Co to jest krótka kolumna?

Krótka kolumna to element strukturalny, którego stosunkowo krótka długość praktycznie zapewnia, że nie uda się uciskać, jeśli zostanie równomiernie załadowana wzdłuż jego osi.Kolumny można klasyfikować jako krótkie, pośrednie lub długie, w zależności od ich długości, właściwości materiału i długości innych kolumn w tej samej strukturze.Krótka kolumna różni się od średniej lub długiej kolumny, z których każda może się nie powieść, zginając, gdy jest równomiernie załadowana wzdłuż osi.

Brak pojedynczej długości lub zakresu długości określa krótką kolumnę.To, czy kolumna jest uważana za krótką, zależy od różnych czynników.Krótka kolumna może być wykonana z różnych materiałów, w tym stali konstrukcyjnej, stopów aluminium, betonu wzmocnionego, a nawet drewna.W zależności od tego, z których z tych materiałów są wykonane, krótkie kolumny mogą mieć różne długości ze względu na różne siły tych materiałów.Kolumny strukturalne, które są krótkie w stosunku do innych kolumn w konkretnej historii budynku, są również uważane za krótkie kolumny.

Kolumny najbardziej zwykle zawodzą w jednym z dwóch trybów.Można je zmiażdżyć, co oznacza, że zawiodły w kompresji lub mogą się zginać, co jest zjawiskiem znanym jako wyboczenie.Który tryb się nie powiod, zależy od różnych czynników, w tym geometrii kolumny i właściwości materiału kolumny.Ważne jest również rozkład sił ściskających w obszarze przekroju kolumny.Jeśli kompresja jest nierównomiernie nałożona w kolumnie, z większą siłą na jednej krawędzi niż drugą, zwiększone są szanse na wyboczenie.

Stosunkowo krótkie kolumny najprawdopodobniej nie ulegną ucisku.Naprężenie kolumny z powodu obciążenia musi być mniejsze niż wytrzymałość kolumny, aby kolumna mogła obsługiwać obciążenie.Budynki są specjalnie zaprojektowane w celu zapewnienia, że tak jest;W przeciwnym razie budynek upadłby.

Dla bezpieczeństwa kolumny są zaprojektowane tak, aby były silniejsze niż to konieczne w oczekiwanych warunkach.Jest to znane jako margines bezpieczeństwa.Marża bezpieczeństwa pomaga zapewnić, że ilość stresu każda kolumna jest w stanie wytrzymać przekracza stres, jaki doświadcza w rzeczywistości.Jednak w rzadkich okolicznościach, takich jak klęska żywiołowa, naprężenie kolumny może nieoczekiwanie przekraczać jej siły, powodując awarię kolumny.Stanowi to ważny problem z krótką kolumną.

W porównaniu z innymi kolumnami krótkie kolumny są stosunkowo sztywne, co powoduje większą podatność na uszkodzenia podczas trzęsienia ziemi lub innych ekstremalnych zdarzeń.Dlatego należy zwrócić szczególną uwagę na ich projekt, aby zapewnić solidną budowę.Z tego powodu krótkie projektowanie kolumn jest szczególnie ważne w mniej rozwiniętych narodach w obszarach skłonnych do trzęsień ziemi, takich jak Honduras i Indie.

Ze względu na ich względną sztywność w porównaniu z innymi członkami strukturalnymi, krótkie kolumny doświadczają zwiększonego zapotrzebowania sejsmicznego, poddając je większej sile w trzęsieniu ziemi.Zjawisko to znane jest jako efekt krótkiej kolumny.Krótkie kolumny, które zawodzą w ten sposób, charakteryzują się pęknięciami w kształcie X widocznym na zewnątrz kolumny.Projektanci na ogół unikają korzystania z takich kolumn w budynkach, gdy tylko jest to możliwe, aby uniknąć efektu krótkiej kolumny.Tam, gdzie nie można uniknąć ich użycia, projektanci zazwyczaj zwiększają odporność projektu konstrukcyjnego, aby zrekompensować zwiększone ryzyko.