سازه فولادی سبک LSF – سازه فولادی سرد نورد شده

سازه فولادی سبک LSF – سازه فولادی سرد نورد شده – light steel frame construction – سازه ال اس اف

 

[av_notification title=’برای کسب اطلاعات بیشتر با ما در تماس باشید’ color=’green’ border=’dashed’ custom_bg=’#444444′ custom_font=’#ffffff’ size=’large’ icon_select=’yes’ icon=’ue833′ font=’entypo-fontello’ admin_preview_bg=” av_uid=’av-yowy’] به منظور گرفتن مشاوره و سفارش طراحی ، ساخت و اجرا سازه LSF اینجا کلیک کنید…
[/av_notification]

مقدمه ای بر سازه LSF

در حال حاضر با رشد صنعت ساخت و ساز در جهان ، کیفیت و سرعت ساخت مورد توجه و در حال

پیشرفت میباشد. همانطور که میدانید، کشور ایران کشوری لرزه خیز است. پدیده های طبیعی مثل زلزله و

بادهای قوی توانایی این را دارند که برای سازه های ساختمانی نتایج فاجعه باری را به وجود آورند.

خطرات و ویرانی های ناشی از زلزله خصوصاً در دهه های اخیر با خرابی ها و تلفات پس از آن به شدت حس شده است.

در مناطق زلزله خیز مانند ایران، یکی از پارامترهای مهم در ساختمان سازی کاهش وزن ساختمان است.

چرا که نیروهای زلزله با وزن ساختمان نسبت مستقیم دارد. بنابراین از الزامات طراحی و ساخت و ساز ساختمان ها

استفاده از روش ها و سیستم های سازه ای نوین است که باعث سبک سازی و افزایش مقاومت لرزه ای سازه ها شود.

لازم به ذکر است این روش ها و سیستم ها باید اجرایی ، به صرفه و اقتصادی نیز باشند.

و سازه ال اس اف …

از این رو در سالهای اخیر سازه های فولادی سرد نورد شده یا سازه فولادی سبک light steel frame به عنوان یکی

از تولیدات نوین صنعت ساختمان، در کشور ما پا به عرضه ساخت و ساز گذاشته و خود را به عنوان

رقیبی جدی برای سازه های کوتاه مرتبه و میان مرتبه سنتی فولادی و بتنی معرفی کرده است.

البته سیستم LSF در حدود ۲۰ سال است که به شکل گسترده در تولید صنعتی انواع ساختمان های اداری،

تجاری و مسکونی به کار می رود و به عنوان جایگزین مناسب برای روش های سنتی ساخت،

جایگاه ویژه ای در صنعت ساخت و ساز کشورهای پیشرفته یافته است.

و سازه ال اس اف …

نسبت بالای مقاومت به وزن در اعضای فولادی سرد نورد شده، میزان مصالح استفاده شده و هزینه ساخت را کاهش

و دقت در اجرا را افزایش می دهد.

همچنین سازه های فولادی سرد نورد شده یا سازه فولادی سبک LSF به دلیل سرعت بالا در ساخت و وزن فولاد مصرفی پایین،

بسیار مورد استفاده قرار گرفته اند. سازه های فولادی سرد نورد شده از اعضای سبک جدار نازک ساخته می شوند.

نیاز شدید به افزایش بهره وری در بخش ساختمان این واقعیت را آشکار کرده است، که استفاده از سیستمهای فلزی

و بتنی در امر ساخت و ساز به صورت کامل جوابگوی نیاز جامعه نبوده و استفاده از فناوری در این بخش اجتناب ناپذیر میباشد.

روش های نوینی که در صنعت ساختمان سازی مطرح است، سیستم های ساختمانی با پتانسیل های تولید صنعتی یا

پیش ساختگی میباشد، که نیازهای کمی و کیفی صنعت ساختمان سازی را میتواند برآورده نماید، لذا در این راستا

مقاوم سازی ساختمانها هم مطرح است، که نقش مهمی را ایفا میکند. بر خلاف سازه فولادی سبک LSF ،

سایر سیستم های پیش ساخته دیگر، دارای وزن سنگین هستند.

