مقالات سازه ال اس اف (LSF) - شرکت اسپید سازه پرشین

سازه ال اس اف LSF چیست؟

سازه ال اس اف با این عنوان های مختلف در زبان فارسی شناخته می شود:

سازه سبک فولادی، اسکلت فولادی سبک، سازه فولادی نورد سرد، سازه فلزی سبک سرد نورد، اسکلت نورد سرد گالوانیزه، قاب سبک فلزی، و بسیاری ترکیبات دیگر از کلمات فولاد، اسکلت، نورد سرد، سازه، سبک و گالوانیزه، قاب و فلز و …

و در زبان انگلیسی به نام های زیر شناخته می شود :

• (Light Steel Framing (LSF
• (Light Gauge Steel Framing (LGSF
• (Cold Formed Steel Structures (CFT Structure

مانند دیگر روش های طراحی و اجرای سازه و اسکلت یک ساختمان، این متد دارای مشخصات ویژه، مزیت ها و محدودیت هایی است که در نوشته های کوتاه و بلند بخش مقالات سایت و در پست های جداگانه شرح داده شده است.

وجه تمایز این سازه ها را می توان در چند نکته به طور خلاصه بیان کرد:

• مورد تایید مراجع ذیصلاح:

  سازه های فولادی سبک توسط کلیه مراجع ذیصلاح فنی کشور شناخته شده و مورد قبول بوده است. به این سبب که از سال 1391 آئین نامه ملی “طراحی سازه های فولادی سبک سرد نورد” در قالب نشریه شماره 612 سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور ابلاغ شده است.

• سیستم انتقال نیرو

  سیستم انتقال نیرو در قاب سبک فولادی (ال اس اف) بر مبنای دیوارهای باربر است.

• دیوارهای باربر:

  دیوارهای باربر با اجزای متراکم و متنوع عمودی ( اِستاد ) افقی (رانر یا تراک)، مورب (بریس یا همان بادبندها) و اجزای نعل درگاهی نقش باربری نیروی وارده از سقف ها به زمین را ایفا می کنند.

• سقف ها:

  سقف ها به صورت تیرریزی یک طرفه بر روی دیوارهای باربر به دو صورت تخت (با خرپاهای موازی و یا تیرک ها) یا شیب دار (با خرپاهای شیب دار) به همراه روف پانل ها (لاپه ها و پرلین ها) در نظر گرفته می شود.

• تولید تمام خودکار اجزا:

  این اجزا همگی از ورق های فولادی کم ضخامت با پوشش گالوانیزه تهیه شده که طی پروسه تمام خودکار رول فرمینگ یا همان نورد سرد به شکل پروفیل ها و مقاطع (بیشتر C یا U شکل) موردنظر درمی آید.

• اتصالات:

  اتصالات بین این قطعات عمدتاً با پیچ های خودکار و در قسمت هایی با پیچ مهره است همچنین اتصال به فونداسیون با کاشت رول بولت داخل بتن در سوراخ هایی که پس از نصب سازه روی سطح پی ایجاد می گردد، صورت می پذیرد.

• طراحی سازه:

  طراحی سازه های فولادی سبک ال اس اف نیازمند نرم افزارهای ویژه طراحی این سازه ها است که فایل خروجی آن ها مستقیماً به ماشین آلات تولید داده می شود. نقشه های راهنمای مونتاژ و نصب سازه و جداول و نقشه های محاسباتی نیز دیگر خروجی های مفید این نرم افزار هستند.

ویژگی های سازه ال اس اف

سازه ای فلزی، متشکل از دیوارهای باربر و تیرک ها و خرپاهای سقف و ساخته شده از بخش های مختلف سازه ای همچون:

• ستونک های عمودی (استاد) در دیوارها
• اعضای افقی ابتدایی، انتهایی و میانی (رانر یا تراک) در دیوارها و خرپاهای بلند
• اعضای بادبندی و مورب (بریس و وِب) در بادبند دیوارها و روف پنل ها، نعل درگاه ها و اعضای میانی خرپاها
• تیرک های اصلی و کلاف ها و کمرکش های آن ها در جویست پنل ها
• اعضای افقی سقف شیب دار (پرلین یا لاپه) و کلاف آن ها در روف پنل ها

از مقاطع سبک که به صورت نورد سرد از ورق فولادی کم ضخامت گالوانیزه تولید گردیده و با پیچ به یکدیگر متصل شده است.

این تعریف ساده و کلی در بخش های مختلف این سایت به صورت مفصل تر شرح داده شده است.

لازم به توضیح است کلیه مطالب سایت پیرامون سازه ال اس اف در محدوده تولیدات و توانمندی های این شرکت بوده و حاصل مطالعات و تجربیات مدیران و کارشناسان این شرکت است. این مطالب ممکن است تعاریف جامع و کاملی از سازه و ساختمان ال اس اف نباشد.

چرا سازه LSF ؟

برتری های یک ساختمان با اسکلت قاب فولادی سبکLSF نسبت به ساختمانی با اسکلت فولاد گرم، بتن مسلح، سازه چوبی و یا مصالح بنایی رایج بسیار زیاد است در این قسمت فقط مزایای سازه (اسکلت) این ساختمان بررسی می گردد:

1. سبکی و وزن کم سازه:

   اصلی ترین مزیت سازه LSF همان گونه که در نام آن نیز اشاره شده سبک بودن آن است. وزن کم سازه محاسن متعددی دارد، همچون : صرفه جویی در مصرف مصالح، سرعت بالای تولید و اجرا، سهولت در مونتاژ و نصب، حمل و جابجایی آسان قطعات، افزایش ایمنی هنگام ساخت، کاهش ریسک اشتباهات طراحی و تولید حین اجرا (ناچیز بودن ضرر جایگزینی قطعات)، امکان ساخت و اجرا در مکان ها و محیط های گوناگون، امکان ساخت به صورت اضافه طبقه / اضافه اشکوب روی همه بناها حتی ساختمان های قدیمی.

2. سرعت بالای اجرا:

   دومین مزیت مهم اسکلت LSF که در نام شرکت ما به آن اشاره شده، سرعت بالای در تولید و اجرای آن است، همان طوری که در بالا اشاره شد بخش مهمی از این خصوصیت مرهون وزن کم سازه است که کار را در مراحل اجرایی بسیار سریع و آسان می نماید. ضمن آنکه ویژگی های طراحی سازه LSF مانند انتقال بار سقف ها به وسیله دیوارهای باربر، تیر ریزی یک طرفه با جویست های نزدیک به هم و عرشه فولادی روی، خرپاها و روف پنل ها و آماده بودن فریم انتظار در و پنجره و نعل درگاه آن ها در کلیه دیوارها، موجب می گردد ضمن اینکه ساخت اسکلت و آماده سازی آن برای ادامه کارهای ساختمان به سرعت انجام می پذیرد، دیگر عملیات ساختمانی تسریع یافته، تکمیل ساختمان زودتر و طبعاً بهره برداری و یا بازگشت سرمایه سریع تر محقق گردد.

3. نسبت بالای مقاومت به وزن عضو:

   وزن هر متر از یک پروفیل گالوانیزه سرد نورد شده با توجه به ضخامت اندک آن بسیار کم و به نسبت مقاومت آن در جهت ها و بارهای گوناگون به تناسب بسیار خوب است. ضمن آنکه سبک بودن قطعات حمل و جابجایی در هنگام تولید، مونتاژ و نصب را بسیار آسان و کم هزینه می کند.

4. مقاومت در برابر خوردگی، پوسیدگی و جانوران موذی:

   فولاد و بخصوص ورق فولادی با پوشش گالوانیزه گرم در برابر حشرات و جوندگان نفوذناپذیر بوده و ازآنجایی که دارای قابلیت جذب رطوبت نیست، زمینه مناسب برای رشد کپک و انگل های زیان بار در آن وجود ندارد. همچنین پوشش کافی فلز روی Zinc، قطعات را در برابر خوردگی و زنگ زدگی های نمکی، اسیدی و ... بسیار مقاوم می کند. از طرف دیگر عدم جذب رطوبت مانع مشکلاتی مثل اعوجاج، انقباض و پیچ خوردگی قطعات و صدای جیرجیر کف، شکم دادگی دیوارها و ترک درای وال که معمولاً در سازه های چوبی رخ می دهد، خواهد شد.

