ستون چیست؟ و چه نقشی در ساختمان دارد؟
پیش از اینکه بخواهیم نحوه محاسبه بتن ستون را بررسی کنیم، بهتر است تعریفی کوتاه از ستون و اهمیت آن به دست آوریم. در واقع یکی از عضوهای اصلی و عمودی ساختمان ستون است. و وظیفه انتقال بارهای محوری فشاری از عضوهای بالایی تیر و دال به عضوهای پایینی تیر، کف یا انواع فونداسیون بتنی را بر عهده دارد. به دلیل رفتار مشابه عضوهای فشاری، اکثر آن‌ها با عنوان ستون شناخته می‌شوند.
ستون از عضوهای اصلی و مهم در ساختمان به شمار می‌رود. این عضو، وظیفه نگهداری از سقف و ستون‌های بالایی را بر عهده دارد. ستون بارهای فشاری روسازه را به زیرسازه منتقل می‌کند. در صورت آسیب رسیدن به ستون، پایداری کل ساختمان به خطر می‌افتد. اهمیت ستون به اندازه‌ای است که ترسیم پلان‌ها در نقشه کشی ساختمان، با در نظر گرفتن شبکه‌بندی انجام می‌شود.
نحوه محاسبه حجم بتن ستون را در بخش بعد ببینید.
نحوه محاسبه بتن ستون
به طور کلی در سازه‌های بتنی با قاب خمشی، ستون‌ها تأثیر بسیار زیادی در رفتار کلی سازه دارند؛ لذا توصیه می‌شود تیپ بندی اولیه ستون‌ها قبل از تیپ بندی تیرها انجام شود. در تیپ بندی اولیه عموماً به دنبال تعیین ابعاد مقطع ستون‌ها بوده و تعیین تعداد و سایز آرماتورهای آن را به تیپ بندی نهایی موکول خواهیم نمود.
برای محاسبه بتن مورد نیاز ستون باید ضوابط و الزامات زیادی را در نظر بگیریم تا ستون بتنی طراحی شده بتواند در شرایط مدنظر ما به‌خوبی از پس تحمل بارهای وارده بربیاید. در کنار محاسبه بتن ریزی ستون، به دست آوردن ابعاد ستون بتنی نیز از جهت اجرایی نیز حائز اهمیت است. تا ستون طراحی شده به‌خوبی از قابلیت اجرا برخوردار باشد.
برای مثال می‌توان گفت اگر ما ابعاد استانداردی را برای ستون بتنی خود در نظر نگیریم و یا اختلاف ابعاد در دو بعد ستون از هم کم باشند، این موضوع کار را در هنگام اجرا و ساخت ستون سخت می‌کند. در بخش بعد محاسبه بتن مورد نیاز ستون را بررسی خواهیم کرد.
نحوه محاسبه حجم بتن ستون
همانطور که اشاره کردیم ستون‌ها ممکن است در اشکال مختلفی مثل دایره، مربع، شش‌ضلعی، مستطیلی، L شکل، منحنی، قوسی و … ساخته شوند. اما رایج‌ترین نوع ستون مستطیلی، مربعی و دایره‌ای است. دلیل آن هم اِشغال فضای کمتر و تحمل مقاطع مختلف است. در زیر محاسبه حجم بتن ستون ها بر اساس انواع پرکاربرد آن را آورده‌ایم.
محاسبه بتن ستون مستطیلی
فرمول حجم بتن برای ستون مستطیلی برابر است با:
عمق * طول * عرض = حجم بتن ستون مستطیلی
حجم بتن ستون دایره ای
فرمول حجم بتن برای ستون دایره ای برابر است با:
ارتفاع ستون * مساحت سطح دایره = حجم بتن ستون دایره
محاسبه حجم بتن تیرها
بعد از اینکه با محاسبات بتن ستون آشنا شدیم. لازم دانستیم که محاسبه دیگر اجزای سازه را نیز شرح دهیم. همانطور که می‌دانید تیرها به شکل دایره‌ای هستند، و برای حجم بتن تيرها از فرمول (طول * عرض * ارتفاع) استفاده می‌شود. سپس مساحت سقف را حساب می‌كنيم (تيرها و چاله آسانسور را كم كنيم).
حالا نکته مهم محاسبه حجم بتن سقف است. تجربه ثابت كرده كه هر متر مكعب بتن، حدود ٨ متر مربع سقف با تيرچه تک و حدود ٦ متر مربع با تيرچه دوبل را پوشش می‌دهد. بنابراين با تقسيم مساحت سقف بر ٨ (با فرض تيرچه تک) حجم بتن خود سقف محاسبه می‌شود. حجم كلی هم برابر با حجم بتن تيرها بعلاوه بتن روی تیرچه‌هاست.
