Kas yra trumpas stulpelis?

Trumpas stulpelis yra konstrukcijos elementas, kurio santykinai trumpas ilgis iš esmės užtikrina, kad jis nesuges, jei jis bus tolygiai apkrautas išilgai savo ašies. Kolonos gali būti skirstomos į trumpas, tarpines arba ilgas, atsižvelgiant į jų ilgį, medžiagų savybes ir kitų tos pačios struktūros stulpelių ilgius. Trumpas stulpelis skiriasi nuo vidutinio ar ilgo stulpelio, kurių kiekvienas gali sugesti, kai tolygiai apkraunamas išilgai ašies.

Joks konkretus ilgis ar ilgių diapazonas neapibrėžia trumpo stulpelio. Atvirkščiai, ar stulpelis laikomas trumpu, priklauso nuo įvairių veiksnių. Trumpa kolona gali būti pagaminta iš įvairių medžiagų, įskaitant konstrukcinį plieną, aliuminio lydinius, gelžbetonį ar net medieną. Priklausomai nuo to, iš kurios iš šių medžiagų jie pagaminti, trumpos kolonos gali būti skirtingo ilgio dėl skirtingų šių medžiagų stiprumo. Konstrukcinės kolonos, kurių ilgis yra trumpas, palyginti su kitomis kolonomis tam tikroje pastato aukštyje, taip pat laikomos trumpomis kolonomis.

Stulpeliai dažniausiai sugenda vienu iš dviejų režimų. Jie gali būti sutraiškyti, o tai reiškia, kad nepavyko suspausti, arba jie gali sulenkti, o tai yra reiškinys, vadinamas sulenkimu. Kuris režimas jiems nepavyksta, priklauso nuo įvairių veiksnių, įskaitant kolonėlės geometriją ir kolonėlės medžiagos savybes. Taip pat svarbus yra gniuždymo jėgų pasiskirstymas per kolonos skerspjūvio plotą. Jei suspaudimas taikomas netolygiai visoje kolonėlėje, o viename krašte veikiama didesnė jėga nei kitame, padidėja sulinkimo tikimybė.

Palyginti trumpi stulpeliai greičiausiai nepavyks glaudinant. Kad kolona išlaikytų apkrovą, dėl apkrovos atsirandantis įtempis turi būti mažesnis už kolonos stiprumą. Pastatai yra specialiai suprojektuoti taip, kad tai būtų užtikrinta; kitu atveju pastatas sugriūtų.

Saugumo sumetimais kolonos suprojektuotos taip, kad būtų tvirtesnės nei būtina numatomomis sąlygomis. Tai žinoma kaip saugos riba. Saugos riba padeda užtikrinti, kad kiekvienos kolonėlės įtempimas viršija įtempį, kurį ji patiria naudojant faktiškai. Tačiau retomis aplinkybėmis, pavyzdžiui, stichinės nelaimės atveju, kolonos įtempimas gali netikėtai viršyti jos stiprumą ir sukelti kolonos gedimą. Tai kelia didelį susirūpinimą trumpų kolonų dizainui.

Palyginti su kitomis kolonomis, trumpos kolonos yra palyginti standesnės, todėl jos yra labiau linkusios pažeisti žemės drebėjimo ar kitų ekstremalių įvykių metu. Todėl ypatingas dėmesys turi būti skiriamas jų konstrukcijai, kad būtų užtikrinta patikima konstrukcija. Dėl šios priežasties trumpų stulpelių dizainas yra ypač svarbus mažiau išsivysčiusiose šalyse vietovėse, kuriose gali kilti žemės drebėjimų, pavyzdžiui, Hondūre ir Indijoje.
Dėl santykinio standumo, palyginti su kitais konstrukciniais elementais, trumpos kolonos patiria padidėjusį seisminį poreikį, todėl žemės drebėjimo metu jie patiria didesnę jėgą. Šis reiškinys žinomas kaip trumpo stulpelio efektas. Taip sugendančioms trumpoms kolonoms būdingi X formos įtrūkimai, matomi kolonos išorėje. Projektuotojai paprastai vengia naudoti tokias kolonas pastatuose, kai tik įmanoma, kad išvengtų trumpos kolonos efekto. Jei negalima išvengti jų naudojimo, projektuotojai paprastai padidina konstrukcijos tvirtumą, kad kompensuotų padidėjusią riziką.