ستون های کمپوزیت
ستون های کمپوزیت شامل ترکیب های مختلفی از دو مصالح بتن و فولاد بوده که با نام های ستون مختلط، ترکیبی، مرکب، CFT، SRC، RCS، TWC نیز رایج هستند. استفاده از ستون های کمپوزیت به اوایل سال 1900 میلادی بر می گردد که با ساخت پل ها و ساختمان ها با اعضاء ترکیبی شروع شد که امروزه شکل های مختلفی از این اعضاء دیده می شود گسترش روز افزون آن به خاطر بهبود رفتار ستون ها در اثر ترکیب خوب بتن و فولاد است که عملکرد بهتر و صرفه اقتصادی بیشتر را در پی دارد. انواع ستون های کمپوزیت در سه تیپ کلی زیر خلاصه می شوند.
تیپ 1- مقاطع فولادی مدفون در بتن
اولین بار این ستون ها برای جلوگیری از تخریب ساختمان در برابر آتش سوزی ابداع شد و این نوع از مقاطع با نام های SRC یا RCS رایج شده اند (Reinforced Concrete & Steel).
تیپ 2- مقاطع فولادی جدار نازک پر شده از بتن
این نوع از ستون های کمپوزیت بیشتر برای جلوگیری از کمانشموضعی ستون های جدار نازک فولادی در نظر گرفته شده است و با نام های CFT و TWC مشهور هستند. بتن استفاده شده در این ستون ها می توانند به وسیله میلگرد مسلح شوند یا اینکه بسته به نوع مصرف به صورت ساده و غیرمسلح استفاده شود. ویژگی های منحصر به فرد این نوع از ستون های کمپوزیت عدم نیاز به میلگردگذاری، صرفه جویی در قالب بندی، سرعت بالای ساخت، اثر محدود کنندگی فولاد بر بتن، محافظت سطح بتن از ضربه و سایش است.
تیپ 3- مقاطع فولادی نیمه مدفون در بتن
این نوع از ستون های کمپوزیت از ترکیب انواع مختلفی از اشکال فولاد با بتن شکل می گیرند و جذب انرژی بالا، شکل پذیری بالا، افزایش در مقاومت و سختی ستون از ویژگی های این نوع از ستون های کمپوزیت است.
کاربرد ستون های کمپوزیت
ساختمان های کمپوزیت امروزه در جهان بسیار فراگیر شده اند و با توجه به فواید بسیار زیاد در عملکرد سازه ای و صرفه ی اقتصادی بالا، روز به روز شرکت های بیشتری در این زمینه کار می کنند و هر روز اشکال مختلفی از این نوع ستون ها مورد بحث و بررسی قرار می گیرد و انواع جدیدی از ترکیب ها ابداع می شود، کاربرد این ستون ها دامنه بسیار وسیعی دارد از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد.
برج پتروناس مالزی
برج های دوقلوی زیبای پتروناس مالزی که با هنر اسلامی آمیخته است و با سیستم کمپوزیت هسته بتنی داخلی، پوسته فولادی بیرونی و انواع اعضاء کمپوزیت، با هزینه 6 میلیارد دلار و ارتفاع 452 متر در 88 طبقه ساخته شده است که دو برج در طبقات 41 و 42 توسط پل هوایی 60 متری بهم متصل شده اند.
پل نانپو
پل نانپو یکی از زیباترین پل های جهان در شانگهای چین قرار دارد از تیرها و ستون های مرکب از فولاد، کابل و بتن ساخته شده است مجموع طول پل 8346 متر با دهانه 423 متر است.
ساختمان سانومیا اینتز
ساختمان سانومیا اینتز در شهر هیوگوی ژاپن توسط شرکت تاکیناکا طراحی و در سال 1994 تکمیل شد. هم سیستم سازه ای کمپوزیت و هم انواع اعضاء ترکیبی از مصالح فولاد و بتن را درآن شاهد هستیم با 14 طبقه دارای فضای کل 20642 متر مربع بوده که 2 طبقه آن در زیر زمین قرار دارد.
ساختمان سانومیا گرند
ساختمان سانومیا گرند در شهر هیوگوی ژاپن توسط شرکت تاکیناکا طراحی و در سال 1995 تکمیل شد. هم سیستم سازه ای کمپوزیت و هم انواع اعضاء ترکیبی از مصالح فولاد و بتن را درآن شاهد هستیم با 15 طبقه دارای فضای کل 35787 متر مربع است که 3 طبقه آن در زیر زمین قرار دارد.
مزایا و معایب ستون های کمپوزیت
تحقیقات نشان داده است که ستون های کمپوزیت در اثر عملکرد مشترک بتن و فولاد دارای ویژگی های بسیاری است که برای نمونه به موارد زیر اشاره می کنیم:
چند نمونه از مزایای استفاده از ستون های کمپوزیت در ساختمان های بلند
معایب کلی ستون های مرکب