آشنایی با سازه فولادی سبک (LSF)

سازه فولادی سبک (LSF)

آشنایی با سازه فولادی سبک (LSF)

در این مطلب آموزشی از نواندیشان با سازه فولادی سبک (LSF) یا همان قاب فولادی سبک (Lightweight Steel Framing) و مشخصات و ویژگی های آشنا خواهید شد.

مقدمه

استفاده از فولاد سرد نوردشده از دهه ۱۸۵۰ میلادی آغاز گردید. ولی استفاده از آن تا انتشار اولین ضوابط انجمن امریکایی آهن در ۱۹۴۶ گسترش زیادی پیدا نکرد. امروزه بدلیل کیفیت مناسب ساخت و سرعت بالا و مقاومت بالا در برابر زلزله از آن در کشورهای انگلستان، امریکا، کانادا، استرالیا، ژاپن و… استفاده می کنند. این سیستم ساختمانی دارای تاییدیه فنی از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن بوده و بعنوان یکی از تکنولوژی های نوین ساختمان در کشور به طور رسمی معرفی شده است.

تعریف و توضیح سازه فولادی سبک (LSF)

سازه فولادی سبک که به اختصار به آن سازه (LSF) گفته می شود، یکی از سیستم های نوین ساختمانی است که برای اجرای ساختمان های با طبقات محدود که معمولا تا ۵ طبقه می باشد استفاده می شود و از سیستم های مورد تایید مهندسان عمران در کشورهای توسعه یافته و مدرن می باشد. این سازه از ورق های فولادی نورد شده برای تامین پایداری ساختمان، صفحات و تخته های گچی به عنوان پوشش درونی و قطعات دیواره خارجی به عنوان نما تشکیل شده است. این سیستم توانایی ترکیب با سیستم های سازه ای دیگر را دارا می باشد. استفاده از این سیستم وزن سازه را تا پنجاه درصد کاهش می دهد و این بزرگترین امتیاز در برابر زلزله می باشد.

این سیستم که شباهت زیادی به روش های ساخت ساختمان های چوبی دارد، بر اساس کاربرد اجزایی به نام استاد (Stud) یا وادار و تراک (Track) یا رانر شکل گرفته است و از ترکیب نیمرخ های فولادی گالوانیزه سرد نورد شده، ساختار اصلی ساختمان برپا می شود. مقاطع مورد استفاده در این سیستم U,C و Z است، که معمولاً با اتصالات سرد به یکدیگر متصل می شوند.

این سیستم در اکثر موارد با سقف سبک و به صورت موردی با انواع دیگر سقف اجرا می شود. تیر و تیرچه های این نوع سقف های سبک، همانند استاد و تراک های دیوار ها است . سقف نهایی معمولاً از نوع شیب دار و با استفاده از خرپاهای فلزی ساخته شده از پروفیل های سرد نورد شده در نظر گرفته می شود . قسمت های دیگر ساختمان نیز با استفاده از پروفیل های سرد نورد شده اجرا می شوند و با انواع نماها از قبیل سنگ, آجر نما, نمای PVC , چوبی یا آلمینیومی, رنگ, کاشی, سرامیک و … بر روی این دیوار قابل اجرا است و از داخل نیز همانند دیوارهای معمول امکان اجرای رنگ, کاغذ دیواری و … بر روی پانلهای گچی وجود خواهد داشت. فضای درون دیوار نیز با عایق صوتی و حرارتی مناسب پر می گردد .

مقاطع فولادی جدار نازک, ورقهای فولادی گالوانیزه هستند که با استفاده از نورد سرد و با استفاده از روش Roll Forming در کارخانه شکل دهی می شوند. بر اساس آیین نامه تدوین شده برای مقاطع فولادی سبک نورد شده ضخامت فلز پایه (ضخامت فلز بدون احتساب پوشش های محافظ) بین ۴۵۵¸۰ میلی متر تا ۳ میلی متر تدوین شده است. تولید و برش این مقاطع در کارخانه باعث می گردد , تولید مقاطع با کیفیت مناسب و یکنواخت در حجم و سرعت بسیار بالا انجام گیرد . قرارگیری این مقاطع فولادی در فواصل نزدیک به هم دیوارهای باربری را ایجاد می نماید که مقاومت و سختی مناسبی را در برابر بارهای جانبی ناشی از باد و زمین لرزه دارا می باشند.

کلیات

ساختمان های فولادی سبک سرد نورد شده به دو روش کلی قاب بندی طبقه ای و قاب بندی دیواری ممتد اجرا می شوند در روش اجرای طبق های ابتدا دیوار طبقه و سپس سقف و پس از تکمیل قاب بندی دیوار و سقف، دیوار طبقه فوقانی اجرا می شود. حال آن که در روش اجرای دیواری، دیوارها در چند طبقه ساخته و نصب شده و سپس سقف طبقات اجرا می شود.

