Co to jest słup belkowy?

Słup belki to pionowy element, który przenosi obciążenie — ciężar, siłę wiatru i siłę sejsmiczną — na belkę nad nią. Osiąga się to poprzez przeniesienie tego obciążenia w dół, przez zbudowaną konstrukcję, na jej fundament. Słupy belkowe były stosowane w budownictwie od czasów starożytnych. Niektóre znane wczesne przykłady tego obejmują rzymskie Koloseum i grecki Partenon.

Nowoczesne drapacze chmur nie byłyby możliwe bez zastosowania systemu słupów z belek stalowych. Jeden z pierwszych drapaczy chmur wykorzystujących tego rodzaju konstrukcję był w Woolworth Building, który został zbudowany w Nowym Jorku w 1913 roku. Zazwyczaj w ramach wieżowca stalowe belki dwuteowe opierają się na kolumnach w kształcie litery H. Dłuższe boki półki słupa w kształcie litery H są grubsze niż środkowy element środnika. Dzieje się tak, aby lepiej wytrzymać siły ściskające.

Te elementy ram konstrukcyjnych mogą być wykonane z wielu różnych materiałów. Podobnie jak w Partenonie i Koloseum, wiele starszych kolumn nośnych wykonano z kamienia. Ponadto drewno jest często wykorzystywane do tego celu w konstrukcji szkieletu drewnianego. Ponadto systemy słupów z belek betonowych są często wykorzystywane do budowy mostów autostradowych i innych budynków.

Gdy te elementy nośne są wykonane ze stali, mogą mieć różne kształty. Oprócz słupa z belką w kształcie litery H, często wykorzystuje się również okrągłe i kwadratowe sekcje rurowe ze stali. Czasami te puste kolumny są wypełnione betonem, co dodatkowo je wzmacnia.

Projekt słupa z belką jest zwykle najlepiej wykonywany przez inżyniera budowlanego. Inżynierowie budowlani używają złożonych wzorów matematycznych do obliczania przewidywanego obciążenia słupa. Pomaga to zapewnić wystarczającą liczbę słupów belkowych w konstrukcji szkieletowej, aby wesprzeć gmach i wszelkie siły, takie jak wiatr i ruch ziemi, które mogą na niego oddziaływać.

W większości form tego rodzaju konstrukcji stosuje się zwykle specjalne połączenia belkowo-słupowe. W konstrukcji stalowej słup jest często spawany do stalowej płyty, a następnie przykręcany lub nitowany do belki. Często stosuje się różne kształty, takie jak żebra lub elastyczne płyty końcowe.
Awaria tego typu konstrukcji może skutkować wyboczeniem słupa. Czasami może się tak zdarzyć, między innymi w przypadku użycia wadliwych materiałów lub błędnego obliczenia nośności. Jeśli obciążenie jest wystarczająco duże dla konstrukcji szkieletowej belki i słupa, może się ona zawalić. Dlatego ważne jest odpowiednie zaprojektowanie tego typu konstrukcji.