارگزاری به چند دسته تقسیم می‌شوند؟

به دو دسته. ستون محوری و ستون با بار خارج از محور