تیرها و ستون ها دو نوع مهم از عناصر سازه ای هستند که در ایجاد مسیر بار ایمن برای انتقال وزن و نیروها بر روی یک سازه به پایه ها و داخل زمین نقش اساسی دارند. تیرها و ستون ها می توانند با استفاده از همان اشکال و مواد ساخته شوند اما هر کدام عملکرد متفاوتی دارند و متفاوت طراحی شده اند.

تیرها معمولاً عناصر ساختاری افقی هستند که بارهایی را عمود بر جهت طولی خود حمل می کنند. به یک پرتو متعادل کننده در ژیمناستیک فکر کنید. این یک جسم مستطیل شکل به طول 15 فوت است و از دو طرف پشتیبانی می شود. وقتی شخصی روی تیر نزدیک به وسط دهانه راه می رود ، وزن او یک نیروی عمودی رو به پایین است که عمود بر جهت طولی تیر است.

تیرها برای تحمل وزن کف ، سقف و سقف های ساختمان و انتقال بار به یک عنصر تحمل بار عمودی از سازه استفاده می شوند. بعضی اوقات از تیرهای بزرگتر و سنگین تری به نام تیرهای انتقال برای تحمل وزن تجمعی دیواره های انباشته یا تیرهای دیگر و انتقال بار به تکیه گاه ها استفاده می شود.

طراحی یا اندازه تیرها نیاز به درک اصول اولیه فیزیک و استاتیک مهندسی دارد. یک مهندس سازه آموزش دیده و کاملاً مجهز است تا بارهای موجود بر روی یک پرتو را بررسی کند ، نیروها و تنشهای وارد شده به آن را محاسبه کرده و مواد ، اندازه و شکل را متناسب با آن انتخاب کند. بخشی از کارهای مشاوره مهندسی که به مشتریان خود ارائه می دهم طراحی ساختاری تیرها در ساختمانهای جدید و مرمت یا مقاوم سازی تیرهای موجود در یک سازه است.

در مورد یک ساختمان جدید ، انعطاف پذیری بیشتری در انتخاب اندازه و نوع مصالح تیرها وجود دارد که برای سازه بهترین عملکرد را دارند. متداول ترین نوع موادی که برای مشتریان خود توصیه می کنم تیرهای ساخته شده از مقاطع فولادی ، بتن آرمه ، سنگ تراشی دوغاب و تیرهای ساخته شده از چوب است. همه مواد موافق و مخالف خود هستند ، اما معمولاً براساس هزینه ، اندازه و درجه آتش سوزی انتخاب می شوند

هنگام کار بر روی طراحی سازه ای از یک تیر جدید یا ترمیم یک تیر موجود ، فاکتورهایی وجود دارد که من آنها را در نظر می گیرم. این عوامل شامل میزان بار وارده بر روی تیر ، طول یا دهانه تیر ، ارتفاع واضح موجود در زیر تیر یا هرگونه محدودیت در هندسه ، محدودیت های انحراف تیر ، مقاومت ماده و همچنین درجه بندی آتش و مقاومت می باشد. . هنگام طراحی ستونها از عوامل مشابهی استفاده می شود.

ستون ها عناصر ساختاری عمودی هستند که بار به موازات محور طولی به صورت فشرده سازی و گاهی به صورت کشش منتقل می شود. به عنوان مثال ، به یک میز مستطیل شکل فکر کنید که چهار پایه در گوشه های آن قرار دارد. وزن میز و تمام اشیا on روی میز از طریق پاهایی که به صورت فشرده عمل می کنند به زمین منتقل می شوند. در این حالت می توان پاها را به عنوان ستون در نظر گرفت.

ستون ها برای حمایت از تیرهای کف / سقف و ستون های طبقه بالا استفاده می شوند. ستونها در طبقه پایین یک ساختمان بلند باید وزن تجمعی تمام طبقات بالا را داشته باشد. به همین دلیل موقعیت ستون ها به طور ایده آل باید در تمام طبقات ثابت باشد. این امر همیشه امکان پذیر نیست ، به خصوص با طراحی معماری چالش برانگیز که هر طبقه طرح متفاوتی دارد. در چنین مواردی من اغلب مشتریان را تشویق می کنم که تیم طراحی سازه را در اوایل پروژه درگیر کنند تا با معماران همکاری کنند تا ایده آل ترین طرح ستون را ایجاد کنند.