 

 

تعاریف مهم

سازه LSF : سازه فولادی سبک یا سازه فولادی سرد نورد شده light steel frame construction

استاد(Stud) : عضو سازه ای قائم سیستم دیوار

بست (blocking) : مقطع C شکل ، ناودانی یا تسمه که برای انتقال نیروی برشی به اعضای سازه ای تسمه های مهار بندی و یا صفحات پوششی متصل میشود. و یا برای جلوگیری از وقوع پیچش حول محور طولی استاد های دیوار باربر یا تیرچه های سقف به کار می رود.

پاشنه (heel) : ناحیه اتصال بین اعضای بالا وپایین خرپای شیبدار

تراک (track) : عضو مورد استفاده در قالب بندی متشکل از یک جان و دوبال

دیافراگم (diaphragm) : بام، کف یا دیگر اعضای غشایی ویا سیستم مهاربندی که نیرو های داخل صفحه را به سیستم باربر جانبی منتقل می کند.

جمع کننده (collector) : عضوی که وظیفه ی انتقال نیرو بین دیافراگم ها و اعضای سیستم مقاوم باربر جانبی را دارد.

عضو انتهایی (chord) : عضوی از دیوار برشی یا دیافراگم که در لبه های اطراف باز شو ها داخلی ومحل عدم پیوستگی و گوشه های فرو رفته در پلان قرار می گیرد همچنین بال خرپا که در بالا و پایین خرپا قرار میگیرد.

گره اتصال (panel point) : ناحیه اتصال بین اعضای جان و یال خرپا

 

 

ویژگی ها و مزایای سازه LSF

سازگاری با محیط زیست

با استفاده از این روش تا حد زیادی میتوان از اتلاف انرژی جلوگیری کرد زیرا در این روش دیوارها

دوجداره هستند و انرژی سرمایشی گرمایشی و سرمایشی کمتری به حدر می رود،

و همچنین برخی مصالح ساختمانی قابل بازیافت نمی باشند ولی در این سیستم اسکلت فولادی کاملا قابل باز یافت بوده

و همچنین برای تولید سازه می توان از فولاد بازیافت شده استفاده نمود.

انعطاف پذیری

در استفاده از این روش طراحان قدرت مانور و خلاقیت بیشتری دارند و بهتر می توانند سازه مورد نظر را طراحی کنند،

به این دلیل که این مقاطع هم میتوان به صورت اعضای تکی در کار خانه آماده و تولید کرد و

در محل نصب کرد وهم می توان بصورت پانل های کاملا آماده در کار خانه آماده کرد و در محل مورد نظر نصب نمود،

و همچنین با استفاده از تغییر مقاطع تیر ها می توان فواصل بین ستون ها و دیوار ها را تغییر داد.

دوام

این مقاطع نسبت به مقاطع دیگر از دوام خوبی بر خوردار هستند، در مقاطع فولادی جدار نازک جمع شدگی و

تغییر شکل و کج شدگی مقطع وجود نداشته و لذا مشکلات ایجاد شده برای پانل های چوبی و

پانل های گچی متصل شده به این اجزای فلزی نیز به حداقل ممکن کاهش خواهد یافت.

همچنین فلز یک ماده غیراورگانیک بوده و بنابراین در مقابل رطوبت و هجوم حشرات مقاوم بوده و

چرخش، کج شدگی، جدادگی، ترک و خزش در آن ایجاد نخواهد شد.

سرعت بالا در اجرا

به دلیل اینکه تمام این قطعات در کارخانه ساخته شده و آماده بوده و فقط باید در کارگاه نصب شوند

تمامی اتصالات آنها از نوع اتصالات سرد (پیچ و پرچ) میباشد و مراحل نازک کاری آن نیز با استفاده از

قطعات پیش ساخته صورت می گیرد سرعت اجرای آن نسبت به بقیه سازه ها بیشتر می باشد.

مقاومت بالا در برابر نیرو های جانبی

این سازه ها به دلیل ساختار سازه ای و وزن بسیار سبک، در برابر نیرو های جانبی مقاومت خوبی دارند

و لذا نسبت به بقیه سازه ها در برابر نیرو های باد و زلزله مقاومت بیشتری دارند.

این ویژگی از مهم ترین ویژگی های این نوع سازه هاست.

