انواع ستون در ساختمان بر اساس ماده تشکیل دهنده

انواع ستون در ساختمان بر اساس ماده تشکیل دهنده:
ستون های ساختمان معمولا با استفاده مواد مختلفی نظیر سنگ، آجر، بلوک، بتن، چوب، فولاد، کامپوزیت و غیره ساخته می شوند.

به دلیل عملکرد مورد انتظار از ستون، ماده مورد استفاده برای ساخت این عضو باید از مقاومت فشاری خوبی برخوردار باشد.

به طور کلی، نوع ماده مورد استفاده برای اجرای ستون در ساختمان به اسکلت سازه بستگی دارد. امروزه، اغلب ساختمان های بزرگ مسکونی و تجاری با اسکلت بتنی یا فولادی ساخته می شوند.

ویژگی های مقاومتی منحصر به فرد این مواد و سازگاری بسیار خوب آن ها با یکدیگر (بتن آرمه)، باعث استفاده بسیار گسترده آن ها در صنعت ساختمان سازی شده است.

ستون بتنی:
بتن، یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در دنیا است. ستون بسیاری از ساختمان ها از گذشته تا کنون توسط انواع مختلف بتن نظیر بتن معمولی، بتن آرمه، بتن الیافی و غیره ساخته شده است.

بالا بودن مقاومت فشاری بتن، آن را به یک گزینه مناسب برای ساخت عضوهای تحت فشار تبدیل می کند.

در گذشته، مقاومت کششی پایین بتن معمولی، باعث محدودیت استفاده از آن برای ساخت ستون در ساختمان می شد. برطرف کردن این مشکل با معرفی بتن مسلح، استفاده از اسکلت بتنی را با استقبال زیادی رو به رو کرد.

در ساختمان های چند طبقه و بزرگ، احتمال شکست ستون بر اثر خمش و کمانش وجود دارد. به همین دلیل، در مواردی که نیاز به ظرفیت باربری بیشتر و مقاومت کافی در برابر کمانش یا خمش وجود داشته باشد، از بتن آرمه یا الیافی برای ساخت ستون استفاده می شود.

به علاوه، در صورت محدودیت افزایش ابعاد مقطع ستون، به کارگیری بتن های مسلح یا الیافی نسبت به بتن معمولی در اولویت قرار می گیرد.

ستون فولادی:
فولاد، یکی دیگر از مواد پرکابرد برای اجرای ستون در ساختمان اسکلت فولادی و بتنی است. این ماده، به شکل میلگرد (اسکلت بتنی) یا پروفیل (اسکلت فولادی) در ساخت ستون مورد استفاده قرار می گیرد.

فولاد از مقاومت فشاری و کششی خوبی بهره می برد. با این وجود، احتمال کمانش یا خمش آن در شرایط بارگذاری بحرانی، زیاد است.

از پارامترهای موثر بر کمانش ستون های فولادی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• طول (ضریب لاغری).
• مساحت سطح مقطع.
• روش اتصال.
• شکل سطح مقطع.

مساحت و شکل سطح مقطع ستون فولادی با شعاع ژیراسیون آن در ارتباط هستند.

ستون کامپوزیت و ستون بتن آرمه:
به ستون های متشکل از چند ماده، ستون کامپوزیت می گویند. بتن آرمه یا بتن مسلح، یکی از پرکاربردترین انواع بتن در ساختمان سازی است که از ترکیب میلگرد یا الیاف فولادی ساخته می شود.

این نوع بتن، یک ماده کامپوزیت به شمار می رود. امکان استفاده از میلگرد یا الیاف غیر فولادی در ساخت بتن مسلح وجود دارد.

با این حال، به دلیل نزدیک بودن ضریب انبساط حرارتی بتن و فولاد، اغلب از این دو ماده در کنار یکدیگر برای ساخت ستون بتن آرمه استفاده می شود.

از دیگر مواد کامپوزیت مورد استفاده برای ساخت ستون در ساختمان می توان به ترکیب بتن با پروفیل های فولادی اشاره کرد.

ستون های کامپوزیت بتن و فولاد، از ظرفیت باربری بسیار خوبی بهره می برند. این ستون ها اغلب در ساختمان های بلند مورد استفاده قرار می گیرند.

محدودیت اصلی ستون های کامپوزیت، دشوار بودن اجرای اتصال مناسب انتهای بالایی و پایینی آن ها پیش از بتن ریزی است.

نکته: در بسیاری از موارد، ستون بتن آرمه و کامپوزیت در دو دسته جداگانه قرار داده می شوند. این تقسیم بندی، به دلیل کاربرد بسیار زیاد بتن آرمه (میلگرد و بتن) نسبت به مصالح و ترکیبات دیگر است.