Một cột ngắn là gì?

Một cột ngắn là một thành viên cấu trúc có chiều dài tương đối ngắn hầu như đảm bảo nó sẽ bị hỏng trong nén nếu nó được tải đều dọc theo trục của nó.Các cột có thể được phân loại là ngắn, trung gian hoặc dài, tùy thuộc vào độ dài của chúng, tính chất vật liệu của chúng và độ dài của các cột khác trong cùng một cấu trúc.Một cột ngắn khác với một cột trung bình hoặc dài, mỗi cột có thể bị hỏng bằng cách uốn cong khi tải đều dọc theo trục. Không có độ dài cụ thể hoặc phạm vi độ dài xác định một cột ngắn.Thay vào đó, liệu một cột được coi là ngắn hay phụ thuộc vào một loạt các yếu tố.Một cột ngắn có thể được làm bằng các vật liệu khác nhau bao gồm thép kết cấu, hợp kim nhôm, bê tông cốt thép hoặc thậm chí gỗ.Tùy thuộc vào những vật liệu này được làm từ đó, các cột ngắn có thể có độ dài khác nhau do các thế mạnh khác nhau của các vật liệu này.Các cột cấu trúc có chiều dài ngắn so với các cột khác trên một câu chuyện cụ thể về tòa nhà cũng được coi là các cột ngắn. Các cột thường bị lỗi nhất ở một trong hai chế độ.Chúng có thể bị nghiền nát, có nghĩa là chúng thất bại trong nén, hoặc chúng có thể uốn cong, đó là một hiện tượng được gọi là Buckling.Chế độ nào chúng thất bại phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm hình học của cột và các thuộc tính vật liệu của cột.Phân phối các lực nén trên khu vực mặt cắt ngang của cột cũng rất quan trọng.Nếu nén được áp dụng không đều trên cột, với nhiều lực hơn trên một cạnh so với một cạnh khác, thì cơ hội oằn được tăng lên. Các cột tương đối ngắn có khả năng bị hỏng trong nén.Ứng suất trên một cột do tải phải nhỏ hơn cường độ của cột để cột hỗ trợ tải.Các tòa nhà được thiết kế đặc biệt để đảm bảo rằng đây là trường hợp;Nếu không, tòa nhà sẽ sụp đổ.Đối với an toàn, các cột được thiết kế mạnh hơn cần thiết trong các điều kiện dự kiến.Điều này được gọi là một biên độ an toàn.Biên độ an toàn giúp đảm bảo rằng lượng căng thẳng mà mỗi cột có thể chịu được vượt quá căng thẳng mà nó trải qua trong việc sử dụng thực tế.Trong những trường hợp hiếm hoi, chẳng hạn như thảm họa tự nhiên, tuy nhiên, sự căng thẳng trên một cột có thể vượt quá sức mạnh của nó, gây ra sự thất bại của cột.Điều này đặt ra một mối quan tâm quan trọng đối với thiết kế cột ngắn.

So với các cột khác, các cột ngắn tương đối cứng hơn, dẫn đến sự nhạy cảm lớn hơn đối với thiệt hại trong trận động đất hoặc các sự kiện cực đoan khác.Do đó, đặc biệt chú ý đến thiết kế của họ để đảm bảo xây dựng âm thanh.Vì lý do này, thiết kế cột ngắn đặc biệt quan trọng ở các quốc gia kém phát triển ở các khu vực dễ bị động đất, như Honduras và Ấn Độ.Do độ cứng tương đối của chúng so với các thành viên cấu trúc khác, các cột ngắn trải qua nhu cầu địa chấn tăng, khiến họ phải chịu nhiều lực hơn trong một trận động đất.Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng cột ngắn.Các cột ngắn bị lỗi theo cách này được đặc trưng bởi các vết nứt trong hình dạng của X có thể nhìn thấy ở bên ngoài cột.Các nhà thiết kế thường tránh việc sử dụng các cột như vậy trong các tòa nhà bất cứ khi nào có thể để tránh hiệu ứng cột ngắn.Khi sử dụng của họ không thể tránh được, các nhà thiết kế thường sẽ tăng sự mạnh mẽ của thiết kế cấu trúc để bù đắp cho rủi ro tăng lên.