اجرا و کاربرد
ستون قوطی یا تیرآهن دوبل؟ مقایسهٔ اجرایی برای اسکلت فلزی
ستون قوطی و ستون دوبل تیرآهن از نظر رفتار سازهای، اتصال تیر، ساخت، رنگ و خوردگی؛ نکتههایی برای هماهنگی با مهندس و سفارش درست آهنآلات ستون.
- انتشار:
- بهروزرسانی:
- زمان مطالعه
- ۵ دقیقه مطالعه

فهرست مطالب
در بیشتر ساختمانهای اسکلت فلزی کوچک و متوسط، دو گزینهٔ آشنا برای ستون روی میز است: ستون قوطی (مقطع بستهٔ مربع یا مستطیل) و ستون دوبل تیرآهن (دو تیرآهن که با ورق یا تسمه به هم متصل میشوند). در این راهنما ستون قوطی و ستون دوبل را از نگاه اجرا مقایسه میکنیم: رفتار کلی مقطع، اتصال تیر، ساخت در کارگاه، رنگ و خوردگی، و آنچه باید سفارش داد. تصمیم نهایی دربارهٔ نوع و ابعاد ستون همیشه با مهندس محاسب است؛ هدف ما این است که گفتوگوی شما با او و خرید آهنآلات دقیقتر شود.
دو گزینه را بشناسیم
ستون قوطی یک مقطع بسته است. میتواند قوطی آمادهٔ کارخانهای باشد، مثل قوطی مربع (SHS) و قوطی مستطیل (RHS) که در کاتالوگ آهن آسا با استاندارد EN 10219-2 و گرید S235JRH عرضه میشوند، یا ستون «باکس» که از جوش چهار ورق ساخته میشود. در ستون باکس ساختنی، ورقها معمولاً از ورق ضخیم مثل ورق سیاه ضخیم S235JR تأمین میشوند.
ستون دوبل تیرآهن از دو شاخه تیرآهن IPE (یا گاهی IPN) ساخته میشود که در فاصلهٔ مشخصی کنار هم قرار میگیرند و با ورقهای سرتاسری یا تسمههای فاصلهدار (بست) به هم جوش میشوند. اگر تفاوت دو تیرآهن IPE و IPN برایتان روشن نیست، راهنمای تفاوت تیرآهن IPE و IPN را ببینید.
رفتار مقطع: محور ضعیف، پیچش و بار دوطرفه
یک تیرآهن تکی محور قوی و محور ضعیف دارد؛ یعنی در یک جهت سخت و در جهت دیگر نرمتر است. دوبل کردن تیرآهنها و فاصله دادن آنها از هم بخشی از این ضعف را جبران میکند، اما رفتار ستون به جزئیات اتصال دو شاخه هم بستگی دارد.
مقطع بسته از این نظر متفاوت است. به گفتهٔ مؤسسهٔ لولههای فولادی (Steel Tube Institute) در مقالهای فنی، مقاطع توخالی در برابر پیچش بیش از ۲۰۰ برابر مقاطع باز هموزن مقاومت دارند و چون محور ضعیف ندارند، در ستونهای بلند معمولاً به مهاربندی کمتری نیاز است؛ همین منبع مقطع توخالی را برای ستونهای گوشه، جایی که مقاومت در هر دو محور مهم است، توصیه میکند. یک تولیدکنندهٔ قوطی (Atlas Tube) هم در متنی تبلیغاتی ادعا میکند که ستون قوطی در ظرفیت محوری برابر، جای کمتری از نقشه میگیرد و در خمش دومحوره کارآمد است.
اینها مزیتهای کلی مقطع است، نه نتیجهٔ طراحی یک ساختمان مشخص. اینکه در پروژهٔ شما کدام مقطع با چه ابعادی لازم است، به بارها، ارتفاع طبقه، سیستم باربر جانبی و الزامات مبحث دهم مقررات ملی ساختمان بستگی دارد و فقط مهندس محاسب میتواند آن را تعیین کند.
اتصال تیر به ستون
در اجرا، اتصال تیر به ستون یکی از تعیینکنندهترین تفاوتهاست:
- ستون دوبل: بالها و فضای بین دو شاخه در دسترس جوشکار است. نشیمن، ورق اتصال و سختکنندهها روی سطوح باز نصب و بازرسی میشوند و کنترل چشمی جوش سادهتر است.
