Dầm và cột trong cấu trúc tòa nhà

Dầm và cột là hai loại yếu tố cấu trúc quan trọng đóng vai trò chính trong việc tạo ra một đường tải an toàn để chuyển trọng lượng và lực tác dụng lên một kết cấu đến nền móng và vào mặt đất. Dầm và cột có thể được xây dựng bằng các hình dạng và vật liệu giống nhau nhưng mỗi loại phục vụ một chức năng khác nhau và được thiết kế khác nhau.

Dầm thường là các yếu tố cấu trúc nằm ngang mang tải vuông góc với hướng dọc của chúng. Hãy nghĩ về một chùm cân bằng trong thể dục dụng cụ. Đó là một vật thể hình chữ nhật dài 15 feet và được hỗ trợ ở cả hai đầu. Khi một người đang đi trên dầm gần giữa nhịp, trọng lượng của họ là một lực hướng xuống thẳng đứng tác dụng vuông góc với hướng dọc của chùm tia.

Dầm được sử dụng để hỗ trợ trọng lượng của sàn, trần và mái của tòa nhà và để chuyển tải cho phần tử chịu tải thẳng đứng của kết cấu. Đôi khi các dầm lớn hơn và nặng hơn được gọi là dầm chuyển được sử dụng để hỗ trợ trọng lượng tích lũy của các bức tường xếp chồng hoặc các dầm khác và chuyển tải cho các giá đỡ.

Việc thiết kế hoặc định cỡ dầm đòi hỏi sự hiểu biết về các nguyên tắc vật lý cơ bản và thống kê kỹ thuật. Một kỹ sư kết cấu được đào tạo và trang bị đầy đủ để kiểm tra tải trọng tác dụng lên một chùm tia, tính toán các lực và ứng suất lên nó và chọn vật liệu, kích thước và hình dạng phù hợp. Một phần của công việc tư vấn kỹ thuật tôi cung cấp cho khách hàng của mình là thiết kế kết cấu dầm trong các tòa nhà mới và phục hồi hoặc tăng cường các dầm hiện có trong một cấu trúc.

Trong trường hợp của một tòa nhà mới, sẽ linh hoạt hơn trong việc lựa chọn kích thước và loại vật liệu cho dầm hoạt động tốt nhất cho kết cấu. Các loại vật liệu phổ biến nhất tôi khuyên dùng cho khách hàng của mình là dầm được làm từ các phần thép, bê tông cốt thép, vữa xây, và dầm làm từ gỗ. Tất cả các vật liệu có ưu và nhược điểm của chúng, nhưng thường được lựa chọn dựa trên chi phí, kích thước và đánh giá lửa của chúng.

Khi làm việc trên thiết kế cấu trúc của một chùm mới hoặc phục hồi của một chùm hiện có, có một vài yếu tố tôi tính đến. Các yếu tố này bao gồm tải trọng tác dụng lên chùm tia, chiều dài hoặc nhịp của chùm tia, chiều cao rõ ràng có sẵn bên dưới chùm tia hoặc bất kỳ giới hạn nào về hình học, giới hạn lệch của chùm tia, cường độ của vật liệu, cũng như khả năng chống cháy và chống cháy . Các yếu tố tương tự được sử dụng khi thiết kế cột.

Cột là các yếu tố cấu trúc thẳng đứng trong đó tải được truyền song song với trục dọc là nén và đôi khi là lực căng. Ví dụ, hãy nghĩ về một cái bàn hình chữ nhật có bốn chân ở các góc. Trọng lượng của bàn và tất cả các vật trên bàn được chuyển xuống sàn thông qua các chân đóng vai trò nén. Trong trường hợp này, chân có thể được coi là cột.

Cột được sử dụng để hỗ trợ dầm sàn / mái và các cột của sàn ở trên. Các cột ở tầng dưới cùng của một tòa nhà cao phải mang trọng lượng tích lũy của tất cả các tầng trên. Đây là lý do tại sao vị trí của các cột lý tưởng phải nhất quán trong tất cả các tầng. Điều này không phải lúc nào cũng có thể đặc biệt là với một thiết kế kiến ​​trúc đầy thách thức trong đó mỗi tầng có bố cục khác nhau. Trong những trường hợp như vậy, tôi thường khuyến khích khách hàng tham gia nhóm thiết kế kết cấu sớm trong dự án để hợp tác với các kiến ​​trúc sư để động não bố trí cột lý tưởng nhất.

Khi thiết kế một cột trong một tòa nhà mới, tôi xem xét một vài yếu tố. Tôi bắt đầu với việc tính toán trọng lượng của sàn / mái được cột hỗ trợ sau đó chọn vật liệu và kích thước theo yêu cầu. Chiều cao của cột đóng một phần chính trong kích thước tổng thể của cột. Một cột hỗ trợ 1000 pounds và cao 10 feet có thể cần phải lớn gấp đôi một cột hỗ trợ 1000 pounds và cao 20 feet. Tất cả phụ thuộc vào các đặc tính hình học và vật liệu của cột.

Hy vọng rằng điều này cung cấp cho bạn một ý tưởng tốt về dầm và cột trong cấu trúc và tòa nhà, và tại sao chúng là các yếu tố cấu trúc rất quan trọng không thể bỏ qua. Lần tới khi bạn bước vào một tòa nhà hoặc lái xe qua một cây cầu, hãy thử nhìn xung quanh và tìm ra những yếu tố bạn thấy được sử dụng như dầm và cột nào. Nếu bạn đang bị mắc kẹt hoặc có bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến cấu trúc bạn đang xem, vui lòng để lại nhận xét bên dưới và chúng tôi rất sẵn lòng giúp bạn!

Hits: 263