قاب‌های سبک فولادی LSF سامانه‌ای به‌روز و کارآمد سازه‌ای می‌باشند که تحولی فراگیر در صنعت ساختمان ایجاد کرده‌اند؛ اما لازمه بهره‌گیری همه‌جانبه از این فناوری رویکرد حرفه‌ای در بخش طراحی، محاسبه، تولید و اجرای این سیستم مطابق با استانداردها و آیین‌نامه‌های معتبر است.
هدف از طراحی یک سازه دستیابی و ارائه‌ی راه‌حل بهینه‌ای است که سازه موردنظر برای منظور خاصی بنا می‌شود. یک طرح بهینه بایستی دربرگیرنده کمترین قیمت، وزن، مدت‌زمان ساخت، نیروی انسانی موردنیاز و محدودیت معماری همراه با بیشترین بهره‌دهی باشد. طراحی سازه LSF با استفاده از نرم‌افزارهایی است که خروجی‌های آن توسط دستگاه تولید قابل پردازش بوده و مانند سازه‌های معمول، از طرح معماری به‌عنوان پایه نخست طراحی سازه استفاده می‌شود.
رویکرد طراحی معماری ایجاد فرم‌هایی است که هم نیازهای کاربردی ساختمان را تأمین کنند و هم ازنظر زیباشناسی موفق باشند و رویکرد طراحی سازه ایجاد فرم‌هایی است که ضمن تأمین نیازهای کاربردی، بارهای اعمال‌شده را نیز به بهترین نحو و به‌صورت اقتصادی تحمل کنند و چنانچه سازه و طراحی دو عنصر جدایی‌ناپذیر باشند و ایده طراحی را به بهترین شیوه برآورده کنند، ازنظر عملکردی نتیجه مناسب به دست می‌آید.
برخی از ویژگی‌های طرح معماری مناسب برای سازه ال اس اف:
- به دلیل سیستم دیوار باربر در این نوع سازه‌ها، هرچه تراکم دیوارها بیشتر و فاصله آن‌ها از یکدیگر کمتر باشد، طول دهانه باربر کاهش‌یافته و رفتار سازه در زمان بارگذاری بهتر خواهد بود.
- کم بودن تعداد و طول بازشوها در سیستم دیوار باربر، عملکرد مطلوب سازه و کاهش هزینه ساخت را به همراه دارد.
- سقف شیب‌دار به‌منظور کاهش بار مرده و بار برف در هنگام نامعلوم بودن طراحی سازه موجود برای اضافه بنا، گزینه مناسبی است.
همانگونه که بیان شد در ماشین‌آلات تولید سازه ال اس اف از نقشه‌هایی اجرایی به‌عنوان داده ورودی استفاده می‌شود که این امر مستلزم همخوانی داشتن دستگاه تولید با نرم‌افزار طراحی و تولید نقشه است.
شرکت‌های سازنده ماشین‌آلات تولید، نرم‌افزار طراحی که با آن مطابقت داشته باشد را نیز ارائه می‌دهند. Framecad شرکتی نیوزلندی است که درزمینه‌ی تولید سخت‌افزار و نرم‌افزار تولید سازه‌های سبک فولادی فعالیت می‌کند.
نرم‌افزارهای ارائه‌شده از سوی این شرکت Framecad Structure و Framecad Detailer بوده که هر یک هدف خاصی را دنبال می‌کنند. در ایران نرم‌افزارهای یادشده توسط نماینده شرکت آموزش و ارائه می‌شود. (آموزش نرم‌افزار)
نرم‌افزار Framecad Structure برای طراحی سازه‌های سبک فولادی (ال اس اف) است و با محیطی مشابه Autocad مدل‌سازی، تحلیل و طراحی در آن صورت می‌گیرد.
آغاز کار در نرم‌افزار با انتخاب آیین‌نامه تحلیل و طراحی است و برخی از آیین‌نامه و استاندارد‌های معتبر دنیا در این بخش قابل برگزیدن است که در ایران از IBC2009 در بارگذاری و IBC2012LRFD در طراحی استفاده می‌شود.
محاسبه نیروی زلزله نیز به‌صورت تحلیل طیفی با دارا بودن دونقطه 0/2 و 1 ثانیه صورت می‌گیرد. بررسی زمین‌شناختی مکان سازه و تهیه طیف طرح و استخراج این دونقطه از روی طیف و محاسبه این مقادیر با استفاده از آیین‌نامه انتخابی، سبب نزدیکی این نقاط به واقعیت می‌گردد. به سبب نبود این داده‌ها در بیشتر پروژه‌ها راهکار جایگزینی به کار می‌رود 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 بیان‌شده از واقعیت فاصله خواهد داشت اما به دلیل آن‌که حداکثر ضرایب اطمینان در محاسبه ضریب زلزله دیده می‌شود، می‌توان آن را به‌عنوان شاخص قابل‌قبولی برای محاسبه و اعمال نیروی زلزله در نظر گرفت.
در ضمن سبکی سازه ال اس اف سبب می‌شود که نیروی زلزله به‌طورمعمول در ترکیب بار حاکم نقش کم‌رنگ‌تری نسبت به نیروی باد بازی نماید و با این وجود زلزله‌خیز بودن منطقه سبب می‌شود که روش بیان‌شده به عنوان راهکار مناسبی برای محاسبه این نیرو برگزیده شود.
پس از مدل‌سازی دیوارها و سقف، نقشه‌های ابتدایی طراحی به دست می‌آید که جزئیات آن را می‌توان با توجه به الزامات پروژه چون شرایط اجرا یا معماری داخلی به‌صورت دستی ویرایش و فایل خروجی را برای نرم‌افزار FramecadDetailer تهیه نمود. در نرم‌افزار Framecad Detailer از خروجی به دست آمده برای تهیه نقشه‌های ساخت و اجرا استفاده می‌شود و تمام جزئیات المان‌ها ویرایش‌پذیر است و خروجی آن به‌صورت فایل 3 بعدی سازه (wrl) و فایل برای دستگاه تولید به دست می‌آید.
نرم‌افزار Framecad Detailer ویژه‌ی مدل‌سازی فضایی سازه‌ها و ویرایش نقشه‌ها، بدون تحلیل و طراحی است و اطلاعات لازم و کافی را برای تولید مقاطع با دستگاه فراهم می‌سازد.
طراحی سازه LSF با استفاده از نرم‌افزارهای معمول چون SAP2000 نیز صورت می‌گیرد که با در نظر گرفتن مسائل زیر این روش سبب فاصله‌گیری مدل‌سازی از واقعیت موجود شده و نیازمند تأمل و بازنگری است:
- پیچیده و زمان‌بر بودن مدل‌سازی سازه ال اس اف به دلیل مشارکت المان‌های متعدد
- عدم توانایی در مدل‌سازی مقاطع دوبل این نوع سازه، که سبب استفاده از جداول یا نرم‌افزارهایی جهت دستیابی به مشخصات لازم برای تعریف عمومی‌مقاطع می‌شود.
- میسر نبودن مدل‌سازی 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.
برنامه‌نویسان نرم‌افزار Framecad Structure در تلاش هستند که خروجی کاربردی برای نرم‌افزارهای طراحی مانند SAP2000، به دست آورند که بتوانند موجب نزدیکی طراحی این نرم افزار با نرم‌افزارهای عمومی‌طراحی گردند.
مطالب گرد‌آوری‌شده تجربه اندوخته‌شده‌ای است که بدون کاستی نبوده و برای تکمیل و ویرایش آن دانش، تجربه و همراهی شما را خواهان است.