5. طول اعضا:

   ازآنجاکه سازه LSF به صورت رول فرمینگ از کویل ورق گالوانیزه تولید می گردد، تولید هر قطعه در طول دلخواه موجب صرفه جویی در مصرف فولاد با حذف اورلپ ها و پرت برش و غیره می شود. همچنین این امر سرعت تولید و اجرا را بالابرده و کیفیت اجرا همچون ترازی، ریسمانی؛ شاقولی و گونیایی قسمت های مختلف را تسهیل می نماید.

   تنها محدودیت سازه ال اس اف، محدودیت طول اعضاست که به دلیل شرایط حمل اجتناب ناپذیر است.

6. مصالحی غیر آتش زا و ناسوختنی:

   فولاد ماده سوختنی نیست و هنگام آتش سوزی به عنوان سوخت عمل نکرده و دود مواد سمی نیز منتشر نمی کند.

7. مزیت های زیست محیطی:

   فولاد مصالحی است که صد درصد قابل بازیافت بوده و تولید آن به روش نورد سرد و نصب آن با پیچ انرژی کم (الکتریکی) مصرف کرده و انرژی گرمایی نیز آزاد نمی کند.

8. پیش ساختگی و تولید انبوه:

   تولید صنعتی و کارخانه ای سازه LSF (البته با ماشین آلات تمام اتوماتیک و به صورت CAD/CAM) با توجه به مزیت های طراحی و تولید، بسیار سریع و ساده بوده و نیز می توان در مقیاس انبوه و با سرعت زیاد ساختمان های تیپ و یا متفاوت را تولید و به محل های اجرا ارسال نمود.

9. عدم تأخیر ناشی از وضعیت آب وهوا:

   ازآنجاکه این سازه مانند بتن محدودیت اجرا در دماهای بالا و یا یخبندان ندارد و در مقایسه با سازه فلزی گرم معمولاً نیاز به جرثقیل ندارد در بیشتر شرایط آب وهوایی عملیات مونتاژ و نصب متوقف نمی گردد. ضمن آنکه تولید در کارخانه بدون توجه به بدترین شرایط هم بی وقفه ادامه خواهد داشت.

10. عدم نیاز به فونداسیون حجیم:

    سبک بودن سازه و تقسیم بارهای وارده به وسیله دیوارهای باربر که در طول نسبتاً زیاد این دیوارها اعمال می گردد، موجب عدم نیاز به فونداسیون های حجیم معمول در سازه های دیگر می گردد. به طوری که در ساختمان های روی زمین یک پی گستره باضخامت کم و حتی در مواردی فقط با یک مش در پایین، یا شناژهای بتن مسلح در ابعاد بسیار جزئی و حداقل آرماتور و یا ترکیب این دو (پی گسترده و شناژ) لازم است و نیز در اضافه طبقات در صورت وجود دال بتنی مناسب روی سقف ساختمان موجود همین دال معمولاً برای اتصال سازه ال اس اف کافی است و در صورت عدم وجود دال بتنی یا مناسب و کافی نبودن آن، اجرای یک شاسی فلزی (معمولاً با پروفیل قوطی) برای اتصال سازه به آن کفایت می کند. این امر هزینه، زمان و مصالح مصرفی و دردسرهای ناشی از نیروی کار سنتی را بسیار کاهش می دهد.

    موارد بالا تنها بخشی از مزیت ها و ویژگی های مثبت سازه ال اس اف بود نکات جزئی فروانی نیز وجود دارد که ذکر آن ها خارج از حوصله یک وب سایت است.

عوامل مؤثر بر قیمت سازه ال اس اف و هزینه تمام شده اسکلت LSF :

در این مطلب به طور مشروح نکات و عواملی را که در تعیین قیمت و هزینه نهایی یک سازه سبک فولادی مؤثر است را شرح داده خواهد شد. همان طور که مشخص است عامل اصلی در برآورد هزینه سازه ال اس اف، وزن سازه و میزان فولاد مصرفی برای تولید آن است. عوامل دیگری نیز همچون دستمزدهای اجرا ، پیچ ها و لوازم مصرفی نصب نیز از تغییراتی که در زیر توضیح داده خواهد شد تأثیر می پذیرند. شاخص هایی همچون کاربری و مشخصات عمومی ساختمان، نوع معماری متناسب نقشه ساختمان ال اس اف و موقعیت مکانی پروژه در این نوشته موردبررسی قرار خواهد گرفت:

مشخصات کلی و کاربری ساختمان با سازه ال اس اف:

1. کاربری ساختمان:

   کاربری یک ساختمان از عوامل مؤثر روی قیمت تمام شده سازه ال اس اف است. نوع بهره برداری تجاری، مسکونی، اداری و خدماتی یک بنا، مستقیماً مقدار بار زنده طراحی را مشخص می کند که افزایش آن در کاربری های تجاری و عمومی موجب افزایش وزن سازه خواهد شد. همچنین کاربری بر شکل معماری ساختمان (که تأثیر آن در بخش بعدی توضیح داده می شود) تأثیر خواهد داشت.

2. مشخصات عمومی:

   مشخصات عمومی ساختمان با سازه سبک نیز تأثیر به سزایی در قیمت دارند. به عنوان مثال افزایش حجم کلی پروژه و مساحت زیربنا در سرشکن شدن هزینه های جانبی اجرا تأثیر به سزایی دارد. همچنین در ساختمان دو یا سه طبقه، ازآنجاکه طبقات زیرین می بایست علاوه بر بارهای طبقه خود، نیروهای وارده از طبقات بالا را نیز منتقل کنند طبیعتاً نیاز به مقاطع متراکم تری داشته و وزن بیشتری خواهند داشت که این امر میانگین وزن سازه در هر مترمربع برای کل ساختمان را افزایش می دهد.

3. اجرای سازه روی بام:

   اجرای ساختمان روی بام به صورت اشکوب هم در طراحی سازه، (با اثر روی نیروی باد در ارتفاع و نیروی زلزله در طبقات بالایی، موجب افزایش نیروهای جانبی وارده بر ساختمان می شود) و اثر افزایشی بر وزن سازه خواهد داشت. ضمن آنکه دشواری های اجرای سازه در ارتفاع و بالای بام، دستمزدهای نصب اسکلت LSF را افزایش می دهد.

معماری سازه:

رعایت نکات و محدودیت های سازه های سبک فولادی در طراحی معماری یک بنا با سازه ال اس اف بسیار ضروری است. شرح کامل این محدودیت ها و نکاتی که باید در نظر داشت در مقاله "معماری مناسب برای سازه ال اس اف" شرح داده شده است. لکن مشخصه هایی نیز در شکل و فرم معماری ساختمان تأثیر به سزایی روی عوامل اصلی قیمت سازه همچون وزن اسکلت و دستمزد اجرا دارد.

1. ارتفاع دیوار:

   ارتفاع دیوار سازه که متناسب با ارتفاع نهایی موردنظر بهره بردار است در کاهش یا افزایش وزن سازه ال اس اف مؤثر است. چنانچه توصیه می شود ارتفاع دیوارها از 3.5 متر تجاوز نکند. این امر به معنی عدم امکان اجرا در ارتفاع بالاتر نیست، بلکه برای بیش از این ارتفاع علاوه برافزایش ظاهری و مشهود حجم اسکلت پارامترهای طراحی نیز اثر افزایشی روی وزن خواهد داشت.