همچنین بخوانید: معرفی سازه های LSF

ساختمان های قابل احداث با استفاده از LSF

این سیستم در انواع ساخت و سازها مانند ویلاها, ساختمان های مسکونی و اداری تا دو طبقه, هتل ها و هتل آپارتمان ها, مدارس و دانشگاه ها, رستوران ها, کمپ های اقامتی و تفریحی و …. استفاده می شود.

  • ساختمان های چند واحدی
  • دفاتر و ساختمان های تجاری کوچک
  • ساختمان های ورزشی و آموزشی
  • واحدهای صنعتی
  • احداث نیم طبقه در داخل بناهایی با ارتقاع زیاد
  • توسعه تعداد طبقات بر روی پشت بام ساختمان های موجود
  • فضاهای کاربردی پیش ساخته مثل سرویس های بهداشتی به صورت Box System
  • بازسازی مناطق آسیب‌دیده از بلایای طبیعی (زلزله، سیل، طوفان، رانش زمین و …) از نقطه نظر اسکان دائم
  • اسکان نیمه موقت آسیب‌دیدگان از بلایای طبیعی (با توجه به سرعت احداث و هزینه پایین)
  • احداث مسکن کوچک و ارزان قیمت برای جوانان
  • احداث شهرکهای مسکونی جدید (در قالب انبوه سازی):
  • لحاظ کردن ملاحظات فرهنگی، اقتصادی، جغرافیایی در طراحی
  • طراحی شهرک براساس آخرین دستاوردهای علمی
  • پیش‌بینی نیازهای شهری با لحاظ کردن طرح توسعه
  • ساخت و ساز جدید در شهرهای کوچک و روستاها (اعم از مسکونی، آموزشی، فرهنگی وغیره)

ماشین آلات مورد نیاز

  • دریل
  • تفنگ های شلیک میخ
  • بالابرها
  • اره های برش برای فولاد و تخته های گچی

مشخصات فولاد های مجاز

انواع ورق های فولادی مجاز برای استفاده در اعضای سرد نورد شده بر اساس استاندارد ASTM A 1003 عبارتند از :

  • فولاد سازه ای رده ۲۳۰ تیپ H (ST230 H )
  • فولاد سازه ای رده ۳۴۰ تیپ H ( ST340 H)
  • فولاد سازه ای رده ۲۳۰ تیپ L ( ST230 L)
  • فولاد سازه ای رده ۳۴۰ تیپ L ( ST340 L)

عمر مفید

یک ساختمان به مصالحی که در ساخت آن بنا بکار رفته بستگی دارد. در این روش از بهترین و با کیفیت ترین مصالح موجود که به صورت صنعتی فرآوری می شوند، با بهره گیری از آخرین دستاورد های علمی صنعت ساختمان در جهان استفاده می گردد. عمر مفید این ساختمان ها کمتر از ساختمان های رایج نمی باشد و حداقل عمر مفید این نوع ساختمان ها ۶۰ سال برآورد شده است.

همچنین بخوانید: معرفی سازه LSF

مزایای سازه های LSF

۱- سرعت اجرای بسیار بالا

روش ال اس اف این امکان را برای سرمایه گزاران فراهم می کند تا سرمایه آنها در کوتاه ترین زمان ممکن با بهترین کیفیت ساختمان سازی بازگردانده شود. به عنوان مثال برای احداث یک بنای ۴ طبقه با مساحت ۱۰۰۰ متر مربع زیر بنا تنها ۱۱۴ روز کاری زمان نیاز دارد. افزایش ۸ الی ۱۳ درصدی فضاهای مفید داخلی در مقایسه با شیوه ی سنتی

۲- کیفیت بالا و یکنواخت محصول نهایی

به علت اینکه مقاطع سازه ای این سیستم در کارخانه تولید و برش خورده و سپس توسط تکنسینهای فنی اجرا می گردند, کیفیت محصول نهایی در مقایسه با ساخت و ساز سنتی بسیار بالاتر می باشد

۳- سبکی و در نتیجه کاهش نیروی زلزله وارد بر سازه

وزن سازه ای این سیستم حدودا ۲۵%-۳۰% سازه های معمول است در نتیجه به همین نسبت نیروی زلزله بسیار کمتری را به خود جذب می نماید

۴- کیفیت بالای اجرای اتصالات

بر خلاف ساخت و سازهای سنتی که در اغلب موارد کیفیت اجرای اتصالات پایین و منشاء بسیاری از خرابیها در زلزله می باشند, در این سیستم اتصالات ساده و همانند سایر اجزای سازه دارای کیفیت اجرای بالایی می باشند

۵- برخوردار از استانداردهای جهانی مصرف انرژی

به لحاظ عایق بندی مناسب دیوارها در سیستم LSF درصد انتقال انرژی در این ساختمانها بسیار پایینتر از سازه های سنتی است و در دراز مدت منجر به صرفه جویی قابل توجه در هزینه گرمایش و سرمایش ساختمان می شود.