- ستون قوطی: بعد از بسته شدن مقطع، داخل آن در دسترس نیست. هر قطعهای که باید داخل ستون باشد (مثلاً ورقهای پیوستگی یا دیافراگم در اتصالهای گیردار، اگر طراح بخواهد) باید پیش از بستن آخرین وجه یا با جزئیات ویژه اجرا شود. منبع یادشدهٔ Steel Tube Institute توصیه میکند بهجای ورقی که از داخل ستون عبور میکند، ورق برشی روی وجه ستون مشخص شود و این را راه اقتصادیتر میداند. تولیدکنندهٔ یادشده هم از پیچهای یکطرفه (Blind Bolt) برای اتصال به مقطع بسته نام میبرد.
پس اگر نقشهٔ شما اتصالهای گیردار زیادی دارد، پیش از انتخاب ستون قوطی جزئیات اجرایی اتصال را با طراح و پیمانکار اسکلت مرور کنید.
ساخت در کارگاه و کنترل کیفیت
ستون دوبل یعنی دو شاخه تیرآهن، ورق یا تسمهٔ اتصال و مقدار قابلتوجهی جوش طولی یا موضعی. کیفیت نهایی به تراز بودن دو شاخه، فاصلهٔ درست آنها و کیفیت جوش بستها وابسته است.
ستون قوطی آماده جوش طولی کارخانهای دارد و در کارگاه فقط برش، صفحهستون و اتصالها به آن اضافه میشود؛ بنابراین حجم جوش کارگاهی کمتر است. ستون باکس ساختنی از ورق برعکس، جوش طولی زیادی میخواهد و کیفیت آن به تجهیزات و مهارت سازنده بستگی دارد.
| موضوع | ستون قوطی | ستون دوبل تیرآهن |
|---|---|---|
| رفتار پیچشی و دومحوره | مقطع بسته، بدون محور ضعیف | دو مقطع باز، وابسته به اتصال دو شاخه |
| اتصال تیر | داخل مقطع پس از بستن در دسترس نیست | سطوح باز و در دسترس |
| جوش کارگاهی | کم در قوطی آماده؛ زیاد در باکس ساختنی | جوش بستها یا ورقهای سرتاسری |
| رنگ و نگهداری | سطح بیرونی کمتر، بدون گوشهٔ تورفته | گوشهها و فضای بین شاخهها |
| اقلام خرید | قوطی یا ورق ضخیم | تیرآهن + ورق یا تسمه |
رنگ، پوشش و خوردگی
به گفتهٔ Atlas Tube، مقطع توخالی در ظرفیت برابر محیط و سطح بیرونی کمتری از مقطع باز دارد و به مصالح کمتری برای رنگ یا پوشش ضدحریق نیاز دارد؛ همین سازنده میگوید چون گوشهٔ تورفته ندارد، اجرای رنگ سادهتر است و ضخامت پوشش در گوشهها یکنواختتر میماند. در ستون دوبل، فضای بین دو شاخه و پشت بستها برای رنگآمیزی و بازدید دسترسی سختتری دارد.
در مقابل، داخل ستون قوطی پس از ساخت دیده نمیشود. نکتهٔ عملی این است که آب باران دوران اجرا و رطوبت نباید به داخل ستون راه پیدا کند و سر ستونها باید درست بسته شود. اگر ستون یا قاب گالوانیزه گرم میشود، راهنمای SN50 دربارهٔ طراحی برای گالوانیزه تأکید میکند که مقاطع توخالی به سوراخهای تهویه و تخلیه نزدیک دو سر، در دو طرف مقابل، نیاز دارند تا روی سطح داخلی هم پوشش بنشیند؛ همین راهنما ساختن محفظهٔ کاملاً بسته در قطعهای که گالوانیزه میشود را ممنوع میداند. برای نگهداری آهنآلات پیش از نصب هم راهنمای نگهداری آهنآلات در کارگاه را ببینید.
سفارش آهنآلات ستون
- ستون قوطی آماده: ابعاد بیرونی، ضخامت دیواره، طول هر شاخه و تعداد را دقیقاً از نقشه بردارید. قوطیها در دستهٔ قوطی و پروفیل آمدهاند.
- ستون باکس ساختنی: فهرست ورق را بر اساس ضخامت و عرض هر وجه و طول ستون تهیه کنید و پرت برش را در نظر بگیرید.
- ستون دوبل: تعداد شاخههای تیرآهن، بهعلاوهٔ ورقهای سرتاسری یا تسمههای بست و ورق صفحهستون.