2. دهانه تیر ریزی:

   دهانه تیر ریزی که متناسب با ابعاد فضاهای داخلی ساختمان است اثر قابل توجهی در طراحی سازه LSF دارد. ازآنجاکه سازه ال اس اف یک سازه دیوار باربر است، تعین دهانه در هر بخش داخلی بنا متأثر از موقعیت دیوارها پیرامون آن بخش است که معمولاً جهتی برای تیر ریزی انتخاب می شود که کوتاه ترین دهانه را داشته باشد. بیشینه طول تیر ریزی برای طبقات پائینی در ساختمان های دو و سه طبقه 5.5 – 6 متر است. و برای طبقه بالایی ساختمان و ساختمان های یک طبقه 8-10 متر مناسب است. بدیهی است افزایش دیوارهای داخلی موجب کاهش دهانه های تیر ریزی خواهد شد و اثر مثبت این اتفاق بر وزن اضافه شده دیوارهای داخلی مذکور غالب خواهد بود و درمجموع موجب کاهش وزن اسکلت می گردد.

3. نوع سقف:

   نوع سقف نهایی که می تواند شیب دار، با خرپا به اضافه پرلین یا تیر ریزی در خلاف جهت شیب باشد؛ یا آنکه به صورت تخت ، با تیرک های تک یا دوبل و یا خرپاهای موازی (پارالل) طراحی شود.

   ازآنجا ظرفیت باربری و پتانسیل طراحی خرپاها و تنوع شکلی آن ها بالاتر است برای دهانه های بیشتر استفاده می شوند. همچنین غالباً سقف های شیب دار وزن کمتری نسبت به نمونه های هموار خود دارند. این تفاوت از نوع پوشش نهایی آن ها و بار مرده حاصله و تفاوت در اثر بار برف و زنده بام ایجاد می شود. این نکته علاوه بر تأثیر مستقیم بر وزن سازه ال اس اف و نتیجتاً قیمت تمام شده سازه LSF، در هنگام تکمیل ساختمان و هزینه نهایی ساختمان ال اس اف مؤثر خواهد بود.

4. بازشوها :

   بازشوها نیز محدودیت های ابعادی خاصی در سازه های ال اس اف دارند که شرح آن در مقاله "معماری مناسب برای سازه ال اس اف" داده خواهد شد. لکن در صورت ضرورت ایجاد بازشوهای بزرگ، به دلیل نیاز تقویت های پیچیده، هم ازنظر وزنی و هم دستمزدی روی قیمت تمام شده اسکلت ال اس اف اثری افزایشی خواهد گذاشت.

موقعیت مکانی پروژه ال اس اف:

موقعیت جغرافیایی و اقلیمی پروژه نیز همانند هر ساختمان دیگری بر روی هزینه سازه سبک مؤثر است. این اثر می تواند به دلیل فاصله از مرکز تولید و استقرار عوامل طراحی و اجرا باشد، یا ویژگی های خاص اقلیمی و زمین شناسی.

1. فاصله پروژه از مرکز تولید و دفاتر فنی و طراحی:

   فاصله پروژه از مرکز تولید و دفاتر فنی طراحی و اجرایی، هزینه های حمل سازه ال اس اف و همچنین دستمزد عوامل اجرایی و هزینه های استقرار آن ها در محل کارگاه را افزایش داده و روی قیمت سازه های ال اس اف تأثیر گزار است.

2. دهانه تیر ریزی:

   دهانه تیر ریزی که متناسب با ابعاد فضاهای داخلی ساختمان است اثر قابل توجهی در طراحی سازه LSF دارد. ازآنجاکه سازه ال اس اف یک سازه دیوار باربر است، تعین دهانه در هر بخش داخلی بنا متأثر از موقعیت دیوارها پیرامون آن بخش است که معمولاً جهتی برای تیر ریزی انتخاب می شود که کوتاه ترین دهانه را داشته باشد. بیشینه طول تیر ریزی برای طبقات پائینی در ساختمان های دو و سه طبقه 5.5 – 6 متر است. و برای طبقه بالایی ساختمان و ساختمان های یک طبقه 8-10 متر مناسب است. بدیهی است افزایش دیوارهای داخلی موجب کاهش دهانه های تیر ریزی خواهد شد و اثر مثبت این اتفاق بر وزن اضافه شده دیوارهای داخلی مذکور غالب خواهد بود و درمجموع موجب کاهش وزن اسکلت می گردد.

3. جغرافیا و اقلیم:

   جغرافیا و اقلیم نیز با شاخص های گوناگون بر طراحی سازه و اجرای آن اثرگذارند. چنانچه منطقه جغرافیایی ازنظر لرزه خیزی، سرعت باد منطقه، ارتفاع ساختمان از محیط پیرامون، رطوبت هوا، و تغییرات شدید دما و عوامل خورنده شیمیایی (باران های اسیدی و خوردگی های نمکی مجاور دریا) در طراحی سازه ال اس اف و انتخاب پوشش زینک (کوتینگ/پوشش ورق گالوانیزه از فلز روی) تعیین کننده هستند. به عنوان مثال ورق موردنیاز برای تولید سازه LSF در یک ساختمان در منطقه عسلویه با رطوبت و خورنده های گوناگون شیمیایی مخصوص آن منطقه می بایست با کوتینگ حداقل 275 گرم بر مترمربع (Z - 275) باشد که ورقی به مراتب گران تر از ورقه ای عادی مورداستفاده در مناطق خشک است.

دامنه و کاربرد سازه های ال اس اف:

ویژگی های منحصربه فرد سازه های سبک فولادی، موجب شده دامنه خاصی از ساختمان ها و پروژه ها را در بربگیرد. سرعت در ساخت، سهولت در اجرا، پایداری سازه و سازگاری با محیط زیست، مزیت های هستند که طیف متنوعی از پروژه ها را در برگرفته و نیازمند چنین روش و تکنیکی در ساخت می نمایند.

در اینجا به برخی از انواع کارهایی که می توان با سازه های ال اس اف انجام داد می پردازیم.

کارهایی شامل ساخت کلی ساختمان ها با اسکلت ال اس اف در کاربری های متنوع، ترکیب سازه LSF با سازه های مرسوم بتنی یا فلزی، استفاده از دیوار ال اس اف در نما یا دیوارهای داخلی و ...

میدانیم هر پروژه نیاز به طرح ویژه خود داشته که می بایست با مطالعه دقیق و محاسبات فنی تهیه شده باشد. در این راستا سازه ال اس اف می تواند بسیاری از گلوگاه ها و مشکلات اجرایی و کارگاهی یک ساختمان را ساده تر و قابل اجراتر کند.

اضافه طبقه (اضافه اشکوب):

نیاز روزافزون ساختمان های شهری به فضاهای جدید و محدود بودن و قیمت بالای زمین در شهرها تمایل مالکان را برای ساخت طبقه جدید روی بام ساختمان های موجود افزایش داده است.

مزایای ساخت اضافه طبقات با سازه سبک فولادی نسبت به ساخت با دستگاه های دیگر و یا تخریب و نوسازی کلی بی شمارند که از آن جمله:

1. کاهش زمان ساخت و به بهره برداری رسیدن سریع فضای جدید
2. تفاوت چشمگیر هزینه ها
3. کاهش صدمات و مزاحمت ها برای ساختمان های اطراف و گذرهای عمومی
4. هزینه اندک اخذ پروانه ساخت و دیگر مجوزهای قانونی
5. عدم سختگیری شهرداری ها دردادن پروانه برای اضافه طبقه با این سیستم
6. کاهش قابل توجه بارهای مرده بام ساختمان های قدیمی با جمع آوری کف سازی و شیب بندی قبلی (که معمولاً با مصالح سبک انجام نمی پذیرفت)
7. امکان هماهنگی ظاهر و نمای طبقه جدید با ساختمان موجود فارغ از نوع متریال قبلی
8. عدم ایجاد اختلال یا توقف در استفاده از طبقات زیرین حین ساخت طبقه جدید.

موارد فوق و نکات فروان دیگر مؤید لزوم به حداقل رساندن تخریب ساختمان های موجود شهر که اکثراً هنوز به نیمه عمر مفید خود نرسیده اند است.