۶- حمل و نقل آسان

سبکی و ابعاد کوچک مقاطع, زمینه را برای حمل و نقل آسان حتی برای نقاط صعب العبور فراهم می کند

۷- قابلیت بازیافت بخش عمده مصالح

اغلب اجزای سازه ای و غیر سازه ای در این سیستم به صورت پیچی اجرا می شوند و بازیافت آنها به سهولت امکانپذیر است. نزدیک به ۷۰ درصد مصالح قابلیت تعویض شدن دارند.

۸- مقاومت و دوام بالا در برابر شرایط محیطی نامطلوب

به دلیل گالوانیزه بودن کلیه مقاطع, ساختمانهای ساخته شده با این روش دارای مقاومت مناسب تری در برابر خوردگی و رطوبت بوده و در شرایط محیطی شمال و جنوب کشور دارای عمر مفید بیشتری خواهند بود.

۹- سهولت اجرای تاسیسات برقی و مکانیکی

در روند شکل دهی و ساخت مقاطع فولادی جدار نازک, سوراخهایی استاندارد در جان این مقاطع پیش بینی می شود که عبور سیم ها و لوله ها از داخل انها باعث تسهیل در نصب سیستم های الکتریکی و لوله کشی ها در داخل دیوار می گردند

۱۰- تطابق فرهنگی محیط داخل و نمای ساختمان با ساختمانهای سنتی

در سطوح خارجی انواع نماها از قبیل سنگ, آجر نما, نمای PVC , چوبی یا آلمینیومی, رنگ, کاشی, سرامیک و … در فضای داخل نیز همانند دیوارهای معمول امکان اجرای رنگ, کاغذ دیواری و …وجود دارد که این خصیصه باعث می گردد تفاوتی با ساختمانهای معمول و رایج احساس نشود

۱۱- عملکرد صوتی خوب

عایق درون دیوارها باعث عدم انتقال صدا و عملکرد صوتی مناسب این ساختمانها می شود

۱۲- برخوردار از استانداردها و ضوابط ضد آتش سوزی

تمام عناصر این سیستم از جمله عایقهای حرارتی و صوتی از استانداردهای ضد حریق برخوردار می باشند

۱۳- نیاز به فضای کم کارگاهی و ایمنی بیشتر در کارگاه

معایب سازه های LSF

۱٫ در ابعاد دهانه محدودیت وجود دارد.

۲٫ تعداد طبقات قابل ساخت با این سیستم محدود است.

۳٫ به نیروی کار متخصص و خبره نیاز دارد.

۴٫ تامین قطعات فلزی گالوانیزه تولید شده در کارخانه هزینه نسبتا بالایی دارد.

همچنین بخوانید: طراحی و نصب سازه LSF

اتصالات

این سیستم به صورت اجرای خشک و اغلب با استفاده از اتصالات پیچ و به روش تولید صنعتی به کار گرفته می شود گرچه در شرایط خاصی میتوان از اتصال پرچ و جوش نیز استفاده کرد.

  • اتصالات پیچی
  • پیچ های فولاد به فولاد
  • پیچ های اتصال پوشش ها
  • اتصالات جوشی : مناطق جوش کاری باید به نحوه مناسبی آماده سازی شود تا مقاومت خوردگی منطقه جوش کاری حفظ شود.
  • اتصال به دیگر مصالح :
    مشخصات پیچ، میخ ، میل مهار و دیگر اتصال دهنده ها که برای اتصال قاب های فولادی سبک به چوب، مصالح بنایی، بتن و دیگر اجزاء فولادی بکار می روند، باید مطابق استانداردهای معتبر باشند.
  • مهار های نگهدارنده و مها رهای برشی : میل مهارهای نگهدارنده دیوارهای برشی و دیوارهای باربر فولادی سبک همراه مهاربند تسمه ای قطری باید از نوع J شکل بوده و در هنگام بتن ریزی در پی قرار داده شود. استفاده از روش کاشت بولت، به شرط تأمین طول مهاری کافی در طول ترک زیرین مجاز است.

منبع: نواندیشان

اشتراک گذاری این نوشته

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *