روش اجرای ساختمانهای فولادی LSF

سيستم ساختماني قاب‌هاي سبک فولادي سردنورد شده(LSF)
استفاده از اعضاي فولاد سرد نوردشده از دهه ۱۸۵۰ ميلادي آغاز گرديد. ولي استفاده از آن تا انتشار اولين ضوابط انجمن امريكايي آهن در۱۹۴۶گسترش زيادي پيدا نكرد. اولين استاندارد طراحي بر مبناي تحقيقات انجام
يافته در دانشگاه كرنل سال ۱۹۳۹ و با پشتيباني AISI تدوين گرديد. امروزه بدليل كيفيت مناسب ساخت و سرعت بالا و مقاومت بالا در برابر زلزله از آن در كشورهاي انگلستان، امريكا، كانادا، استراليا، ژاپن و… استفاده مي كنند.

ساختمان هاي پيش ساخته فولادي سبك (Light Weight Steel Frame)به LSFموسوم بوده كه بصورت خشك وعمدتا با استفاده از اتصالات پيچي بكار مي روند.اين ساختمان ها از ۳جزءاصلي شامل:مقاطع متشكل از ورق هاي فولادي سرد نوردشده براي سازه،صفحات تخته گچي به عنوان پوشش رويه دروني ولايه عايق حرارتي وصوتي تشكيل مي شوند. كاربرد اين ساختمان ها به عنوان يك سيستم سازه اي مستقل و اكثرا درانبوه سازي ساختمان هاي دوطبقه، دفاتر و ساختمان هاي تجاري كوچك، واحدهاي صنعتي و سالن هاي ورزشي يك طبقه است. يك سيستم سازه اي باربر ثقلي است كه قابليت تركيب شدن با سيستم سازه اي ديگر، مانند ديوارهاي بتن مسلح سازه اي را دارد. در ساختمان هاي كوتاه بصورت

 

سيستم سازه اي مختلط بكار مي رود. استفاده از اشكال مختلف آن طبق آيين نامه مجاز بوده است. مقاطع آن داراي ابعاد متنوع و محدوده تغييرات ضخامتي بين ۲٫۵ تا ۶/۰ ميليمتر مي باشند. اتصال LSFبه شالوده به واسطه كلاف افقي با مقطع c، شكل مي گيرد. اجزاء قائم به عنوان عضو باربر ستوني در بارهاي ثقلي عمل مي كند، برخي از اين اعضا در دهانه مهاربندي جانبي سازه علاوه بر بار ثقلي، متحمل نيروهاي ناشي از بار جانبي هم بوده كه تحت نام وادار(stud) در سيستم معرفي شده اند. سقف اين سازه ها متشكل از تيرچه هاي فلزي سردنوردشده است. تيرها و تيرچه ها عمدتا داراي مقاطع با اشكال cوz مي باشند. پوشش سقف با دال بتني در صورت يكپارچگي لازم بين بتن و پروفيل فولادي تيرچه، مي تواند به عنوان سقف مركب فلزي طراحي شود. LSF، بمنظور باربري جانبي سازه در امتداد اصلي متعامد، از دهانه هاي بار برجانبي استفاده مي شود (Load Bearing Wall).

 

دهانه هاي باربر به ۴روش ايجاد شده: سيستم دهانه هاي مهاربندي با اعضای قطري، سيستم ديوار برشي با ورق فولادي نازك، سيستم ديوار باربر با پوشش OSBو سيستم ديوار برشي بتن مسلح؛ كه مهاربندي با اعضاء قطري براي ساختمان هاي تا ۲طبقه مسكوني و سيستم باربر جانبي ديوار برشي بتن مسلح تا ۴طبقه مسكوني مجاز است.

انتقال حرارتي كم، آن را براي استفاده دائم مانند: ساختمان هاي مسكوني با مشكلاتي روبرو مي سازد ولي عملكردش براي استفاده هاي منقطع مناسب است. عملكرد صوتي ديوارها و سقف هاي ساخته شده درصورت رعايت تمهيدات پاسخ گوي انتظارات تعيين شده مقررات ملي ساختمان مي باشد. مواد تشكيل دهنده LSF بار حريق ندارند و ليپروفيل هاي سرد نورد شده مقاومت كمي در برابر حريق دارند و بايستي بخوبي محافظت گردند، كه يكي از دلايل كاربرد گچ به عنوان پوشش داخلي رسيدن به اين هدف است.