با گرایش به ساخت اضافه طبقات در مقابل تخریب و نوسازی هزینه و زحمتی به شهر و شهروندان تحمیل نمی گردد همچنین فضای مازاد موردنیاز مالک با صرف حداقل هزینه و زمان ممکن خواهد شد.

انتخاب سیستم سازه سبک فولادی ال اس اف برای ساخت این طبقات:

1. مزایا و امتیازات شهرداری ها در ارائه پروانه ساخت
2. سرعت بالا در به نتیجه رسیدن پوشش های اولیه ساختمان و جلوگیری از نفوذ آب در فصول بارندگی
3. قابل چشم پوشی بودن بار طبقه جدید روی سازه قدیمی به دلیل وزن بسیار کم آن
4. و بسیاری از دیگر مزیت های غیرقابل انکار این سیستم را در پی خواهد داشت که دلایل کافی برای استفاده از آن است.

ساختمان های ویلایی:

یکی از اصلی ترین کاربردهای سازه ال اس اف، تولید و اجرای اسکلت ساختمان های ویلایی به این روش است. این ساختمان ها غالباً دارای شرایط زیر هستند:

1. قالب کلی این ساختمان ها به صورت یک طبقه یا دوبلکس موردنظر است
2. در شرایطی با امکانات کم و خارج از شهرها ساخته می شود
3. ساخت سریع آن (با توجه به شرایط جوی مناطق ییلاقی، ساختِ با مجوز یا بدون آن ها و اشتیاق به بهره برداری هرچه زودتر) بسیار مطلوب است.

با توجه به موارد فوق انتخاب سازه سبک فولادی برای این گونه ویلاها و خانه های باغی انتخابی هوشمندانه است زیرا که زیربنای نسبتاً کم ساختمان های ویلایی برای سازندگان حرفه ای مطلوب نبوده و گاهی به صرفه تر است که مالک خود برای ساخت اقدام کند، طبیعتاً این روش به دلیل سهولت اجرا و نیز مشاوره و پشتیبانی شرکت ما تا آخرین مرحله ساخت کار را برای مالک بسیار آسان و به صرفه خواهد ساخت.

درعین حال این روش به دلیل اتمام سریع و سرعت بالا در بازگشت سرمایه برای مجتمع های ویلایی و شهرک های توریستی و ساحلی و ... بهینه و مقرون به صرفه است.

ساختمان های اقامت موقت:

در کنار هر پروژه بزرگ در حال ساخت یا بهره برداری نیاز است که مجتمع های اقامتی برای کارکنان و کارگران آن پروژه پیش بینی شود. این ساختمان های می بایست دارای ویژگی های زیر باشند:

1. معماری ساده
2. ساخت و اجرای بسیار سریع
3. امکان جمع آوری و نصب مجدد در محل جدید
4. امکان اجرا در محل هایی با امکانات زیربنایی اندک و صعب العبور

چنین ویژگی هایی به سادگی در سیستم سازه سبک فولادی LSF قابل دستیابی است.

به این طریق می توان انواع کمپ سایت های موقت و دائم برای شرکت های نفتی و پتروشیمی، نیروگاه ها، معادن و مجتمع های بزرگی ازاین دست فراهم نمود.

همچنین ساخت سریع ساختمان های موقت برای تجهیز کارگاه های ساختمانی کوچک و بزرگ برای اقامت کارکنان یا دفاتر مدیران و مهندسان پروژه نیز با این روش بسیار مطلوب است.

انبار و سالن های صنعتی:

در بیشتر فعالیت های عمرانی و صنعتی نیاز است در زمان محدود و بعضاً در موقعیت های دشوار سالن هایی با کاربری های گوناگون مانند انبار، سالن تولید، سالن های خدماتی مثل غذاخوری و آشپزخانه صنعتی، مسجد و نمازخانه و سالن اجتماعات و غیره احداث گردد.

و نیز ساختمان هایی در شرایط بحرانی مانند بیمارستان صحرایی و سوله های اسکان موقت و غیره نیز ضرورت پیدا می کند که همگی با توجه به قابلیت ها و مزایای سازه سبک فولادی (LSF) برای اجرا به این روش بسیار مطلوب و مناسب خواهد بود.

ساختمان های تجاری و خدماتی:

بسیار معمول است که در محیط های شهری و روستایی و در امتداد راه ها نیاز به ساخت ساختمان های تجاری و خدماتی وجود داشته باشد، این گونه ساختمان ها می توانند موقت یا دائمی بوده و در ابعاد و متراژهای مختلف مدنظر باشند.

کاربری این بناها به عنوان فروشگاه های بزرگ و کوچک، رستوران و تالار پذیرایی و مجتمع های بین راهی و ... است.

سیستم سازه سبک فولادی ال اس اف برای ساخت این نوع از ساختمان ها که به صورت معمول یک یا دوطبقه هستند انتخابی کارآمد در جهت کاهش هزینه، صرف زمان و انرژی کمتر، بهره برداری سریع و بازدهی عالی خواهد بود.

مجتمع های گردشگری:

رشد سریع صنعت توریسم و اهمیت آن در اقتصاد کشور، تقویت زیرساخت های موردنیاز این صنعت را دوچندان کرده. متأسفانه علی رغم ظرفیت بسیار بالای تمام پهنه کشور ما در جاذبه های گردشگری، زیرساخت های مناسب این بخش مانند:

1. مراکز اقامتی (اعم از هتل ها و هاستل ها، مهمان پذیرها و سوئیت های اجاره ای)
2. ساختمان های بهداشتی مانند سرویس های بهداشتی، رختکن و دوش آب شیرین در سواحل
3. فروشگاه ها و بازارچه های فروش محصولات بومی و صنایع دستی
4. کمپ سایت ها و محوطه های برپایی چادر

همچنان با کمبودهای جدی مواجه است.

به کارگیری سیستم ساختمانی LSF با توجه به تمام ویژگی هایی که ازلحاظ سرعت اجرا و هزینه دارد می تواند به سرعت این خلأ را جبران کرده و موجب رونق صنعت گردشگری در نقاط دورافتاده تر کشور گردد.

سرویس های بهداشتی:

گسترش سریع شهرها و افزایش زمانی که شهروندان در خیابان ها و فضاهای عمومی صرف می کنند، نیاز به سرویس های بهداشتی عمومی را دوچندان کرده.

در حال حاضر در بیشتر شهرها و کلان شهرهای کشور تعداد سرویس های بهداشتی در دسترس و 24 ساعته بسیار کمتر از استاندارهای جهانی است.

متولی ساخت این گونه اماکن شهرداری ها، متولیان مراکز گردشگری و مذهبی و حتی نهادهای خیریه و خیرین هستند.

استفاده از سازه ال ‎اس اف در ساخت اسکلت این بناها به دلیل سرعت دررسیدن به بهره برداری؛ کاهش هزینه ها و ساده شدن عملیات تکمیل و اجرای تأسیسات موردنیاز، بسیار گره گشا و مؤثر است. درعین حال این سیستم مقاومت بسیار خوبی در شرایط ویژه بهره برداری مکرر و متوالی این گونه اماکن پراستفاده عمومی را داراست.

ساختمان های عمومی شهری و روستایی:

نیاز به ساخت و توسعه فضاهای عمومی آموزشی ، فرهنگی و بهداشتی مانند:

1. مراکز مذهبی (نمازخانه، مسجد، حسینیه و ...)
2. مدارس و آموزشگاه ها
3. کتابخانه و مراکز فرهنگی
4. درمانگاه ها مراکز بهداشت شهری و روستایی

نیازی بی پایان در هر جامعه ایست و کمبود این گونه اماکن همیشه و همه جا احساس می شود.

بناهای عمومی ازاین دست توسط متولیان بخش دولتی (شهرداری؛ آموزش وپرورش؛ وزارت بهداشت؛ وزارت فرهنگ و ...) ، خیرین و ارگان های مردم نهاد و مؤسسات مذهبی و فرهنگی در سراسر کشور ساخته می شود. لیکن متأسفانه معمولاً ساخت آن ها به دلایل گوناگون زمان بر بوده و بسیار دیر تکمیل شده و به بهره برداری می رسند.