هزینه کمتر

افزایش غیر قابل اجتناب قیمت مصالح در بیشتر نقاط دنیا، مقاطع سرد نورد شده به دلیل سادگی تولید و

زمان کمی که برای تولید آن ها به کار می رود با قیمت مناسب تری در مقایسه با

دیگر مصالح ساختمانی در دسترس می باشند.

سایر مزایای سازه LSF :

۱- کاهش وزن ساختمان

۲- کاهش هزینه ساخت

۳- کاهش زمان احداث ساختمان

۴- امکان جابجایی مصالح به نقاط دور دست ( به جهت سبکی)

۵- سهولت و سائگی در تربیت نیروی انسانی ماهر

۶- سادگی در ایجاد فضا و نصب بازشو ها در جداره ها

۷- امکان انجام تغییرات هنگام اجرای نقشه های تاسیساتی

۸- مصرف کم انرژی

۹- امکان استفاده مصالح مجدد در برچیدن سازه

۱۰- کاهش نیروی انسانی

۱۱- قابلیت افزایش طبقات تا ۵ و حداکثر تا ۸ (فعلا)

۱۲- مقاوم در شرایط جوی متفاوت

۱۳- امکان انبار سازی در حجم بالا

۱۴- سهولت اجرای دهانه های متنوع و نیز تغییر ارتفاع سازه

۱۵- مناسب برای انبوه سازی

۱۶- افزایش فضای مفید داخلی

۱۷- عایق صوتی و حرارتی

۱۸- کاهش شدید پرت مصالح و صرفه جویی در ثروت ملی

مراحل و روش اجرای سازه LSF

مراحل اجرا سازه LSF در ویدیو زیر قابل مشاهده است:

 

 

فونداسیون

بناهای ساخته شده با روش LSF بسیار سبک بوده و به علت سبکی زیاد این سازه از سادگی خاصی برخوردار

است و بر اساس طراحی مهندسین محاسب میتوان از شالوده های نواری یا منفرد استفاده نمود،

همچنین در این نوع فونداسیون قابلیت اجرای محل چاه ارت، لوله فاضلاب و سایر موارد دیده شده است.

مهمترین نکته که در اجرای فونداسیون به آن می توان اشاره کرد این است

به علت سبکی وزن سازه می توان فونداسیون را با ابعاد کوچکتر اجرا کرد.

اسکلت ساختمان سازه های فولادی سبک LSF

مهمترین بخش اجرای این سازه ها اجرای اسکلت ساختمان است که در این نوع سازه ها از طریق روش

رول فرمینگ (سردنورد) یا پرس ورق ها بریده شده و ساخته می شوند. جنس اسکلت این سازه ها

زرورق گالوانیز به ضخامت های مختلف ۱ و یا ۲ میلی متر بوده و یکی از شاخص های این نوع

سازه مقاومت در برابر اکسید شدن (زنگ زدگی) می باشد.

سطح مقطع این سازه ها اکثر به صورت u و c میباشند که این مقاطع گالوانیزه طبق نقشه های

سازه ای در کارخانه ساخته و برش داده می شود سپس توسط ماشین های حمل از کارخانه به

محل پروژه حمل می شوند پس در در محل یک مکان شاسی کشیده شده را آماده می کنیم که

بتوان قطعات بریده شده گالوانیزه را روی ان محل به طور کاملا تراز بهم متصل کنیم سپس شروع به

بستن قطعات گالوانیزه با استفاده از پیچ های خودکار مخصوص می کنند. زمان اجرای اسکلت در این

نوع سازه ها با این روش بسیار کوتاه می باشد، در این نوع ساختمان ها وزن آهن مصرفی در هر

متر مربع حدوداً ۳۰ تا ۴۵ کیلوگرم محاسبه شده است.

 

 

اجرای سقف

نوع سقف در این سازه ها تقریبا می توان گفت محدود است و هر نوع سقفی را نمی توان

به راحتی در آن اجرا کرد، اما بهترین سقف های که می توان برای این سازه ها معرفی کرد

سقف های عرشه فولادی ، سقف کامپوزیت ، خرپاهای سقفی و دیگر سقف های پیش ساخته است.

