Kaj je kratek stolpec?

Kratek steber je konstrukcijski element, katerega relativno kratka dolžina praktično zagotavlja, da ne bo pri stiskanju, če je enakomerno obremenjen vzdolž svoje osi. Stolpce lahko razvrstimo kot kratke, vmesne ali dolge, odvisno od njihove dolžine, lastnosti materiala in dolžine drugih stolpcev v isti strukturi. Kratek steber se razlikuje od srednjega ali dolgega stebra, od katerih lahko vsak odpove z upogibanjem, če je enakomerno obremenjen vzdolž osi.

Nobena posamezna določena dolžina ali obseg dolžin ne opredeljuje kratkega stolpca. Ali je stolpec kratek, je odvisno od številnih dejavnikov. Kratek steber je lahko izdelan iz različnih materialov, vključno iz konstrukcijskega jekla, aluminijevih zlitin, armiranega betona ali celo lesa. Odvisno od tega, iz katerega od teh materialov so izdelani, so lahko kratki stebri različnih dolžin zaradi različnih trdnosti teh materialov. Konstrukcijski stebri, ki so kratki glede na druge stebre na določeni nadstropji stavbe, se prav tako štejejo za kratke stebre.

Stolpci najpogosteje ne uspejo v enem od dveh načinov. Lahko so zdrobljeni, kar pomeni, da niso uspeli pri stiskanju, ali pa se upognejo, kar je pojav, znan kot upogibanje. V katerem načinu ne uspejo, je odvisno od različnih dejavnikov, vključno z geometrijo stebra in lastnostmi materiala stebra. Pomembna je tudi porazdelitev tlačnih sil po površini prečnega prereza stebra. Če je stiskanje neenakomerno uporabljeno po stebru, z večjo silo na enem robu kot na drugem, se poveča možnost upogibanja.

Relativno kratki stolpci najverjetneje ne bodo uspeli pri stiskanju. Napetost na stebru zaradi obremenitve mora biti manjša od trdnosti stebra, da lahko steber prenese obremenitev. Stavbe so zasnovane posebej za zagotavljanje tega; sicer bi se stavba porušila.

Zaradi varnosti so stebri zasnovani tako, da so v pričakovanih pogojih močnejši, kot je potrebno. To je znano kot varnostna meja. Varnostna meja pomaga zagotoviti, da količina obremenitve, ki jo lahko prenese vsak stolpec, presega obremenitev, ki jo doživlja pri dejanski uporabi. V redkih okoliščinah, kot je naravna nesreča, pa lahko obremenitev stebra nepričakovano preseže njegovo moč, kar povzroči okvaro stebra. To predstavlja pomembno skrb za oblikovanje kratkih stolpcev.

V primerjavi z drugimi stebri so kratki stebri relativno togi, kar ima za posledico večjo dovzetnost za poškodbe med potresom ali drugimi ekstremnimi dogodki. Zato je treba posebno pozornost nameniti njihovi zasnovi, da se zagotovi dobra konstrukcija. Zaradi tega je oblikovanje kratkih stebrov še posebej pomembno v manj razvitih državah na območjih, ki so nagnjena k potresom, kot sta Honduras in Indija.
Zaradi svoje relativne togosti v primerjavi z drugimi konstrukcijskimi elementi imajo kratki stebri povečano potresno povpraševanje, zaradi česar so v potresu izpostavljeni večji sili. Ta pojav je znan kot učinek kratkega stolpca. Za kratke stebre, ki ne uspejo na ta način, so značilne razpoke v obliki črke X, vidne na zunanji strani stebra. Oblikovalci se na splošno izogibajo uporabi takšnih stebrov v stavbah, kadar koli je to mogoče, da bi se izognili učinku kratkega stebra. Kjer se njihovi uporabi ni mogoče izogniti, bodo projektanti običajno povečali robustnost konstrukcijske zasnove, da bi nadomestili povečano tveganje.