از عمده مزاياي LSF كاهش جرم ساختمان، كاهش هزينه در مصالح، نيروي انساني و زمان احداث پروژه هاست. بكارگيري اين روش در ساختمان هاي ۵ طبقه كشور بارعايت تمهيدات خاص مقدور مي باشد.

مزاياي سازه هاي فولادي گالوانيزه سردنوردشده سبك:
سبكي سادگي در پيش ساختگي وتوليد انبوه كيفيت يكنواخت

مقاومت وسختي بالا عدم تاخير ناشي از شرايط جوی در ساخت و نصب سازه حمل ونقل اقتصادي
نصب سريع وآسان دقت بالا در اجراي جزئيات قابليت بازيافت مصالح
عدم قابليت اشتعال مقاومت بالا در برابر پوسيدگي وحمله موريانه ها
عدم نياز به قالب بندي عدم وجود افت وخزش در دماهاي محيطي

مراحل ساخت خانه هاي پيش ساخته:
نام مرحله متريال مورد استفاده
اجراي فونداسيون شناژي ميلگردهاي طولي و فونداسيون نواري با ابعاد پايين
اجراي اسكلت فولاد گالوانيزه سرد نوردشدهLSF
اجراي پوشش سقف پانل هاي سيماني (Fiber cement board) + تركيب با مصالح سنتي و كلاسيك
نصب پانل هاي پوشش خارجي فايبرسمنت يا فوم بتن

نصب لايه عايق حرارتي، رطوبتي و صوتي پشم سنگ، فوم پلي استايرن ضدحريق و پوشش نهايي مطابق روش كلاسيك
نصب پانل هاي پوشش داخلي فايبرسمنت، گچ برگ
اجراي عمليات تاسيسات الكترونيكي و مكانيكي كليه تاسيسات اين سيستم مي تواند بصورت عبور از فضاي خالي (داكت) قابل دسترسي باشد
نصب درب و پنجره UPVC، آلومينيومي، چوبي و …
عمليات نازك كاري كليه اين عمليت مطابق با روش هاي معمول انجام شده

اجرای ساختمانهای l.s.f
سیستم ساخت قاب سبک فولادی Lightweight Steel Framing که به اختصار LSF می نامند، یک سیستم ساختمانی است، که برای اجرای ساختمان های عمدتاً کوتاه مرتبه و میان مرتبه (حداکثر تا ۵ طبقه) استفاده می شود و از سیستم های مورد تایید مهندسان عمران در کشورهای توسعه یافته و مدرن 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.
هر دیوار از تعدادی اجزای عمومی C شکل (استاد) به فواصل ۴۰ تا ۶۰ سانتی متر، که در بالا و پایین به اجزای افقی ناودانی U یا C شکل (تراک یا رانر) متصل شده اند، تشکیل می شود. در صورتی که از مقاطع C شکل به عنوان تراک (رانر) استفاده شود، لازم است برش هایی در محل نصب استاد انجام گیرد.

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 (شکل زیر). قسمت های دیگر ساختمان نیز با استفاده از پروفیل های سرد نورد شده اجرا می شوند و با انواع مختلف تخته (گچی، سیمانی، چوبی، …) پوشیده می شوند.
جزییات سقف مستوی یا شیب دارپوشش نهایی این سیستم می تواند با انواع تخته های ساختمان از جمله تخته سیمانی، چوب، تخته گچی و یا مصالح بنایی، سفال و آردواز صورت گیرد.

بررسی نقاط قوت و ضعف سیستم قاب سبک فولادی
عوامل مربوط به هزینه
این سیستم ساخت، نیازمند نیروی انسانی ماهر، ولی به تعداد کم و در زمان کم است. لذا مجموعه هزینه نیروی انسانی در این سیستم، کمتر از روش های سنتی است. ابزار مورد استفاده نیز نسبتاً کم هزینه هستند، ولی هزینه های بالای تامین مصالح، به خصوص در دوره ای که رواج چندانی نیافته است، این سیستم را جزو سیستم های گران قیمت دسته بندی می کند. این سیستم نیاز به مخارج ادواری خاصی ندارد و هزینه تعمیرات احتمالی آن بسته به نوع خرابی، می تواند خیلی متفاوت باشد.