 

پوشش های خارجی و داخلی سقف

گزینه های مختلفی را می توان برای پوشش سقف نام برد به طور مثال ورق های گالوانیزه با تنوع

رنگ زیاد – پانل های ساندویچ – پوشش های فایبر گلاسی و…. که انتخاب پوشش سقف با توجه به

شرایط اب و هوایی قابل تغییر و انتخاب می باشد و برای پوشش داخلی سقف ها می توان از

سقف های کاذب(کناف) تایل های گچی با روکش u.p.v.c یا گچبرک نام برد.

اجرای دیوار

پس از اجرای پی نوبت به برپایی دیوارها می رسد. برای اجرای دیوار با استفاده از انکربولت هایی که

از قبل به این منظور کار گذاشته شده اند، ابتدا تراک های کف نصب می شوند و سپس استادها

به صورت کشویی داخل تراک کف قرار می گیرند. منظور از تراک اعضای افقی است که از بالا و پایین

به صورت کشویی استادها را در بر می گیرند. استادها اعضای قائم و اصلی در برپایی دیوارها می باشند

که نقش آن ها در سیستم سازه ای، تحمل بارهای ثقلی است. بنابراین اجزا تشکیل دهنده دیوارهای باربر و

غیر باربر سیستم ساختمانی lsf ، استادها و تراک ها می باشند که به شکل پانلی بارهای عمودی و

جانبی را به تکیه گاه انتقال می دهند. دیوارهای باربر به عنوان انتقال دهنده بارهای عمودی ساختمان و

به عنوان نگهدارنده نمای خارجی بنا و نیز جذب کننده بارهای جانبی ساختمان از جمله باد و زلزله عمل می نمایند.

در صورتی که دیوارهای غیر باربر معمولا برای جداسازی فضاهای داخلی بنا مورد استفاده قرار می گیرند.

 

 

و سازه ال اس اف ، سازه lsf …

استادهای فولادی را معمولا از قبل برای عبور دادن تاسیسات سوراخ کاری می کنند و همان طور که گفته شد

این استادها را معمولا از بالا و پایین با فواصل ۴۰ یا ۶۰ سانتی متری به تراک ها اتصال می دهند.

در سیستم ساختمانی lsf معمولا دیوارها با اتصال دادن استادهای فولادی به تراک های فولادی، بادبندی شده و

با نصب پانل های گچی به شکل پانلی ساخته می شوند. در صورت اضافه کردن بادبند این شیوه ساخت

برای مقاومت در برابر بارهای جانبی، از جمله بارهای حاصل از باد و زمین لرزه خیلی مناسب می باشد.

با توجه به اینکه مهاربندها از ورق های نازک به ضخامت ۰٫۸ تا ۲ میلی متر ساخته می شوند

این اعضا تنها قادر به تحمل نیروهای کششی هستند. برای اطمینان از اینکه مهاربندها بلافاصله پس از رویارویی با

بارهای جانبی شروع به باربری می نمایند اجزای این اعضا معمولا توام با اعمال پیش کشش اولیه خواهد بود.

نکته جالب در اجرای مهاربندها در سازه lsf این است که برخلاف سازه های فولادی معمولی که مهاربندهای ضربدری

تنها در دو انتهای خود به قاب اتصال دارند؛ در سیستم lsf مهاربندها علاوه بر اتصالات انتهایی، با استفاده از پیچ های خودکار

به تمام استادهای میانی نیز متصل می گردند.

پوشش دیوارهای داخلی و خارجی

برای پوشش دیواره های داخلی می توان از پانل های گچی- پانل های سیمانی یا دیوارهای MDF استفاده کرد

که در طرح ها و ضخامت های مختلف استفاده می گردد. این نوع پانل ها به راحتی قابلیت نصب

بر روی این نوع سازه را دارا میباشد. همچنین می توان نمای داخلی را با استفاده از کاغذ دیواری-رنگ روغنی یا

پلاستیک بلکا و دیوارکوب های مختلف پوشش داد و جهت عایق نمودن دیوارها نیز می توان از پشم سنگ و

یا فوم پلی استیرن در بین سازه ها استفاده نمود. پوشش های دیوارهای خارجی را می توان با استفاده از

پانل های سیمانی یا سفید برد-پانل های چوبی یا پلی وود، پانل های صنعتی (پانل ساندویچی) و پوشش های سنتی

(سیمان-آجرنماو غیر) به راحتی به سازه نصب کرد. پانلهای سیمانی در طرح های ساده، چوبی وسنگی با

