Τι είναι μια σύντομη στήλη;

Μια σύντομη στήλη είναι ένα δομικό μέλος του οποίου το σχετικά σύντομο μήκος εξασφαλίζει ουσιαστικά ότι θα αποτύχει στη συμπίεση εάν είναι ομοιόμορφα φορτωμένο κατά μήκος του άξονά του.Οι στήλες μπορούν να ταξινομηθούν ως σύντομες, ενδιάμεσες ή μακρές, ανάλογα με τα μήκη τους, τις ιδιότητες υλικού τους και τα μήκη άλλων στηλών στην ίδια δομή.Μια σύντομη στήλη διαφέρει από μια μεσαία ή μακρά στήλη, καθένα από τα οποία μπορεί να αποτύχει με κάμψη όταν φορτώνεται ομοιόμορφα κατά μήκος του άξονα.

Κανένα μόνο ειδικό μήκος ή εύρος μήκους δεν ορίζει μια μικρή στήλη.Αντίθετα, αν μια στήλη θεωρείται σύντομη εξαρτάται από διάφορους παράγοντες.Μια σύντομη στήλη μπορεί να γίνει από διάφορα υλικά, όπως δομικό χάλυβα, κράματα αλουμινίου, οπλισμένο σκυρόδεμα ή ακόμα και ξύλο.Ανάλογα με το ποια από αυτά τα υλικά είναι κατασκευασμένα από, οι σύντομες στήλες μπορεί να είναι διαφορετικά μήκη λόγω των διαφορετικών πλεονεκτημάτων αυτών των υλικών.Οι δομικές στήλες που έχουν μικρή απόσταση σε σχέση με τις άλλες στήλες σε μια συγκεκριμένη ιστορία ενός κτιρίου θεωρούνται επίσης σύντομες στήλες.Μπορούν να συνθλίβονται, πράγμα που σημαίνει ότι απέτυχαν στη συμπίεση, ή μπορούν να λυγίσουν, το οποίο είναι ένα φαινόμενο γνωστό ως λυγισμός.Ποια λειτουργία αποτυγχάνουν εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της γεωμετρίας της στήλης και των ιδιοτήτων υλικού της στήλης.Η κατανομή των συμπιεστικών δυνάμεων σε όλη την περιοχή της στήλης είναι επίσης σημαντική.Εάν η συμπίεση εφαρμόζεται άνισα σε όλη τη στήλη, με περισσότερη δύναμη σε μια άκρη από την άλλη, οι πιθανότητες λυγισμού αυξάνονται.

Οι σχετικά σύντομες στήλες είναι πιθανότερο να αποτύχουν στη συμπίεση.Η τάση σε μια στήλη λόγω φόρτωσης πρέπει να είναι μικρότερη από τη δύναμη της στήλης, ώστε η στήλη να υποστηρίξει το φορτίο.Τα κτίρια έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να εξασφαλίσουν ότι αυτό συμβαίνει.Διαφορετικά, το κτίριο θα καταρρεύσει.

Για την ασφάλεια, οι στήλες έχουν σχεδιαστεί για να είναι ισχυρότερες από τις απαραίτητες υπό αναμενόμενες συνθήκες.Αυτό είναι γνωστό ως περιθώριο ασφαλείας.Ένα περιθώριο ασφαλείας βοηθά να διασφαλιστεί ότι η ποσότητα του στρες κάθε στήλης είναι σε θέση να αντέξει υπερβαίνει το άγχος που βιώνει στην πραγματική χρήση.Σε σπάνιες περιπτώσεις, όπως μια φυσική καταστροφή, ωστόσο, το άγχος σε μια στήλη μπορεί να υπερβεί απροσδόκητα τη δύναμή της, προκαλώντας αποτυχία της στήλης.Αυτό αποτελεί σημαντική ανησυχία για το σύντομο σχεδιασμό της στήλης.

Σε σύγκριση με άλλες στήλες, οι σύντομες στήλες είναι σχετικά πιο σκληρές, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ευαισθησία σε βλάβη κατά τη διάρκεια σεισμού ή άλλα ακραία γεγονότα.Επομένως, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στο σχεδιασμό τους για να εξασφαλιστεί η κατασκευή ήχου.Για το λόγο αυτό, ο σύντομος σχεδιασμός της στήλης είναι ιδιαίτερα σημαντικός σε λιγότερο ανεπτυγμένα έθνη σε περιοχές που είναι επιρρεπείς σε σεισμούς, όπως η Ονδούρα και η Ινδία.

Λόγω της σχετικής τους δυσκαμψίας σε σύγκριση με άλλα δομικά μέλη, οι σύντομες στήλες αντιμετωπίζουν αυξημένη σεισμική ζήτηση, υποβάλλοντας τους σε περισσότερη δύναμη σε σεισμό.Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως το φαινόμενο σύντομης στήλης.Οι σύντομες στήλες που αποτυγχάνουν με αυτόν τον τρόπο χαρακτηρίζονται από ρωγμές σε σχήμα Χ ορατή στο εξωτερικό της στήλης.Οι σχεδιαστές γενικά αποφεύγουν τη χρήση τέτοιων στηλών σε κτίρια όποτε είναι δυνατόν για να αποφευχθεί η σύντομη επίδραση της στήλης.Όταν η χρήση τους δεν μπορεί να αποφευχθεί, οι σχεδιαστές θα αυξήσουν συνήθως την ευρωστία του δομικού σχεδιασμού για να αντισταθμίσουν τον αυξημένο κίνδυνο.