- برای هر سه حالت، گواهی کارخانه و گرید مشخصشده در نقشه را هنگام تحویل کنترل کنید و هر جایگزینی (سایز، ضخامت یا نوع مقطع) را فقط با تأیید کتبی مهندس محاسب بپذیرید.
جمعبندی
ستون قوطی و ستون دوبل تیرآهن هر دو در اسکلت فلزی جا افتادهاند. مقطع بسته در پیچش و بار دوطرفه کارآمد است، سطح کمتری برای رنگ دارد و جوش کارگاهی قوطی آماده کمتر است، اما داخل آن در دسترس نیست و جزئیات اتصال گیردار را باید از قبل حل کرد. ستون دوبل دسترسی سادهتری برای اتصال و بازرسی دارد ولی جوش و دقت ساخت بیشتری میخواهد. انتخاب با مهندس محاسب است؛ وقتی نقشه نهایی شد، برای تهیهٔ فهرست و استعلام قوطی، تیرآهن و ورق ستونها میتوانید با کارشناسان آهن آسا تماس بگیرید.
پرسشهای متداول
ستون قوطی قویتر است یا ستون دوبل تیرآهن؟
هیچکدام بهطور مطلق قویتر نیست. مقطع بسته در پیچش و بار دومحوره کارآمدتر است و ستون دوبل در اتصال تیر و دسترسی سادهتر است؛ انتخاب و ابعاد ستون را مهندس محاسب بر اساس بارها و نقشه تعیین میکند.
آیا میتوان در کارگاه ستون دوبل را با قوطی عوض کرد؟
نه بدون تأیید کتبی مهندس محاسب. تغییر نوع مقطع، جزئیات اتصال تیر، صفحهستون و گاهی بادبندها را عوض میکند و باید در محاسبات و نقشههای اجرایی بررسی شود.
داخل ستون قوطی زنگ نمیزند؟
داخل مقطع بسته بعد از ساخت دیده نمیشود، پس آب و رطوبت نباید راهی به آن داشته باشد. اگر قطعه گالوانیزه گرم میشود، طبق راهنمای طراحی برای گالوانیزه باید سوراخهای تهویه و تخلیه در دو سر آن پیشبینی شود تا روی داخلی هم پوشش بگیرد.
برای ستون قوطی چه چیزی باید سفارش داد؟
برای ستون قوطی آماده، قوطی مربع یا مستطیل با ابعاد، ضخامت و طول مشخص در نقشه؛ و برای ستون دوبل، تیرآهن بههمراه ورق یا تسمههای اتصال. فهرست را از روی نقشهٔ اجرایی و با در نظر گرفتن پرت برش تهیه کنید.
منابع
- A Hollow Structural Section Tribute — Steel Tube Institute
- Top 10 Reasons to Use HSS in Your Next Design — Atlas Tube (Zekelman Industries)
- SIGNS SN50: Design for Hot Dip Galvanizing of Steelwork — BCSA (Steel Industry Guidance Notes)
نویسنده: تحریریهٔ آهن آسا
مقالات مرتبط

اجرا و کاربرد
نگهداری آهنآلات در کارگاه؛ جلوگیری از زنگزدگی میلگرد، تیرآهن و ورق
نگهداری آهنآلات در کارگاه: چیدن میلگرد و تیرآهن روی تکیهگاه، پوشش درست، زهکشی، تشخیص زنگ سطحی از خوردگی مضر و تمیز کردن میلگرد پیش از بتنریزی.
۶ دقیقه مطالعه

راهنمای خرید
راهنمای خرید قوطی ساختمانی؛ ابعاد، ضخامت، وزن و نکتههای سفارش برای سازهٔ سبک
پیش از خرید قوطی ساختمانی مربع و مستطیل چه چیزهایی را بدانیم؛ ابعاد و ضخامت رایج، جدول وزن هر متر و هر شاخه، گرید S235JRH و نکتههای سفارش.
۵ دقیقه مطالعه

فناوری و روشهای نوین ساخت
سازهٔ فولادی سبک (LSF) چیست؟ معرفی، مزایا، محدودیتها و جای آهنآلات در آن
سازه LSF یا قاب فولادی سبک چیست، چطور ساخته میشود، چه مزایا و محدودیتهایی دارد و میلگرد، تیرآهن و قوطی هنوز کجای چنین ساختمانی به کار میآیند.
۵ دقیقه مطالعه