اصول طراحی سازه ال اس اف:

قاب های سبک فولادی LSF سامانه ای به روز و کارآمد سازه ای می باشند که تحولی فراگیر در صنعت ساختمان ایجاد کرده اند؛ اما لازمه بهره گیری همه جانبه از این فناوری رویکرد حرفه ای در بخش طراحی، محاسبه، تولید و اجرای این سیستم مطابق با استانداردها و آیین نامه های معتبر است.

هدف از طراحی یک سازه دستیابی و ارائه ی راه حل بهینه ای است که سازه موردنظر برای منظور خاصی بنا می شود. یک طرح بهینه بایستی دربرگیرنده کمترین قیمت، وزن، مدت زمان ساخت، نیروی انسانی موردنیاز و محدودیت معماری همراه با بیشترین بهره دهی باشد. طراحی سازه LSF با استفاده از نرم افزارهایی است که خروجی های آن توسط دستگاه تولید قابل پردازش بوده و مانند سازه های معمول، از طرح معماری به عنوان پایه نخست طراحی سازه استفاده می شود.

رویکرد طراحی معماری ایجاد فرم هایی است که هم نیازهای کاربردی ساختمان را تأمین کنند و هم ازنظر زیباشناسی موفق باشند و رویکرد طراحی سازه ایجاد فرم هایی است که ضمن تأمین نیازهای کاربردی، بارهای اعمال شده را نیز به بهترین نحو و به صورت اقتصادی تحمل کنند و چنانچه سازه و طراحی دو عنصر جدایی ناپذیر باشند و ایده طراحی را به بهترین شیوه برآورده کنند، ازنظر عملکردی نتیجه مناسب به دست می آید.

برخی از ویژگی های طرح معماری مناسب برای سازه ال اس اف:

1. به دلیل سیستم دیوار باربر در این نوع سازه ها، هرچه تراکم دیوارها بیشتر و فاصله آن ها از یکدیگر کمتر باشد، طول دهانه باربر کاهش یافته و رفتار سازه در زمان بارگذاری بهتر خواهد بود.
2. کم بودن تعداد و طول بازشوها در سیستم دیوار باربر، عملکرد مطلوب سازه و کاهش هزینه ساخت را به همراه دارد.
3. سقف شیب دار به منظور کاهش بار مرده و بار برف در هنگام نامعلوم بودن طراحی سازه موجود برای اضافه بنا، گزینه مناسبی است.

همان گونه که بیان شد در ماشین آلات تولید سازه ال اس اف از نقشه هایی اجرایی به عنوان داده ورودی استفاده می شود که این امر مستلزم همخوانی داشتن دستگاه تولید با نرم افزار طراحی و تولید نقشه است.

شرکت های سازنده ماشین آلات تولید، نرم افزار طراحی که با آن مطابقت داشته باشد را نیز ارائه می دهند. Framecad شرکتی نیوزلندی است که درزمینه ی تولید سخت افزار و نرم افزار تولید سازه های سبک فولادی فعالیت می کند.

نرم افزارهای ارائه شده از سوی این شرکت Framecad Structure و Framecad Detailer بوده که هر یک هدف خاصی را دنبال می کنند. در ایران نرم افزارهای یادشده توسط نماینده شرکت آموزش و ارائه می شود.

نرم افزار Framecad Structure برای طراحی سازه های سبک فولادی (ال اس اف) است و با محیطی مشابه Autocad مدل سازی، تحلیل و طراحی در آن صورت می گیرد.

آغاز کار در نرم افزار با انتخاب آیین نامه تحلیل و طراحی است و برخی از آیین نامه و استاندارد های معتبر دنیا در این بخش قابل برگزیدن است که در ایران از IBC2009 در بارگذاری و IBC2012LRFD در طراحی استفاده می شود.

محاسبه نیروی زلزله نیز به صورت تحلیل طیفی با دارا بودن دونقطه 0/2 و 1 ثانیه صورت می گیرد. بررسی زمین شناختی مکان سازه و تهیه طیف طرح و استخراج این دونقطه از روی طیف و محاسبه این مقادیر با استفاده از آیین نامه انتخابی، سبب نزدیکی این نقاط به واقعیت می گردد. به سبب نبود این داده ها در بیشتر پروژه ها راهکار جایگزینی به کار می رود به این منوال که ضریب زلزله با حداکثر ضرایب اطمینان بر اساس استاندارد 2800 محاسبه گردیده و سپس با متناظر نمودن با ضریب IBC 2009، مقادیر لازم به دست آید.

بی شک روش بیان شده از واقعیت فاصله خواهد داشت اما به دلیل آن که حداکثر ضرایب اطمینان در محاسبه ضریب زلزله دیده می شود، می توان آن را به عنوان شاخص قابل قبولی برای محاسبه و اعمال نیروی زلزله در نظر گرفت.

در ضمن سبکی سازه ال اس اف سبب می شود که نیروی زلزله به طورمعمول در ترکیب بار حاکم نقش کم رنگ تری نسبت به نیروی باد بازی نماید و بااین وجود زلزله خیز بودن منطقه سبب می شود که روش بیان شده به عنوان راهکار مناسبی برای محاسبه این نیرو برگزیده شود.

پس از مدل سازی دیوارها و سقف، نقشه های ابتدایی طراحی به دست می آید که جزئیات آن را می توان با توجه به الزامات پروژه چون شرایط اجرا یا معماری داخلی به صورت دستی ویرایش و فایل خروجی را برای نرم افزار FramecadDetailer تهیه نمود. در نرم افزار Framecad Detailer از خروجی به دست آمده برای تهیه نقشه های ساخت و اجرا استفاده می شود و تمام جزئیات المان ها ویرایش پذیر است و خروجی آن به صورت فایل 3 بعدی سازه (wrl) و فایل برای دستگاه تولید به دست می آید.

نرم افزار Framecad Detailer ویژه ی مدل سازی فضایی سازه ها و ویرایش نقشه ها، بدون تحلیل و طراحی است و اطلاعات لازم و کافی را برای تولید مقاطع با دستگاه فراهم می سازد.

طراحی سازه LSF با استفاده از نرم افزارهای معمول چون SAP2000 نیز صورت می گیرد که با در نظر گرفتن مسائل زیر این روش سبب فاصله گیری مدل سازی از واقعیت موجود شده و نیازمند تأمل و بازنگری است:

1. پیچیده و زمان بر بودن مدل سازی سازه ال اس اف به دلیل مشارکت المان های متعدد
2. عدم توانایی در مدل سازی مقاطع دوبل این نوع سازه، که سبب استفاده از جداول یا نرم افزارهایی جهت دستیابی به مشخصات لازم برای تعریف عمومی مقاطع می شود.
3. میسر نبودن مدل سازی و طراحی محدوده اتصال چون محل تقاطع دو دیوار باربر و استفاده از ترفندهای جایگزینی چون لینک و اتصالات نیمه مفصلی که اطلاعات آن معمولاً غیردقیق است.

برنامه نویسان نرم افزار Framecad Structure در تلاش هستند که خروجی کاربردی برای نرم افزارهای طراحی مانند SAP2000، به دست آورند که بتوانند موجب نزدیکی طراحی این نرم افزار با نرم افزارهای عمومی طراحی گردند.

مطالب گرد آوری شده تجربه اندوخته شده ای است که بدون کاستی نبوده و برای تکمیل و ویرایش آن دانش، تجربه و همراهی شمارا خواهان است.