زمان اندک موردنیاز برای ساخت و بهره برداری از ساختمان در سیستم ساختمانی ال اس اف موجب می گردد تأثیر منفی گذشت زمان و کهنه شدن پروژه ها که اثر نامطلوبی بر تأمین بودجه های دولتی و دلسرد شدن خیرین بخش خصوصی می گذارد، خنثی شده و متولیان این امر را برای ادامه خدمت و شروع کار جدید دلگرم و مشتاق نماید.

دیوارهای داخلی:

امروزه دیگر استفاده از مصالح سنتی برای اجرای پارتیشن ها و تیغه های داخلی یک ساختمان، تنها گزینه پیش روی سازندگان نیست. استفاده از روش های خشک (درای وال) برای ساخت این دیوارها بسیار رایج شده و امکانات متنوعی را در اختیار گذاشته است.

زیرسازی مرسوم برای دیوارهای داخلی که طبعاً باربر نبوده و فقط می بایست وزن پوشش ها و بارهای مماسی احتمالی را تحمل کند، بسیار ساده و با استفاده از پروفیل های بسیار سبک و کم ضخامت سرد نورد شده به روش تولید شاخه ای صورت می پذیرد. در چنین حالتی استفاده از پروفیل های سنگین تر LSF که برای باربری سازه ای پیش بینی شده اند، توجیه اقتصادی نداشته و ازنظر مهندسی صحیح نیست، لکن در بعضی مواقع به دلیل نیاز به دقت بالا، ضرورت پیش ساختگی و سرعت زیاد، ابعاد بزرگ دیوار، سنگین بودن مصالح پوششی موردنظر، سنگینی نسبی نصبیات مماسی روی دیوار و یا ملاحظات دیگر، استفاده از دیوار پیش ساخته LSF برای تیغه داخلی و پارتیشن مناسب ترین راه حل خواهد بود.

سازه های ترکیبی:

کاربرد سازه سبک LSF در دیگر ساختارهای سازه ای و یا ترکیبی، بسیار گسترده است و مزایا متعدد ال اس اف استفاده از آن را به گزینه مطلوب تبدیل می نماید.

سازه ترکیبی با اسکلت LSF برای ساخت ساختمان های 4 و 5 طبقه، و نیز ساختمان هایی که نیاز به زیرزمین و پارکینگ دارند است. طبقاتی که ساخت آن ها با سازه ال اس اف میسر نیست. (توجه کنید به محدودیت های LSF چنانچه در اینجا) ]لینک صفحه دامنه و کاربرد[، این گونه ساختمان ها به صورت ترکیبی از اسکلت فلزی یا بتنی و اسکلت فولادی سبک طراحی می شوند.

در این ساختمان ها معمولاً اسکلت طبقه/طبقات پائین مثل زیرزمین؛ همکفِ پارکینگ و طبقات ابتدایی بیشتر از سه طبقه، با استفاده از دستگاه های سازه ای رایج فلزی یا بتنی با توجه به بار طبقات بعدی اجرا می گردد، سپس طبقات بالابر اساس سازه فولادی سبک طراحی و اجراشده، همچنین دیوارهای پیرامونی و جداکننده طبقات پایین نیز با دیوارهای LSF به صورت درای وال تکمیل می گردد.

دقت در اجرای اسکلت فلز و بتنی در این روش و بخصوص دقت در تسطیح دال بتنی و تراز بودن آن بسیار حائز اهمیت است.

در برخی از ساختمان های نیز ممکن است به دلیل شرایط خاص راه پله و یا نیاز به آسانسور، کل باکس پله تا خرپشته و اتاقک آسانسور با سازه فلزی اجرا شود.

زیر سازی نما:

وزن سبک، سرعت بالای تولید و اجرا و از همه مهم تر دقت بی نظیر دیوارهای ساخته شده از مقاطع 9 و 15 سانتیمتری نورد سرد به روش CAD/CAM (نیوزلندی) استفاده از این دیوارها را برای زیرسازی نماهای خاص و خشک بسیار مناسب کرده است.

ازآنجاکه در نماهای خشک مانند سفال نما (تراکوتا)، سرامیک نما، سنگ خشک، کامپوزیت پانل ها، چوب نما (ترمو وود) و سمنت بردها، برای اتصال مستقیم مصالح یا اتصال پروفیل ها و ریل های ویژه آن ها نیاز به شاسی و زیرسازی مناسب و دقیق است و در نما همچنین می بایست فریم انتظار پنجره و دیگر بازشوها را نیز در نظر داشت، طراحی و تولید دیوارهای نما به روش ال اس اف بسیار راهگشا خواهد بود.

دقت بالای تولید و نصب به شرط اجرای مطلوب سازه اصلی و اندازه گیری دقیق پیش از طراحی، این امکان را فراهم می کند که پروفیل های مناسب عمودی و افقی در هر قسمت موردنیاز و پروفیل های پیرامونی بازشوها با دقت بالا در محل مورد نظر قرارگرفته و کار نصب نمای اصلی و اتصالات و ریل های آن را بسیار ساده، سریع و دقیق کند.

همچنین از سطح داخلی دیوارهای LSF نصب شده روی نما نیز می توان برای نصب مستقیم گچ برگ یا دیگر مصالح درای وال به منظور پوشش داخلی بنا استفاده کرد.

ضمن آنکه از فضای 9 و 15 سانتیمتری داخلی پروفیل های C شکل نیز برای نصب انواع عایق های صوتی و حرارتی استفاده می شود.

برخی عایق های حرارتی و رطوبتی (مانند بخار بندها) را نیز می توان رو سطح بیرونی شاسی LSF پیش از اجرای نمای اصلی به سادگی نصب نمود.

اطلاعات فنی سازه:

برای داشتن یک ساختمان با سازه ال اس اف، لازم است آن را ازلحاظ فنی کاملاً بشناسیم تا بتوان با در نظر گرفتن شرایط طرح و پروژه و مسائل اجرایی آن بهترین انتخاب و دقیق ترین محاسبات و بهینه ترین میزان سازه را داشته باشیم.

به این منظور در این بخش مقالاتی در زمینه های مختلف مربوط به تولید، طراحی و اجرای ساختمان ال اس اف قرار داده شده است.

این مطالب بر اساس تجربه، نوع کار و روش تولید این مجموعه تهیه شده، ضمن اینکه نکات آئین نامه ملی سازه های سرد نورد شده (نشریات 612 و 613) و دیگر مقررات مربوط به طراحی و اجرای ساختمان می بایست رعایت گردد.

ماشین آلات تولید:

تولید تمام اتوماتیک و کارخانه ای سازه ال اس اف اهمیت به سزایی در کیفیت، سرعت و به صرفه بودن آن دارد، دستگاه های نورد سرد شرکت Framecad نیوزلند قابلیت های فراوانی در تولید دارا هستند که ذکر همه آن ها در اینجا لازم نیست.

به دلیل وجود این برند بخصوص در ایران در سال های اخیر، فرآیند طراحی و تولید CAD/CAM به روش نیوزلندی مصطلح شده و در سوی مقابل تولید کارگاهی و اصطلاحاً دستی که فقط با نورد ساده ورق در کارگاه ساده شروع می شود و بقیه عملیات به وسیله نیروی انسانی صورت می پذیرد به روش کانادایی مرسوم شده است.

در حال حاضر برای تولید سازه LSF ال اس اف دو دستگاه مدرن Framecad در مقاطع 89 میلی متر و 150 میلی متر (مشخصات جزئی تر مقاطع در بخش مربوطه توضیح داده شده است) در دسترس است. این دو مقطع برای تمامی قطعات موردنیاز استفاده می گردد و ماشین آلات حین تولید سوراخ ها، پانچ ها، لبه برداری ها و گوشه گیری ها و پخ ها را ایجاد کرده در پایان در طول موردنظر برش خورده و کد حاوی اطلاعات قطعه و پروژه روی آن چاپ می شود.