محاسبه حجم بتن دیوار حائل
از دیگر اجزای ساختمان بعد از محاسبه حجم بتن ستون، دیوار حائل است. این نوع دیوار که وظیفۀ تحمل فشار جانبی خاک اطراف دیوار دارد. محاسبه حجم بتن مصرفی آن نیز از ضرورت ویژه‌ای برخوردار است. برای محاسبه نیز از فرمول زیر استفاده می‌شود.
حجم بتن برای دیوار حائل = مساحت سطح * عمق
محاسبه بخشی از دیوار حائل مشابه روش محاسبه حجم بتن دال است.
حداقل ابعاد ستون بتنی چقدر است؟
حال که با محاسبه حجم ستون ها و تیرها و دیوار حائل آشنا شدیم. باید بدانید که بر اساس آیین‌نامه‌های بارگذاری و پهنه‌بندی کشور در خطر زلزله، ابعاد استاندارد ستون‌ها برخلاف تیرها، رعایت می‌شود. هرچند که این محدودیت‌های هندسی پیچیدگی خاصی ندارند، برای درک بیشتر به شرح آن می‌پردازیم.
در این بند از آیین‌نامه برای طراحی ستون بتنی حداقل ابعاد ستون ذکر شده است. از جمله دلایل وجود این حداقلِ ابعادی به مواردی از قبیل؛ عدم تأمین طول مهاری میلگردهای طولی تیرها در داخل ستون، آرماتورگذاری دشوار (به‌خصوص خاموت‌گذاری ستون بتنی)، افزایش لاغری مقطع و بالا رفتن احتمال کمانش ستون تحت بارهای ثقلی و … اشاره کرد.
در ستون‌های رایج که عمدتاً مربعی هستند، ضوابط هندسی اجرا می‌شوند. اهمیت این محدودیت‌های هندسی زمانی پررنگ‌تر می‌شود که به‌جای ستون‌های مربعی، از ستون‌های مستطیلی (کتابی) استفاده شود.
تفاوت تیر با ستون در چیست؟
محاسبه ستون بتنی و تیرها ممکن است که شباهت‌هایی با هم داشته باشند، اما به‌‌طور کلی این دو با هم تفاوت‌های بسیاری دارند. که لازم است با آن‌ها آشنا شوید.
- تیر عضو افقی که در برابر بارهای جانبی مقاومت می‌کند. اما ستون عضو عمودی که در برابر بارهای محوری/خارج از مرکز مقاومت می‌کند.
- تیر راستای تحمل بار، عمود بر محور طولی است. در صورتی که ستون راستای تحمل بار، موازی با محور طولی است.
- وظیفه باربری و مقاومت در برابر نیروهای خمشی و برشی بر عهده تیراست. اما وظیفه باربری و مقاومت در برابر بارهای فشاری بر ستون اعمال می‌شود.
- میزان میلگردهای مورد نیاز برای ساخت تیر بتن آرمه، مطابق با استانداردهای مختلف باید بین 0.24 تا 0.323 درصد مقطع تیر باشد. میزان میلگرد مورد نیاز برای ساخت ستون بتن آرمه، مطابق با استانداردهای مختلف باید بین 0.4 تا 1 درصد مقطع تیر باشد.
- حداقل عرض تیز مورد نیاز در ساختمان معمولا برابر 200 میلی‌متر است. در مقابل حداقل عرض ستون مورد نیاز در ساختمان معمولات برابر 200 میلی‌متر برای شرایط عادی و 300 میلی‌متر برای مقاومت در برابر زلزله است.
- ساخت ساختمان بدون تیر امکان‌پذیر است. در صورتی که ساختمان بدون ستون ممکن نخواهد بود.
- بتن‌ریزی تیرهای بتنی به همراه دال انجام می‌گیرد. ولی بتن‌ریزی ستون به صورت جداگانه انجام می‌شود.
سوال دیگری درباره مقدار بتن مصرفی در ستون‌ها دارید؟
در این مقاله سعی کردیم شما را با نحوۀ محاسبه حجم بتن ستون و دیگر اجزای سازه مثل دیوار حائل و تیرها آشنا کنیم. با توجه به اهمیت ستون در ساختمان‌سازی و نقش اصلی آن، به دست آوردن مقدار و محاسبه بتن ریزی ستون از اولویت ویژه‌ای برخوردار است. به دست آوردن مقدار خمیر لازم باید طبق محاسبات لازم صورت گیرد تا هم به صرفه‌جویی در هزینه‌ها کمک کنید، هم به جلوگیری از هدررفت بتن.
چنانچه در آستانه یک پروژه بتن ریزی هستنید، برای کسب اطلاعات بیشتر درباره خرید بتن آماده در شیراز و استعلام آخرین قیمت از طریق شماره تماس درج‌شده با کارشناسان ما در «شهرآرا» در ارتباط باشید. همچنین، اگر سوال یا تجربه‌ای درباره نحوه محاسبه مقدار بتن ستون دارید، آن را از طریق بخش نظرات با ما به اشتراک بگذارید.
