انواع ستون فلزی در ساختمان

اگر می خواهید شما را با انواع ستون فلزی در ساختمان آشنا کنیم تا پایان این مطلب با آیرونید، تامین کننده انواع آهن آلات ساختمانی همراه باشید. با رشد روزافزون ساخت و ساز و نیاز به ساختمان های مقاوم و کارآمد، استفاده از مصالح مختلف به ویژه فلزات، اهمیت ویژه ای پیدا کرده است.

ستون های فلزی به عنوان یکی از اجزای کلیدی در ساختار ساختمان ها، نقش حیاتی در پایداری و استحکام سازه ایفا می کنند. این ستون ها با ویژگی های منحصر به فرد خود، از جمله قدرت بالا، وزن سبک و قابلیت انعطاف در طراحی، به مهندسان و معماران این امکان را می دهند که سازه هایی با ابعاد و اشکال متنوع ایجاد کنند.

در این مقاله به بررسی انواع ستون های فلزی خواهیم پرداخت و ویژگی ها، مزایا و کاربردهای هر یک را تحلیل خواهیم کرد. همچنین، به بررسی تاثیرات این نوع ستون ها بر روی عملکرد کلی سازه و نقش آن ها در بهینه سازی هزینه ها و زمان ساخت خواهیم پرداخت.

هدف ما این است که با ارائه اطلاعات جامع و کاربردی، به درک بهتری از این عنصر کلیدی در مهندسی سازه ها دست یابیم و به خوانندگان کمک کنیم تا انتخاب های بهتری در پروژه های خود داشته باشند. با ما همراه باشید تا دنیای جذاب ستون های فلزی را بیشتر بشناسید.

مطلب مرتبط: ستون دوبل فلزی چیست؟

ستون فلزی چیست؟

ستون فلزی یا فولادی یکی از اجزای عمودی است که در ساختمان ها ساخته می شود و جنس آن به طور کامل از فولاد است.ستون ها همه بارها و نیروهایی را که به سازه وارد می شود به صورت فشرده حمل کرده.و به تیرها، سقف ها 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.

همه ستون هایی که در ساختمان ها ساخته می شوند حتی ستون های بتنی، در بین آن ها از فلز به کار می رود. وجود یک بخش فلزی در ستون اهمیت زیادی دارد. برای ساخت ستون فلزی از مقاطع فولادی مختلفی مثل میلگرد، تیرآهن، لوله و … به کار می رود.

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 می باشند 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.

ابعاد ستون فلزی

یکی از قسمت های مهم اسکلت فلزی ستون های آن می باشند. 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 …به کار می رود و قیمت پروفیل بر هزینه ساخت اسکلت فلزی تاثیر زیادی دارد.

ابعاد ستون فلزی در پلان به تعداد طبقات و بارهای وارده به ستون بستگی دارد.معمولاً ابعاد ستون فلزی برای ساختمان های زیر 3 طبقه حدود 20×20 است 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 20×20 سانتی متر کمتر نباشد.و در سازه های یک طبقه با سقف سبک ابعاد از 10×10 سانتی متر کمتر نباشد.

مطلب مرتبط: بهترین تیرآهن برای ستون

آشنایی با انواع ستون فلزی

ستون فلزی به شکل های متفاوتی و با استفاده از مقاطع فولادی متفاوت در ساختمان ها اجرا می شود. به همین علت انواع ستون فلزی با توجه به شکل سطح مقطع و پروفیل استفاده شده برای آن نحوه نصب متفاوت دارند.

انواع ستون فلزی بر اساس بارگذاری

دسته بندی دیگری برای ستون های فلزی وجود دارد که بر اساس نوع بارگذاری است که در ادامه نام بردیم.

ستون فلزی تک محوری و دو محوره

نمونه ای از ستون هایی که بار آن ها خارج از محور است 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 است.در هر دو حالت این ستون بار فشار سازه بر مرکز ثقل نیست به همین علت به آن ستون با بار خارج از محور گفته می شود.

کاربرد اصلی ستون فلزی در ساخت اسکلت فلزی می باشد.امروزه سازه های زیادی با اسکلت فلزی ساخته میشوند.بعضی تصور میکنند به خاطر قیمت آهن آلات هزینه ساخت اسکلت فلزی خیلی بالاست. 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 فلزی محوری

به ستون هایی که بارهای عمودی سازه به مرکز آن ها وارد می شود ستون محوری می گویند. ستون محوری کاربرد زیادی در ساخت و ساز ندارد.چون برای مقاومت سازه مناسب نیست و ایمنی آن را به خطر می اندازد. 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 به کار می رود.

انواع ستون فلزی بر اساس سطح مقطع

ستون فلزی از انواع مختلف پروفیل های فولادی و انواع پروفیل ساختمانی ساخته می شود.به همین علت شکل سطح مقطع آن می تواند متفاوت باشد. ستون بتنی هم به اشکال مختلفی ساخته می شود. در ادامه انواع ستون فلزی بر اساس سطح مقطع را توضیح می دهیم.

ستون فلزی چهارگوش

یکی از رایج ترین ستون های فلزی با سطح مقطع چهارگوش است. ستون های چهارگوش به خاطر اجرای ساده بسیار رایج می باشند. این ستون ها بیشتر در انبار و سوله آپارتمان ها، ساختمان های چند طبقه، پارکینگ و … 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 به کار می رود. به همین علت قیمت ناودانی در هزینه آن ملاک است.