ضخامت بین ۸ تا ۱۲ میلی متر در ابعاد متنوع تولید می گردد. این پانل های مقاوم در برابر شرایط جوی ناپایدار،

ضربه پذیر و حمله موریانه ها بوده و از نظر زیبایی مانند چوب و از نظر مقاومت مانند سنگ در نمای بیرونی

ساختمان جلوه می نماید. (مقاوم در برابر خش-سایش- غیرقابل پوسته شدن)

تاسیسات الکتریکی و مکانیکی

تاسیسات برق شامل: سیم کشی، کلید، پریز، تابلوبرق، چاه ارت، خط تلفن، کابل تلویزیون که در این نوع ساختمان ها

به راحتی میسر می باشد. در این شیوه لوله های پلاستیکی از بالای سقف کاذب به میان فضای خالی دیوارها

به محل قوطی ها که ازبیش به وسیله پشت بندهای مخصوص در محل مورد نظر نصب و کشیده شده اند.

تاسیسات مکانیکی: قابلیت استفاده انواع لوله های تاسیساتی سرد و گرم، فاضلاب، رادیاتورها، پکیج، ملزومات،

سرویس های بهداشتی در انواع مختلف در این استفاده وجود دارد.اساسا لوله های تاسیساتی با استفاده از

سوپر پایپ و پی وی سی (p.v.c) فشرده میباشند که در مقایسه با لوله های فلزی و چدنی از انعطاف و

طول عمر بیشتری برخوردار میباشند. برای سیستم تهویه مطبوع نیز می توان بسته به نظر کارفرما یا از

پکیج یونیت و از سیستم تهویه مرکزی استفاده کرد.

درب و پنجره ها

درب ها: استفاده از انواع درب ها از نوع MDF-HDF-UPVCو آلومینیوم ضد حریق و ضد سرقت (چهارچوب درب ها از نوع فولاد یا چوب می باشند)

پنجره: استفاده از انواع پنجره های UPVC و یا الومینیوم با شیشه های تک جداره و دو جداره در ضخامت و ابعاد و اشکال مختلف

 

 

مقایسه سازه LSF با سازه بتنی و سازه فولادی

در سازه LSF نیروی زلزله نسبت به سازه های بتنی ۴۰ % ونسبت به سازه های فولادی ۳۰ % کاهش میابد.

در سازه LSF میزان برش پایه نسبت به سازه های بتنی ۵۵ % و نسبت به سازه های فولادی ۴۰ % کمتر است.

در سازه LSF میزان فولاد و آرماتور مصرفی نسبت سازه های بتنی ۲۵ % ونسبت به سازه های فولادی ۵۴ % کاهش میابد.

در سازه LSF میزان بتن مصرفی نسبت به ساز های بتنی ۷۹ % و نسبت به سازه های فولادی ۵۶ % کاهش میابد.

در سازه LSF میزان وزن کل ساختمان نسبت به سازه های بتنی ۷۳ % ونسبت به سازه های فولادی ۵۶ % کاهش میابد.

در سازه LSF میزان وزن اسکلت ساختمان نسبت به سازه های بتنی ۸۰ % ونسبت به سازه های فولادی ۵۶ % کاهش میابد.

در سازه LSF ساعت کار مورد نیاز برای هر متر مربع حدوداً ۱۲ ساعت است که این مقدار در سازه های بتنی و فولادی حدوداً ۳۰ ساعت است.

در سازه LSF میانگین تعداد کارگر مورد نیاز برای ۸ ساعت کاری حدوداً ۲ نفر است که این مقدار در سازه های بتنی و فولادی حدوداً ۴ نفر است.

 

 

تاریخچه سازه LSF

سیستم قاب سبک فلزی LSF که از اعضای فولادی سرد نورد شده ساخته می شود از سال ۱۹۴۶ وارد

صنعت ساختمان شد. استفاده از اعضای فولاد سرد نورد شده از دهه ی ۱۸۵۰ میلادی آغاز گردید ولی استفاده از

آن تا انتشار اولین ضوابط انجمن امریکایی آهن در سال ۱۹۴۶ گسترش زیادی پیدا نکرد. به دلیل مزایای فراوان

از جمله سرعت و کیفیت بالای ساخت و عملکرد لرزه ای مناسب، این روش در کشورهای توسعه یافته بعنوان

جایگزین مناسبی برای روشهای سنتی ساخت به کار گرفته شده است. در دهه ی ۱۹۳۰ مقبولیت و توسعه ی

ساخت فولاد سرد نورد شده در ایالات متحده بعلت فقدان ضوابط طراحی مناسب با مشکلاتی مواجه بود.