در ادامه قطعات به صورت مرتب بسته بندی شده و آماده حمل خواهد بود.

ورق ها و مقاطع:

ورق ها و مقاطع مورداستفاده در سازه های تولیدی شرکت اسپید سازه پرشین از ویژگی های زیر برخوردارند:

ضخامت ورق ها: دستگاه های نورد سرد شرکت Framecad نیوزلند را می توان باضخامت های متنوعی از ورق ها تغذیه کرد، لکن به دلایل فنیِ تولید و دلایل اقتصادی و انبارداری امکان طراحی و تولید سازه با ورق های ضخامت گوناگون در کارخانه وجود نداشته و فعلاً ورق ضخامت 25/1 برای مقطع 150 میلی متری ورق ضخامت 1 میلی متر برای مقطع 89 میلی متری تهیه و بر اساس آن طراحی و تولید صورت می پذیرد.

مشخصات فولاد: طبق کلیه آئین نامه ها فولاد مصرفی یا به عبارتی پایه اصلی فولاد ورق گالوانیزه می بایست از نوع سازه ای (استراکچرال) بوده و دارای مقاومت مشخصی طبق جداول استاندارد باشد. استاندارهای مختلفی در سراسر دنیا به شرح این مشخصات می پردازند که در اینجا استاندارد اروپا EN 10147 و در پرانتز استاندارد ژاپنJIS G3302 ذکر می شود.

ورقی که بیشتر به عنوان ورق گالوانیزه بین عموم شناخته می شود و بخش عمده بازار را تشکیل داده، ورق تجاری (کامرشیال Commercial) ورق های پرس کاری (دراوینگ Drawing) است. فولاد پایه این ورق از کیفیت مطلوبی برای سازه برخوردار نبوده و استفاده از آن به جز در قطعات پانل های غیر باربر مانند پارتیشن ها مجاز نیست. این ورق ها با کدهای DX51D+Z تا DX54D+Z تحت زیرشاخه EN 10142 اتحادیه اروپا نام گذاری می شوند. ( SGCC و SGCD1 تا SGCD3 زیرشاخه JIS G3302 استاندارد ژاپن)

اما ورق مناسب برای سازه باربر و مقاوم ال اس اف ]با توجه به اینکه عدد داخل کد بیانگر مقاومت تسلیم است[ به ترتیب S220GD+Z و S250GD+Z و S280GD+Z و S320GD+Z و S350GD+Z و S550GD+Z هستند. ( SGC340 و SGC400 و SGC440 و SGC490 و SGC570 ]عدد داخل کد در اینجا بیانگر تنش نهایی فولاد است[ در استاندارد ژاپن)

البته به دلیل محدودیت شدید تولید ورق باکیفیت در داخل و تعرفه بسیار زیاد واردات و عدم شناخت بازرگانان فولاد از موارد فوق، به سختی در بازار ایران فقط ردیف های اول و شاید دوم ورق با این مشخصات قابل خرید باشد و ورق های مقاومت بالاتر بسیار دست نیافتنی هستند.

مشخصات پوشش گالوانیزه: مقدار پوشش گالوانیزه بر روی ورق فولادی یا باضخامت آن در هر طرف به میکرون بیان می شود یا با وزن آن روی هر مترمربع دو روی ورق به صورت گرم بر مترمربع درج می گردد.

طبق آئین نامه طراحی و اجرای سازه های فولادی سبک سرد نورد ایران (نشریه شماره 612) حداقل پوشش گالوانیزه باید 180 گرم بر مترمربع Z180 باشد.

بازهم لازم به ذکر است گرچه این کیفیت در ایران قابل تولید است ولی تهیه و سفارش آن بازهم دشواری های خود را دارد.

مقطع 89: این مقطع به شکل C با جان 89 میلی متر، بال های 41 و 39 میلی متر (مختصراً 40 میلی متر میانگین در نظر گرفته می شود) و لبه های 10 میلی متر معمولاً از ورق ضخامت 1 میلی متر (گاهی اوقات 0.9 یا 0.95 میلی متر) تولید می گردد. سطح مقطع آن 172 میلی مترمربع وزن واحد طول آن 36/1 کیلوگرم است.

مقطع 150: این مقطع به شکل C با جان 150 میلی متر، بال های 41 و 39 میلی متر (مختصراً 40 میلی متر میانگین در نظر گرفته می شود) و لبه های 11 میلی متر معمولاً از ورق ضخامت 25/1 میلی متر تولید می گردد. سطح مقطع آن 302 میلی مترمربع وزن واحد طول آن 45/2 کیلوگرم است.

ورق عرشه فولادی: این عرشه مقداری با ورق های عرشه فلزی اسکلت های گرم متفاوت بوده و ظریف تر از آن هاست. مقطع آن ذوزنقه با گام های 4 و 8 سانتیمتری و ارتفاع 38 میلی متری است. ضخامت ورق آن بسته به طراحی معمولاً 8/0 یا 7/0 میلی متر است.

مقاطع دوگانه ذکرشده برای تولید تمام قطعات سازه ای یک اسکلت ال اس اف مانند استادها (ستونک ها) ، رانرها (تراک ها) ، بادبندها (بریس ها) ، کمرکش ها (ناگ ها) ، کلیه اجزای اصلی و مورب خرپاها و نعل درگاه ها، فریم پیرامون درها و پنجره ها، روف پنل ها (پرلین ها) بکار گرفته شده و تغیر عمده ای به جز پانچ و لبه برداری و گوشه گیری برای اتصال در آن ها ایجاد نمی گردد.

جزئیات و اتصالات:

اتصالات در سازه های LSF به چند بخش اصلی تقسیم می شود:

1. اتصال قطعات:

   اتصال قطعات به یکدیگر جهت مونتاژ پانل ها؛ این قسمت ها با پیچ نوک مته با گل قارچی، عدسی و یا ویفر به قطر 4.8 میلی متر و طول 19 میلی متر از طریق سوراخ های آماده روی پروفیل ها به هم متصل می گردند.

2. اتصال پانل ها:

   اتصال پانل ها به یکدیگر جهت نصب سازه؛ برای اتصال دیوارها به یکدیگر، خرپاها یا جویست پنل ها به دیوارها، اتصال روف پنل ها به خرپاها و اتصال رانر پای دیوارها به شاسی فلزی (در صورت اجرای سازه روی یک شاسی فلزی) از پیچ های سربکس نوک مته به قطر 3/6 میلی متر با طول 25 میلی متر استفاده می گردد.

3. اتصال دیوارها:

   اتصال دیوارها به فونداسیون یا دال بتنی؛ اتصال سازه ال اس اف به فونداسیون یا دال بتنی سقف (در اضافه اشکوب ها) با رول بولت النگویی به قطر 12 میلی متر و طول 80 تا 250 میلی متر بسته به ضخامت دال یا فاصله رانر پائینی با بتن مسلح، انجام می پذیرد. این رول بولت ها در سوراخ های تعبیه شده هنگام تولید در رانر پائینی قرار می گیرند ولی ممکن است الزاماً فقط این سوراخ ها کافی نباشد و لازم باشد در دیگر بخش های ضروری مانند پای بادبندها سوراخ و رول بولت مناسب نصب گردد.

4. اتصال ورق عرشه به تیرک های سقف:

   اتصال ورق عرشه به تیرک های سقف؛ برای این اتصال نیز پیچ سربکس نوک مته با قطر 3/6 استفاده می شود لیکن طول پیچ متناسب با استفاده یا عدم استفاده از عایق (مانند رول پلی اتیلن) زیر ورق ذوزنقه متغیر است.

اتصالات ذکرشده در شکل های روبرو مشخص شده اند. اتصالات دیگری نیز هستند که بنا به نیاز بکار گرفته می شوند مانند قسمت هایی که لازم است با ورق تقویت شوند یا بخش هایی که به سازه فولادی گرم یا بتنی متصل می گردند.