برای ساخت ستون فلزی حتما باید نوع پروفیل و ضخامت آن با توجه به فشار هایی که به آن وارد می شود 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.

ستون دایره ای

ستون دایره ای بیشتر در پل سازی، شمع کوبی و در ساخت نمای ساختمان به کار می رود. ستون دایره ای 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 به کار می رود.

لوله فولادی مورد استفاده برای ستون باید ضخامت،وزن و استحکام زیادی داشته باشد.قبل از ساخت ستون با انجام محاسبات باید لوله مورد نظر را متناسب با فشار های وارده انتخاب کرد.محاسبه وزن لوله آنلاین در محاسبه هزینه ها کمک کننده می باشد.

این ستون به عنوان نما در تراس ها و ایوان ها و همینطور سالن های کنفرانس به کار می رود.ستون فلزی دایره ای مقاومت خمشی بالاتری نسبت به ستون های چهارگوش دارد.چون در این ستون از چهار میلگرد طولی به کار می رود.

ستون L شکل

ساخت ستون فلزی L شکل بسیار شبیه به ستون فلزی چهارگوش است. این نوع ستون به خاطر استحکام بالا برای سازه ها و ساختمان های سنگین گزینه ای مناسب است.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 به کار می رود.

ستون v شکل

یکی از خاص ترین نوع ستون های فلزی ستون وی شکل است که در فضاهای ذوزنقه ای مورد استفاده قرار می گیرد. برای ساخت این نوع ستون از تیرآهن و نبشی به کار می رود. تیرآهن را یک برش مثلثی خم می کنند تا به شکل V در آید. سپس به روش های 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 می باشد.

ستون فلزی T شکل

نحوه اجرای این ستون فلزی هم شبیه به اجرای ستون های چهارگوش است. اما کمی نکات اجرایی آن متفاوت می باشد.استفاده از این نوع ستون فلزی برای ساخت پل ها رایج می باشد. برای طرح های خاص مثل ساختمان های مدرن امروزی هم از این ستون به کار می رود. ستون Tشکل با استفاده از انواع نبشی، تیرآهن و میلگرد در اندازه های مختلف طراحی می شود.

ستون شش ضلعی

یکی از انواع ستون های فلزی ستون شش ضلعی است. که اجرای آن نیاز به مهارت و دقت بسیار بالایی دارد و همینطور هزینه اجرای این ستون زیاد است. کاربرد این ستون بیشتر در سازه های خاص همچون سالن های همایش و کنفرانس است. معمولاً گوشه های این ستون با استفاده از نبشی فرم داده می شود.

انواع ستون فلزی بر اساس اندازه و نسبت لاغری

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 12 باشد.

ستون فلزی کوتاه

اگر نسبت طول موثر ستون به ضخامت جانبی آن کمتر از عدد 12 باشد به آن ستون فلزی کوتاه می گویند.این نوع ستون هم کاربرد چندانی در سازه ها ندارد. چون با فشارهای وارده به راحتی خمیده شده و دچار آسیب می شود.

ستون فلزی استاندارد باید نسبت طول موثر به ضخامت جانبی 12 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.

ستون فلزی بلند

در صورتی که نسبت طول موثر به ضخامت جانبی ستون های فلزی بیشتر از عدد 12 باشد جزو ستون های بلند قرار می گیرد. ستون های بلند ایمنی کافی ندارند و با کمترین ضربه و فشار بار آسیب میبینند.

حداکثر فاصله بین دو ستون فلزی

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 6 متر می باشد.یعنی ستون های فلزی نباید فاصله بیشتر از 6 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 هم از 5 متر کمتر نباشد. چون 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 20×20 سانتی متر باشد.

مطلب مرتبط: حداقل و حداکثر فاصله بین دو ستون فلزی

در این مقاله، به اهمیت و کاربرد انواع ستون های فلزی در ساختمان ها اشاره کردیم. ستون های فلزی به دلیل ویژگی های منحصر به فردی همچون استحکام بالا، وزن سبک و قابلیت طراحی متنوع، به یکی از اجزای حیاتی در ساخت و سازهای مدرن تبدیل شده اند. این عناصر نه تنها به پایداری سازه کمک می کنند، بلکه به مهندسان و معماران این امکان را می دهند که خلاقیت خود را در طراحی ساختمان ها به نمایش بگذارند.

با توجه به پیشرفت های روزافزون در فناوری و متریال های ساختمانی، استفاده از ستون های فلزی همچنان در حال گسترش است و می توان انتظار داشت که در آینده، طرح ها و کاربردهای جدیدی از آن ها شاهد باشیم.

ما مشتاقیم نظرات و تجربیات شما را در این زمینه بشنویم. آیا شما تجربه ای در استفاده از ستون های فلزی دارید؟ چه نکاتی را در انتخاب و استفاده از آن ها در نظر می گیرید؟ لطفاً نظرات و سوالات خود را با ما به اشتراک بگذارید تا بتوانیم با هم به تبادل نظر بپردازیم و از تجربیات یکدیگر بهره مند شویم. متشکریم که با ما همراه بودید و امیدواریم این مقاله برای شما مفید واقع شده باشد.