تیر و ستون دو عضو سازهای و باربر است و با تفاوت در مسیر انتقال، هر کدام می‌توانند بار را در سیستم ساختاری تحمل کنند. در این مقاله می‌توانید تفاوت‌های تیر و ستون را بخوانید.
این دو المان با پشتیبانی از بارهای اصلی ساختمان، تحمل وزن سازه و بارهای توزیع شده شناخته شده‌اند. هرچند نحوه بارگذاری در سازه‌ها بسته به نوع مصالح و ضوابط دیگر متفاوت است ولی مفهوم اصلی و ساده تیر و ستون به تحمل و انتقال بار مربوط می‌شود. تیر و ستون شامل تفاوت‌هایی با همدیگر هستند که اصلی ترین تفاوت بین این دو عبارت است از انواع بارهایی که تحمل می‌کنند، نحوه انتقال بار، نحوه پاسخ و عکس العمل به بار، اجرای آرماتوربندی میلگرد و ضوابط مربوط به طراحی.
فهرست مطالب
جایگاه تیر در سازه
تیر یک عضو ساختاری است که در برابر خمش ایستادگی می‌کند. این المان علاوه بر اینکه نیروهای عمودی را حمل می‌کند بارهای افقی را نیز بر روی خود می‌کشد. در قرن‌های اولیه مربوط به ساخت و ساز، چوب مناسب‌ترین گزینه برای استفاده در ساخت تیرها بود که بعدها فولاد و آهن جایگزین مقاوم‌تری برای المان تیر شد. در واقع این مصالح استفاده شده در تیر است که نیروی بار و خمش را تحمل می‌کند. امروزه از تیرهای بتنی مسلح شده در سازه‌ها و پل‌ها استفاده می‌شود تا بار بیشتری را متحمل شوند.
در ساخت و سازهای ساختمانی، تیر ممکن است به عنوان عضو افقی، بازشوهایی مثل در یا پنجره را پوشش دهد که بالای آن دیوار آجری یا سنگی است. در این حالت طول تیر کوتاه‌تر از نوع معمول است و نعل درگاه نامیده می‌شود. برای اجرای نعل درگاه از مقاطع قوطی شکل و یا نبشی استفاده می‌کنند که در هنگام استفاده از نبشی باید ساق نبشی بتواند در هر انتها حداقل به یک تکیه گاه متصل شود.
بخوانید: نکاتی که باید در مورد انواع تیرهای سازهای بدانید
جایگاه ستون در سازه
ستون عضو مهم هر سازه بتن آرمه است و از آن برای انتقال ایمن بار به زیربنا و پی استفاده می‌شود. این عضو عمودی عمدتا تحت تاثیر بارهای محوری قرار می‌گیرد.
تیر و ستون دو نوع مهم از عناصر سازهای هستند که در ایجاد مسیر هدایت بار جهت انتقال نیرو به زمین نقش اساسی دارند. تیر معمولا بارهای عمود بر جهت طولی خود را حمل می‌کند و ستون‌ها آن را در محور عمودی انتقال می‌دهند.
انواع ستون براساس مصالح مصرفی متفاوت در پروژه‌ها قابل اجرا است که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت؛ تفاوت مصالح موجب تفاوت در میزان استحکام ستون می‌شود. ستون عضو حذف نشدنی در سازه است.
بخوانید: معرفی 4 ستون رایج از انواع ستون بتن آرمه
در زیر بارزترین تفاوت‌های تیر و ستون را دسته بندی کرده‌ایم:
- تعریف
همان طور که پیشتر ذکر شد در تعریف کلی تیر این طور آمده است که بارهای افقی وارده را از دال و دیوار به ستون زیر خود انتقال می‌دهد. اما ستون جزو اعضای عمودی تحمل کننده نیرو در سازه محسوب می‌شود که بارهای انتقال شده از تیر را به پی منتقل می‌کند.
- انواع بارهایی که متحمل می‌شوند و منتقل می‌کنند:
تیر تمام بارای مرده ( بارهای ناشی از دال، دیوار و... ) و بارهای زنده را به همراه بار جانبی زلزله و باد تحمل می‌کند و انتقال می‌دهد. ستون تمام بارهای منتقل شده و بار زلزله و باد را به پی در زیر سطح زمین انتقال می‌دهد.
- پاسخ و عکس العمل به بار
تیرها در هنگام عکس العمل نشان دادن به بار دچار نیروی برش و خمش در مقطع می‌شوند. تنش فشاری و کششی به ترتیب در بالا و پایین تیر رخ می‌دهد که این نیروها و تنش‌های وارده باعث کشش و انحراف تیر می‌شوند. در تکیه‌گاه‌ها نیز نیروهای واکنشی رخ می‌دهد.
برخلاف تیر، در ستون فقط تنش فشاری رخ می‌دهد همچنین انحراف جانبی به دلیل زمین لرزه و باد وجود دارد.
- میلگرد گذاری در تیر و ستون
میلگردهای طولی برای محصور شدن به خاموت یا میلگردهای عرضی نیاز دارند و این برای مقاومت در برابر نیروی برشی و پیچشی مناسب و ضروری است. میلگرد عرضی در تیر stirrup نام دارد.
در ستون، میلگردها توسط خاموت یا تنگ، بسته می‌شوند. اجرای این خاموت‌ها در ستون از کمانش میلگردها جلوگیری می‌کند.