با درک احتیاج به ضوابط طراحی و نبود پشتوانه های واقعی و اطلاعات تحقیقاتی کمیته ی AISI در تحقیقات و

فنآوری ساختمان از یک پروژه ی تحقیقاتی در دانشگاه کرنل در سال ۱۹۳۹ بمنظور مطالعه ی عملکرد اعضای سازه ای

جدار نازک سرد نورد شده و بدست آوردن اطلاعات واقعی برای تهیه ی فرمولها و ضوابط طراحی پشتیبانی مالی به عمل آورد.

از سال ۱۹۷۵ کمیته ویژه ی اعضای سرد نورد شده، ASCE بررسی های تحقیقات اخیر در رابطه با سازه های سرد نورد شده

و بررسی مقالات را انجام داده است.

سازه ال اس اف ، سازه lsf …

با توجه به معیارهای طراحی ویرایش اول (ضوابط طراحی اعضای سازه ای فولادی سبک) بوسیله ی کمیته ی فنی AISI

آماده و توسط (موسسه ی آهن و فولاد آمریکا) در سال ۱۹۴۶ منتشر شد. این ضوابط طراحی به روش تنش مجاز (ASD)

بر اساس یافته های تحقیقاتی انجام شده در دانشگاه کرنل و نتایج آزمایش های جمع شده در این زمینه تا آن زمان بود.

در سال ۱۹۹۱ اولین ویرایش ضوابط طراحی به روش ضریب بار و مقاومت (LRFD) بوسیله ی AISI منتشر شد.

ضوابط AISI در سطح ملی و بین المللی از زمان انتشار آن به رسمیت شناخته شد.

انواع مقاطع سرد نورد شده مورد استفاده در سازه LSF

اعضای سازه ای فولاد سرد نورد شده به دو دسته ی اصلی تقسیم می شوند:

اعضای قابی سازه ای منفرد

پانلها و عرشه ها

اعضای قابی سازه ای منفرد

تعدادی از مقاطع سرد نورد شده مورد استفاده در سازه های LSF که معمولا در قاب های سازه ای استفاده می شود را نشان می دهد.

مقاطع متعارف عبارتند از:

ناودانیها، مقاطع Z شکل، نبشی ها، مقاطع کلاهی شکل، مقاطع T شکل، مقاطع I شکل و اعضای قوطی شکل.

پانلها و عرشه ها

پانلها و عرشه های فولادی نه تنها مقاومت سازه ای در باربری را تامین می کنند بلکه سطحی برای کف سازی،

سقف سازی یا بتن ریزی فراهم می آورند. ورق ها با لوازم نصب و برشگیرهای مخصوص و گالوانیزه بر روی تیرها و

پل های فلزی با میخ های فولادی مخصوص (هیلتی) پرچ میشود و سپس بتن ریزی روی آن انجام می شود.

روش های تولید مقاطع سرد نورد شده

شکل دادن مقاطع سرد نورد شده معمولا به سه شکل انجام می شود:

شکل دادن به کمک غلتک

شکل دادن به کمک پرس

شکل دادن با خم کردن

 

[av_notification title=’برای کسب اطلاعات بیشتر با ما در تماس باشید’ color=’green’ border=’dashed’ custom_bg=’#444444′ custom_font=’#ffffff’ size=’large’ icon_select=’yes’ icon=’ue833′ font=’entypo-fontello’ admin_preview_bg=” av_uid=’av-yowy’] به منظور گرفتن مشاوره و سفارش طراحی ، ساخت و اجرا سازه LSF می توانید با شماره ذیل تماس حاصل نمایید.
مهندس بنیامین کارگر : ۰۹۱۲۵۹۸۹۹۶۱
[/av_notification]

 

# سازه ال اس اف # سازه فولادی سبک # سازه فولادی سرد نورد شده # سازه ال اس اف # سازه ال اس اف