Co je krátký sloupec?
Krátký sloupec je strukturální člen, jehož relativně krátká délka prakticky zajišťuje, že selže v kompresi, pokud je rovnoměrně načtena podél jeho osy. Sloupce lze klasifikovat jako krátké, střední nebo dlouhé, v závislosti na jejich délkách, jejich materiálových vlastnostech a délkách dalších sloupců ve stejné struktuře. Krátký sloupec se liší od středního nebo dlouhého sloupce, z nichž každá může selhat ohýbáním, když je rovnoměrně naložena podél osy. Spíše, zda je sloupec považován za krátký, závisí na různých faktorech. Krátký sloupec může být vyroben z různých materiálů včetně strukturální oceli, slitin hliníku, vyztuženého betonu nebo dokonce dřeva. V závislosti na tom, ze které z těchto materiálů jsou vyrobeny, mohou být krátké sloupce odlišné délky kvůli různým silným stránkám těchto materiálů. Strukturální sloupce, které jsou krátké délky vzhledem k ostatním sloupcům na konkrétním příběhu budovy, jsou AlTakže zvažovány krátké sloupce.
sloupce nejčastěji selhávají v jednom ze dvou režimů. Mohou být rozdrceny, což znamená, že v kompresi selhali, nebo se mohou ohýbat, což je jev známý jako vzpěr. Který režim selhávají, závisí na různých faktorech včetně geometrie sloupce a vlastností materiálu sloupce. Důležité je také rozdělení tlakových sil přes průřezovou oblast sloupce. Pokud je komprese nerovnoměrně aplikována přes sloupec, s větší silou na jednom okraji než druhá, zvyšují se šance na vzpěr.
relativně krátké sloupce s největší pravděpodobností selhávají v kompresi. Napětí na sloupci v důsledku zatížení musí být menší než síla sloupce, aby sloupec podporoval zatížení. Budovy jsou speciálně navrženy tak, aby zajistily, že tomu tak je; Jinak by se budova zhroutila.
Pro bezpečnost, sloupcejsou navrženy tak, aby byly za očekávaných podmínek silnější, než je nutné. Toto je známé jako bezpečnostní marže. Bezpečnostní okraj pomáhá zajistit, aby množství napětí, které každý sloupec dokáže odolat, přesahuje stres, který zažívá ve skutečném použití. Ve vzácných okolnostech, jako je například přírodní katastrofa, však stres na sloupci může neočekávaně překročit jeho sílu, což způsobuje selhání sloupce. To představuje důležitý problém pro návrh krátkého sloupce.
Ve srovnání s jinými sloupci jsou krátké sloupce relativně tužší, což vede k větší náchylnosti k poškození během zemětřesení nebo jiných extrémních událostí. Zvláštní pozornost musí být proto věnována jejich návrhu, aby byla zajištěna zvuková konstrukce. Z tohoto důvodu je návrh krátkého sloupce obzvláště důležitý v méně rozvinutých zemích v oblastech náchylných k zemětřesením, jako jsou Honduras a Indie.
Vzhledem k jejich relativní tuhosti ve srovnání s jinými strukturálními členy, krátké sloupce zažívají zvýšenou seismickou poptávku a podrobují thk větší síle při zemětřesení. Tento jev je známý jako efekt krátkého sloupce. Krátké sloupce, které selhávají tímto způsobem, jsou charakterizovány trhlinami ve tvaru x viditelné na vnější straně sloupce. Návrháři se obecně vyhýbají použití takových sloupců v budovách, kdykoli je to možné, aby se zabránilo krátkému efektu sloupce. Tam, kde jejich použití nelze zabránit, návrháři obvykle zvýší robustnost strukturálního designu, aby kompenzovali zvýšené riziko.