متره و برآورد پروژه های LSF:

ساختمان های LSF با توجه به تفاوت هایشان نسبت به ساختمان های متداول فلزی و بتنی، در برخی مصالح و متریال مصرفی متمایز بوده و ممکن است بسیاری از سازندگان و مجریان ساختمان نسبت به آن ها و هزینه هایشان شناخت کافی نداشته باشند.

به این منظور شرکت اسپید سازه پرشین در قالب خدمات مشاوره ای خود، امور متره و برآورد ساختمان های LSF با مصالح نوین و جدید را با دقت بالا انجام می دهد.

این برآوردها می تواند در قالب فهرست بهای سالانه سازمان برنامه وبودجه و یا در قالب اختصاصی باقیمت های بازار باشد.

در سال های اخیر سازه LSF در فهرست بهای ابنیه گنجانده شده و با عنوان «تهیه و نصب پانل دیواری از جنس فولاد سرد نورد شده گالوانیزه، متشکل از اعضای استاد و رانر (و بادبند در صورت لزوم) به همراه نعل درگاه، اتصالات و تقویتی های مربوط، طبق مشخصات فنی» ذیل فصل کارهای فولادی سبک به صورت قیمت واحد هر کیلوگرم قرارگرفته است.

همچنین برخی دیگر از مصالح خشک و ویژه سازه های سبک نیز در بخش های مختلف فهرست بها در نظر گرفته شده است.

مقاومت در برابر زلزله:

وقوع زلزله های اخیر که سبب خرابی و کشته شدن انسان های بی شماری گشته است، مبین عدم کفایت بخشی از ساختمان ها در تحمل نیروهای مخرب زلزله می باشد.

ازآنجایی که روال طراحی و اجرای ساختمان ها برای سطوح عملکرد و سطوح لرزه ای تعریف و مشخص می شود، لذا نمی توان ادعا کرد که ساختمانی می تواند ضد زلزله باشد بنابراین اصطلاح ساختمان 'مقاوم در برابر زلزله ای با شدت مشخص' توصیف صحیح تری است که باید کوشید تا جایگزین این غلط مصطلح شود.

هدف از ساخت وساز مقاوم در برابر زلزله، احداث ساختارهایی است که در طول فعالیت لرزه ای بهتر از همتایان معمول خود عمل کرده و به عبارت دیگر در برابر بزرگ ترین زلزله با احتمال خاصی که احتمالاً در محل رخ می دهد، مقاومت کنند.

یکی از مؤلفه های اصلی در تأثیر نیروی زلزله بر ساختمان، جرم ساختمان است، هر چه ساختمان سبک تر ساخته شود، رفتارش در برابر بارهای زلزله مناسب تر می شود.

مصالح استفاده شده در ساختمان ها علاوه بر سبکی باید انعطاف پذیر نیز باشند زیرا در این صورت دارای نقطه شکست بالا بوده و می توانند در مقابل هرگونه شوک لرزه ای مقاومت کنند.

قاب‎‎های سبک فولادی (Light Steel Frames) سازه هایی هستند که به دلیل سبکی و انعطاف پذیری، می توانند به عنوان سیستم های مقاوم در برابر زلزله به کار گرفته شوند. این سازه ها با توجه به مداخله کمتر کارگران ماهر و درصد کم تلفات مصالح در طول ساخت اسکلت، بهترین نسبت هزینه به عملکرد را دارا هستند.

مزایا:

1. زمان ساخت وساز، در مقایسه با سیستم های متعارف کمتر از یک سوم است.
2. ورق های فولادی دارای قدرت بالا و وزن کم هستند و بنابراین نصب جرثقیل در اغلب طرح ها ضروری نیست.
3. فولاد به قدری انعطاف پذیر است که می تواند در زلزله یا بادهای سنگین مقاومت نماید. همچنین شکل پذیری آن سبب می شود که هرگاه سازه در معرض نیروهای بزرگ قرار گیرد با تغییر شکل خود، بدون خرابی به ساکنان برای تخلیه هشدار دهد.
4. به دلیل ویژگی های اساسی فولاد ضدزنگ و نیاز کم به تعمیر و نگهداری در طول سال ها، این سازه ها از عمر بالایی برخوردارند.
5. پیچیده بودن اعضا به یکدیگر سبب مقاومت بالای لرزه ای و انعطاف پذیری کل سازه شده است.
6. به سازندگان اجازه می دهد علاوه بر هزینه و زمان کم، به طیف گسترده ای از سبک های معماری دست یابند.
7. اغلب بر پی های کم حجم بتنی ساخته می شوند.
8. در این سازه ها صرفه جویی انرژی در سرمایش و گرمایش، قابل توجه است.
9. عدم استفاده از مواد آلاینده در ساخت وساز و استفاده از مصالح قابل بازیافت، موجب کاهش حدود 70 درصدی انرژی می شود و از انتشار گاز CO2 می کاهد.
10. ظاهر بیرونی نهایی ساختمان بسیار شبیه سیستم های معمولی است بااین حال، حفظ نماهای داخلی و خارجی برای مدت زمان طولانی، بدون نشست، ترک و رنگ محوشده، مزیت بزرگی است که نسبت به دیگر سیستم های سازه ای دارا می باشد.
11. سازه ها به راحتی با استفاده از پیچ یا پرچ ساخته و بدون هیچ مشکلی جداسازی می شوند. این امر، زمان ساخت را کاهش می دهد و ازاین رو یکی از گزینه ها برای سازه موقت خواهند بود.

معایب:

1. بالا بودن هزینه تأمین ورق
2. محدودیت در دهانه و طبقات
3. نیاز به نیروی کار متخصص و نرم افزار طراحی و ساخت انحصاری
4. نبود کنترل آیین نامه ای اتصالات
5. کمبود دانش فنی سیستم های تولید و کنترل طرح و همچنین همه گیر نشدن در سطح کشور سبب شده که شاهد ساخت سازه های غیراستاندارد از یک سو و کنترل های غیر فنی و ناکارآمد از سوی دیگر باشیم که این امر به نوبه خود موجب سردرگمی کارفرما در انتخاب و سوءظن کارشناسان فنی و خبره به این سازه، دامن می زند.

مراحل تکمیل سازه ال اس اف:

یکی از مسائلی که موجب شده سازه های سبک فولادی ال اس اف با سرعت آهسته ای در جامعه مهندسی و بازار ساخت وساز کشور شناخته شده و به اصلاح جا بیافتد، تفاوت های جزئی آن در مسیر تکمیل و اتمام یک ساختمان با سازه نورد سرد گالوانیزه است.

این جزئیات متفاوت و عدم شناخت کافی از آن ها در مواردی موجب سردرگمی و نتیجتاً تردید کارفرمایان شده و آن ها را به سمت روش های ماسونری و مرسوم تر سازه و ساختمان سوق می دهد. درحالی که تکمیل و رسیدن به نقطه بهره برداری یک بنا با سازه سبک اگر ساده تر از روش های متداول نباشد، قطعاً سخت تر نیست. ضمن آنکه مراحل ساخت سریع تر و مرتب و تمیزتر نیز پیش خواهد رفت.

پس از اجرای مرحله سازه ای یک ساختمان، پی (یا زیرسازی) و اسکلت LSF، مراحل تکمیل آن شامل سفت کاری، تأسیسات و نازک کاری و … باید آغاز گردد. تعاریفی همچون سفت کاری و نازک کاری در ساختمان با سازه ال اس اف مقداری متفاوت تر از روش های سنتی ساخت ساز است. به طور مثال در یک ساختمان با سازه فولادی یا بتنی پس از مرحله اسکلت نیاز است کلیه دیوارهای پیرامونی و داخلی، فریم ها نعل درگاه های در و پنجره ها غیره در مرحله سفت کاری انجام شود. ولی در یک سازه ال اس اف پیش ساخته، تمامی دیوارها و فریم ها اجزای زیرسازی سقف و سقف کاذب در مرحله اسکلت انجام شده و در مرحله سفت کاری تنها لازم است پوشش مناسب آن اجرا شود.