سیستم LFS از سیستم هایی است که شعاع مصرف اقتصادی بالایی دارد. در صورتی که این سیستم به روش اجرای درجا (Stick – Built) برپا شود، مصالح اولیه را، که بسیار سبک و کم حجم است، می توان به فواصل دور و حتی مناطق صعب العبور نیز منتقل کرد. این مصالح معمولاً به راحتی در حمل آسیب پذیر نیستند، ولی در صورت بروز آسیب در قطعات، در ساختمان قابل استفاده نخواهند بود، و نیاز به تولید مجدد قطعه است. این در حالی است که چند کاره بودن قطعات و قابلیت جایگزینی قطعه خراب شده با سایر قطعات، سیکل ساخت را تا رسیدن مجدد قطعه متوقف نمی سازد. هزینه های انبارداری این مصالح چندان قابل توجه نیست، زیرا ورق گالوانیزه در برابر شرایط جوی مقاوم است و به علاوه، فضای زیادی برای انبارداری این مصالح لازم نیست.

عوامل مربوط به زمان
از نظر سرعت اجرا، تجربیات سایر کشور ها نشان داده است که این سیستم در زمان کمی برپا می شود و سرعت اجرا نسبت به شیوه های سنتی و حتی صنعتی سنگین بسیار بالاتر است. نسبت فرآوری محصول در کارخانه نسبت به سایت در این سیستم ساخت، بر اساس نوع اجرا و مقدار پیش ساخته سازی، می تواند بسیار متغیر و متفاوت باشد. این سیستم قابلیت اجرا در تمام شرایط جوی را دارد و با تغییرات شرایط جوی، مشکلات جدی در اجرا به وجود نخواهد آمد.

عوامل مربوط به قابلیت های اجرایی
اجرای این روش، نیاز به نیروی ماهر و ابزار خاص دارد، ولی چگونگی اجرا و نحوه بکارگیری ابزار، به سادگی قابل آموزش خواهد بود. اقداماتی که برای اجرای این سیستم انجام می شود، تعدد و گوناگونی کمی دارند و برای اجرای هر آیتم، یک سری اقدام ساده لازم است، هرچند قطعات اصلی این سیستم از تعدد زیادی برخوردار نیست، ولی در زمانی کوتاه، با استفاده از ابزار های ساده می توان فرم های متنوعی را با آن ها تولید کرد.

استفاده از قطعات از پیش برش خورده یا پانل های پیش ساخته، قابلیت اجرای طرح های مدولار را در این سیستم افزایش می دهد. این سیستم برای تنوع در معماری فضا و اختیار دادن به طراح در ایجاد طرح های مختلف قابلیت بالایی دارد. سهولت اجرای دهانه های متنوع و تغییر ارتفاع، به اضافه سادگی قرار دادن بازشو در جداره ها ـ که مرهون قابلیت ترکیب آن با سیستم تیر ستون است ـ این سیستم را از جهت تطابق با طرح های معماری در سطح خوبی قرار داده است. نگهداری این سیستم شرایط خاصی را نمی طلبد و به علت اجرای خشک، تغییرات آن به سادگی صورت می پذیرد. به علت استفاده از مصالحی که فرآوری عمده و خاص در سایت ندارند، می توان این سیستم را با دقت نسبتاً بالایی کنترل کرد.

عوامل مربوط به کیفیت و قابلیت های فنی :به دلیل کاهش زیاد وزن و اتلاف اندک مصالح نسبت به شیوه های سنتی و دستی، این سیستم برای انبوه سازی مناسب است، ولی اجرای ساختمان های بلند مرتبه در این سیستم، با مشکل مواجه است. اجرای خشک، این سیستم را برای بازدید های ادواری مناسب ساخته است. به اضافه اینکه، ایجاد تغییرات حین اجرا در نقشه های تاسیسات، معمولاً به سادگی انجام می شود.