چرا از خاموت در ستون استفاده می‌شود؟
در سازه بتن آرمه از اتصال خاموت در ستون استفاده می‌شود. اصلی ترین دلیل استفاده از خاموت در زیر بیان شده است:
- برای محکم نگه داشتن میلگردهای طولی در زمان بتن ریزی
- برای جلوگیری از کمانش ستون در هنگام وارد شدن نیرو
قوانین بسیاری برای اجرای آرماتوربندی در مقررات ملی ساختمان و آیین نامه‌ها آورده شده است، مهندسین قبل از اجرا به تمامی مفاد ذکر شده باید تسلط داشته باشند.
نوع دیگری از آرماتور عرضی به نام خاموت مارپیچ وجود دارد که در ستون با مقطع دایره‌ای قابل اجرا است. ستون بتنی تقویت شده با آرماتور مارپیچی، بارهای بیشتری را نسبت به ستون‌های مربعی تحمل می‌کند، همچنین انعطاف پذیرتر از نمونه ستون‌های دیگر است. بنابراین توصیه می‌شود در حد امکان در سازه از ستون دایروی استفاده شود.
- انواع تیر و ستون رایج و پرکاربرد در سازه‌ها
تیرها با توجه به مصالح ساختمانی که در ساخت آنها استفاده می‌شود به تیرهای بتن آرمه مسلح شده و تیر فولادی که تیرهای فولادی خود انواعی دارند، تقسیم می‌شوند. به غیر از این دسته بندی، تیرها را براساس نوع تکیه گاه نیز طبقه بندی می‌کنند.
ستون‌ها براساس مصالح مصرف شده، شکل مقطع، نحوه آرماتوربندی، نسبت ضخامت و روش بارگیری طبقه بندی می‌شوند. ستون براساس بارگذاری به دو دسته محوری و غیر محوری و براساس نوع خاموت به مستطیلی، مربعی و مارپیچ (اسپیرال) تقسیم می‌شود.
با توجه به مصالح مصرفی به ستون بتن آرمه، کامپوزیت، فولاد، چوبی، آجری، مهاربندی شده و شکل مقطع مستطیل، دایره، هشت ضلعی و مربع تقسیم شده و در سازه‌ها قابل اجرا است.
بخوانید: آشنایی با ستون CFT | راهکاری برای استفاده از مصالح نوین
- اهمیت اجرای تیر و ستون
تیر برای انتقال بار به ستون در سازه‌ها لازم است اما می‌توان با اجرای دال تخت و رعایت دستورالعمل‌های مربوطه، ساختمان را بدون تیرچه ساخت. اما ستون‌ها جزو اعضای اجباری ساختار سازه هستند و حذف اجرای آنها امکان پذیر نیست زیرا حجم عظیمی از بارهای فشاری و جانبی از طریق ستون‌ها منتقل می‌شوند. خرابی در ستون منجر به فروپاشی کل ساختمان می‌شود.
- معیارهای طراحی
طراحی تیر تحت خمش، برش و پیچش در حالات حدی انجام می‌گیرد. طراحی ستون با در نظر گرفتن حالت الاستیک و درصد میلگرد مصرفی بررسی می‌شود.
اولین مرحله از طراحی ستون، تخمین ابعاد لازم برای ستون است. با توجه به اینکه ظرفیت باربری محوری ستون بسته به مقدار لنگر خمشی که به مقطع ستون اثر می‌کند، تغییر می‌نماید؛ در طراحی لنگر خمشی، ابعاد لازم برای ستون بر مبنای حداکثر ظرفیت باربری ستون باید کنترل شود. معمولا حداقل بعد ستون با خاموت کمتر از 250 میلی متر و حداقل بعد ستون با دورپیچ کمتر از 300 میلی متر نمی‌باشد.
بخوانید: اجرای سقف تیرچه بلوک
اتصال تیر به ستون
در اتصال تیر به ستون مقاومت شرط لازم و اساسی است و بعد از آن سختی، شکل پذیری و قیمت پایانی مناسب را باید در نظر گرفت. اتصال تیر به ستون براساس عملکرد آنها می‌توان به اتصال ساده یا مفصلی، اتصال صلب و اتصال نیمه صلب تقسیم کرد. برای اطمینان از عملکرد تیر و ستون در سازه بایستی ضوابط اتصالات به درستی اجرا شود.
جمع بندی
یک سازه به عنوان سیستم کلی، متشکل از تعدادی اعضا و اجزا است که شامل تیر، ستون و دال و... می‌باشد. تیر به عنوان عضو افقی در برابر بار عمودی مقاومت می‌کند و ستون از اعضای عمودی است که نقش اساسی در انتقال بار از بالای سازه به پایین آن را دارد. در هفت مورد تفاوت‌های عمده بین تیر و ستون سازهای را بررسی کردیم. این دو المان موجب افزایش استحکام سازه می‌شود.
در وبسایت عصرآهن قیمت میلگرد از تمامی تولید کنندگان بصورت لحظه‌ای بروز رسانی و در اختیار کاربران قرار می‌گیرد. شما می‌توانید با کلیک بر روی کلمه قیمت میلگرد به صفحه اختصاصی آن در وبسایت عصر آهن بروید. در صورت تمایل می‌توانید با مشاورین ما در عصرآهن در خصوص خرید میلگرد با شماره 04133250280 در تماس باشید. مشاورین ما در زمینه خرید آهن و فولاد راهنمای شما خواهند بود.
