ستون ساختمان
ستون عضوی است که معمولاً بصورت عمودی در ساختمان نصب می‌شود و نیروی محوری را تحمل می‌کند. نیروهای محوری بصورت نیروی فشاری ناشی از بار مرده و بار زنده وارده بر سطح کف طبقات است که بطور مستقیم و یا از طریق تیر به ستون منتقل می‌شود. علاوه بر نیروی فشاری، در قاب‌های خمشی، ستون‌ها تحت تاثیر لنگر ناشی از بارهای قائم و جانبی به علت اتصال صلبتیر به ستون نیز قرار دارند. سهم هر ستون از بار طبقه، مساحتی محصور در نصف فاصله‌ی ستون مورد نظر و ستونهای پیرامونی آن است که به آن سطح بارگیر گفته می‌شود
یکی از حساس ترین بخش‌های تشکیل دهنده سازه‌های فولادی محل اتصال ستونهای آن به پی است. چرا که در این نقاط کلیه بارهای وارد بر سازه، پس از جمع شدن در کف‌ها، تیرها و نهایتاً ستون‌ها، از طریق ورق کف ستون به فونداسیون منتقل می‌شود.
نیرو های طراحی کف ستون
کلیه کف ستونهای باربر و غیر باربر جانبی و اتصالات آنها به ستون و شالوده باید به طور مجزا قادر به تحمل نیروهای زیر باشند.
- بیشترین نیروهای داخلی (شامل نیروی محوری، نیروی برشی و لنگرهای خمشی به طور همزمان) تحت اثر ترکیبات بار متعارف.
- بیشترین نیروی محوری (بدون حضور نیروهای برشی و لنگرهای خمشی) تحت اثر ترکیبات بار زلزله تشدید یافته
در هر دو امتداد محور‌های اصلی ستون و به طور مجزا نیروی برشی برابر با مجموع مولفه‌های افقی مقاومت‌های مورد نیاز اتصال مهاربندی و برش ظرفیتی ستون است که در آن مجموع لنگرهای خمشی پلاستیک ستون در دو سمت وصله در امتداد مورد نظر و ارتفاع طبقه است. در محاسبه و طراحی کف ستون این نیروی برشی باید بدون حضور نیروهای محوری و لنگرهای خمشی در نظر گرفته شود.
تعیین ضخامت ورق کف ستون
تعیین ضخامت کف ستون با توجه به تنش زیر آن در تماس با بتن فونداسیون بدست می‌آید. بیشترین تنش زیر کف ستون مربوط به مبحث دهم مقررات ملی ساختمان است. توزیع تنش زیر کف ستون مثلثی است. تحت اثر این تنش کف ستون مایل به خم شدن حول محور گذرنده از بال و جان ستون مستقر بر کف ستون دارد. بنابراین مقاومت خمشی مورد نیاز با مقاومت طراحی خمشی در این محور مقایسه می‌شود. روش‌های دیگری هم برای تعیین ضخامت ورق کف ستون بر اساس تنش زیر کف ستون موجود است که روش مشروح ساده‌ترین آن است.
عموماً ضخامت کف ستون به تنهایی جواب‌گو نیست بنابراین از سخت کننده‌هایی عمود بر کف ستون و متصل به بال و جان ستون جهت بهبود عملکرد خمشی کف ستون تحت اثر فشار زیر کف ستون استفاده می‌شود.
کنترل خمش ورق در چشمه‌های بین سخت کننده‌ها
کفایت ضخامت ورق کف ستون باید برای خمش ناشی از تنش زیر کف ستون باید کنترل شود. خمش ایجاد شده در ورق کف ستون بر اساس تئوری ورق‌ها در چشمه‌های مختلف ورق کف ستون بدست می‌آید. با توجه به گیر‌داری که ورق سخت کننده در کف ستون ایجاد می‌کند، شرایط متفاوتی برای خمش در ورق ایجاد می‌شود. می‌توان با استفاده از ضرایبی از بار وارده لنگر خمشی داخلی ایجاد شده در ورق را تعیین کرد.
جوش در اتصال ورق کف ستون
طراحی جوش‌ها به گونه‌ای صورت می‌گیرد که انتقال بار‌ها را به فونداسیون میسر سازد. محل اتصال ستون به ورق کف ستون که باید بارهای محوری فشاری و کششی، همچنین لنگر‌ها را به صفحه ستون منتقل کند. پس از پخ زدن با جوش شیاری با نفوذ کامل پر می‌شود. ورق سخت کننده قائم در انتقال بار محوری و لنگر خمشی ستون به کف ستون مشارکت دارند. در تتیجه اتصال این اعضا به ستون نیز با جوش شیاری با نفوذ کامل خواهد بود. اما به منظور شر کت دادن ورق‌های سخت کننده در باربری خمشی کف ستون، باید اتصال ورق کف ستون با ورق تقویتی بتواند برش ناشی از خمش را تحمل کند. دو خط جوش گوشه در دو رف ورق تقویتی این امکان را فراهم می‌کند.