لذا به منظور تشریح و توضیح مراحل کاری و انتخاب ها و آپشن ها موجود و همچنین تذکر نکات کلیدی و جزئیات فنی این مقوله، راهنمای تکمیل ساختمان ال اس اف آماده شده و در اختیار بازدیدکنندگان این وب سایت قرارگرفته است.

این نوشته مجموعه ای از توصیه های معمول و گزینه های بیشتر در دسترس برای اجرای کامل یک ساختمان با سازه ال اس اف بوده و به یقین کامل و جامع نیست. لکن هدف از نگارش آن، دادن اطمینان خاطر به کارفرمایان و مشتریان برای داشتن گزینه های متعدد و عدم پیچیدگی اجرای هر یک از آن هاست تا به دلیل تفاوت جزئی این سیستم با سازه ها و ساختمان های ماسونری مرسوم، دچار تردید نشوند.

این شرکت همواره متعهد به راهنمایی، مشاوره و پاسخگویی به سؤالات و خواسته های خریداران خود بوده و پیدا کردن راهکارهای جدید برای پروژه های جدید و متفاوت را بخشی از ضروریات ارائه خدمات خود دانسته است.

محدودیت های سازه فولادی سبک ( ال اس اف LSF ):

گرچه ویژگی های منحصربه فرد سازه ال اس اف برتری های شاخصی نسبت به دیگر انواع سازه های مرسوم فولادی و بتنی و یا دیگر روش های نوین ساخت اسکلت و پیکره ساختمان دارد، ولی از طرفی محدودیت هایی نیز در طراحی معماری این سازه ها می بایست در نظر گرفته شود. برخی از این محدودیت ها مربوط به شکل و ساختار کلی سازه های سبک فولادی است و برخی متوجه به ماشین آلات، ورق های موجود در بازار و دیگر عوامل مرتبط با تولیدکننده است.

درنتیجه بخشی از محدودیت ها و ویژگی هایی که در این بخش مطرح می شود با در نظر گرفتن ماشین آلات در دسترس فعلی شرکت اسپید سازه و دامنه تولید، طراحی و همچنین محدودیت تهیه ورق با ضخامت ها و مقاومت های گوناگون است و این شرایط الزاماً شامل کلیه سیستم ها و روش های متنوع سازه های سبک فولادی نمی گردد.

1. دامنه ارتفاع:

   همان طور که ذکر شد بهتر است با شرایط فعلی تا سه طبقه و هر طبقه تا 3.5 متر طراحی و تولید نگردد. این امر ممکن است به بسیار محدودکننده به نظر بیاید ولی ساختمان های زیادی نیز ساخته می شود که نیازی به طبقات بیشتر و یا ارتفاع بلندتر نداشته و این مقدار برای آن ها کافی است و در ساختمان های یک طبقه، ارتفاع دیوار را تا 4.5 متر نیز می توان طراحی نمود.

2. بار زنده:

   وزن سبک سازه و کاربری معمول این ساختمان ها بار زنده در نظر گرفته شده در طراحی را به بارهای مسکونی و اداری محدود می کند و البته با در نظر گرفتن تقویت های ویژه می توان آن را تا بارهای اداری پرتجمع و ساختمان های عمومی و آموزشی افزایش داد ولی اعمال بار زنده پارکینگ روی کف ساختمان LSF امکان پذیر نیست.

   همچنین امکان نصب تجهیزات بسیار سنگین گرمایشی و سرمایشی، تجهیزات مخابراتی و مخازن گوناگون روی بام ساختمان با سازه سبک با محدودیت همراه است و نیز امکان در نظر گرفتن جرثقیل سقفی در سوله های LSF با استفاده از دیوارها نیز وجود ندارد.

3. فشارهای جانبی و ضربه:

   ویژگی های خاص سازه های سبک سرد نورد آن ها را در برابر فشارهای جانبی مانند فشار جانبی خاک در ترازهای زیرزمین و فشار جانبی آب در مخازن و استخرها آسیب پذیر می کند و استفاده از این سازه زیرزمین به تنهایی توصیه نمی شود. همچنین ضربه ناشی از برخورد هرچند آرام خودرو در پارکینگ هایی که چند خودرو و با چند فرمان در آن ها پارک کرده و داخل و خارج می شوند نیز می تواند خسارت های جدی به سازه وارد کند که از این امر نیز باید اجتناب گردد. ولی می توان پارکینگ هایی در همکف ساخت خودرو مستقیم به آن واردشده و مستقیم خارج شود، البته با قرار دادن حفاظ هایی در محل های ضربه پذیر احتمالی.

4. دیوارهای باربر و دهانه سقف ها:

   در سیستم دیوار باربر با توجه به عدم وجود تیرها و ستون ها نیاز است در هر بخش از ساختمان در حداقل دو طرف روبری هم دیوار وجود داشته باشد روی این دیوارهای تیرک ها یا خرپاها (بسته به تخت بودن یا شیب سقف و البته دهانه) قرار خواهد گرفت. در ساختمان های یک طبقه با سقف شیب دار (و با تمهیداتی در سقف های تخت) دهانه می تواند تا حدود 12 متر طراحی شود. در ساختمان های چندطبقه بهتر است دهانه های طبقات پایین بیشتر از 5.5 متر (حداکثر6 متر) نباشد و طبعاً طبقه آخر می تواند مانند توضیح قبلی تا 12 متر باشد.

5. بازشوها:

   همان طور که در بالا ذکر شد ازآنجاکه در هر محیط از معماری ساختمان نیاز به دیوار در دو طرف روبروی هم و ترجیحاً جهتی که دهانه کمتری ایجاد می کند داریم. ابعاد عرضی بازشوهای در و پنجره در دیوارهای باربر محدود است و نمی تواند بسیار بزرگ باشد، البته با تقویت نعل درگاه ها با ورق امکان افزایش عرض تا حدودی وجود خواهد داشت. همچنین ازآنجاکه وجود نعل درگاه در این سیستم ضروری است، ارتفاع بازشوها نمی تواند تا انتهای بالایی دیوار باشد و متناسب با باربری دیوار و مقدار آن، بخشی از ارتفاع بالای بازشو به نعل درگاه اختصاص می یابد. بدیهی است ارتفاع پنجره ها در پایین محدودیت سازه ای ندارد و می تواند تا کف امتداد یافته و به اصطلاح قدی باشد.

6. بارهای مرده:

   یکی از مزیت های اصلی سازه ال اس اف، وزن کم آن است، پس بهتر است در انتخاب و به کارگیری مصالح سفت کاری و نازک کاری ساختمان ازنظر وزن دقت شود و ترجیحاً مصالح سبک تر و کم ضخامت تر درنظرگرفته شود تا این ویژگی نقض نگردد. گرچه ازلحاظ تکنیکی محدودیتی برای استفاده از انواع مصالح سنتی یا جدید و خشک وجود ندارد، لیکن دقت در انتخاب و حساسیت در اجرای آن از لحاظ مقدار (به طوری که بیش از میزان موردنیاز نباشد) حائز اهمیت است.

7. بارهای جانبی:

   وزن کم سازه و ساختمان، اثر شتاب زمین هنگام زمین لرزه و نیروی جانبی ناشی از آن را به صورت قابل ملاحظه ای کم می کند، درنتیجه معمولاً در تحلیل و طراحی سازه های ال اس اف بیشتر اثر جانبی نیروی باد حاکم است. مهاربندی منحصربه فردی که در اسکلت ال اس اف نیوزلندی به کار گرفته می شود (به صورت میان قاب) در طراحی سازه امکان مهار این نیروها را ممکن می سازد و البته مصالح خشک تخته ای (مانند OSB ، سمنت برد، گچبرگ، منیزیم برد و ...) که برای پوشش خارجی و داخلی به کار می رود نیز به کمک می آید و اثر آن ها نیز در طراحی قابل محاسبه و اعمال است.

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.