مقدمه :
اصلي ترين عامل در سازهاي فولادي سبك، مقاطع فولادي جدار نازك (LGS) ميباشد. مقاطع فولادي جدار نازك، مقاطع فلزي سرد نورد شدهاي ميباشند كه با استفاده از ورقهاي فولادي نازك و با استفاده از روش Roll Forming شكل دهي ميشوند. داشتن ضخامت يكنواخت در عرض مقاطع و استفاده از روش Roll Forming براي ساخت آنهاست كه باعث ميگردد، توليد مقاطع در حجم بسيار بالا و با كيفيت مناسب و يكنواخت انجام گيرد. مقاطع فولادي جدار نازك، سبك بوده و به راحتي قابل حمل ميباشند. بخشهاي مختلف ساختمان را به راحتي مي توان با اين مقاطع مونتاژ نمود. اين عوامل باعث ميگردد كه عمليات ساخت با اين سيستم بسيار سريع باشد.

معرفی تکنولوژی سازه های پیش ساخته سبک در صنعت ساختمان
صنعت ساختمان و پروژه¬های عمرانی به گواهی آمار و ارقام، از لحاظ سرمایه و حجم نیروی انسانی درگیر، بزرگترین صنعت در کشور می-باشد. رشد سریع جمعیت و افزایش تقاضا، نیاز به کاهش زمان تحویل پروژه¬های عمرانی و کاهش زمان برگشت سرمایة سرمایه¬گذاران و عواملی از این قبیل باعث شده¬اند تا ضرورت ایجاد تحول در شیوه¬های سنتی صنعت ساختمان روزبه¬روز بیشتر شود. روش¬ “سازه¬های پیش¬ساخته سبک” که یکی از تکنولوژی¬های نوپا در عرصه ساخت و ساز¬های عمرانی در کشور است موضوع مصاحبة شبکة تحلیلگران تکنولوژی ایران با مهندس احمدی، معاونت اجرایی موسسة سازه¬های پیش¬ساختة سبک (SAP) است. در زیر نکات مهم آن ملاحظه می¬گردد:

صنعت ساختمان در جهان در حدود صد تا صدوده سال قدمت دارد و شروع آن به زمانی برمی¬گردد که اولین تیرهای بتونی به صورت T شکل، تولید صنعتی شده و قطعات بتونی با اشکال مختلف در مقیاس صنعتی تولید شد.

اگر تکنولوژی ساختمان را به معنی وارد شدن صنعت در ساختمان¬سازی بگیریم، از حدود سال۴۷ تکنولوژی ساختمان وارد ایران شد و اوج آن زمانی بود که ساختمان¬سازی به صورت شهرک¬سازی در بعضی از شهرهای بزرگ مثل اصفهان(مجتمع ذوب آهن)، اهواز، تبریز، تهران و برخی دیگر از شهرها شروع شد. این صنعت بیشتر از کشورهای اروپایی مانند آلمان، هلند، انگلیس و فنلاند به ایران وارد شد.

تکنولوژی سازه¬های پیش¬ساختة سبک
تنوع تکنولوژی¬های ساختمان بسیار زیاد است و هر کدام ویژگی¬ها و قاعدتاً محدودیت¬های خاص خود را دارند. سیستم سازه¬های پیش ساخته سبک را حدود ۳۴ سال پیش یک آمریکایی ابداع کرد. مرحلة صنعتی شدن آن ۵ تا ۶ سال به طول انجامید. عمده¬ترین شرکت¬هایی که در دنیا این تکنولوژی را به کار می¬گیرند، شرکت E.V.G اتریش و شرکت-های ۳D Panel و RAM در آمریکا می¬باشند. توجه زیاد صنایع اروپایی به تکنولوژی سازه¬های پیش¬ساخته سبک به خاطر مشکلاتی بود که در سایر تکنولوژی¬های پیش¬ساخته وجود داشت. به طور مثال تکنولوژی Large Panel با وجود سرعت بالا و کارخانه¬ای بودن آن، با مشکل ضعف اتصالات روبروست و همچنین وزن سنگین ساختمان یک معضل جدی در این تکنولوژی به شمار می¬رود. حمل¬ونقل قطعات سنگین بتونی، این فرآیندها را دشوار می¬کند. در زلزله¬ای که چند سال پیش در ترکیه اتفاق افتاد، ساختمان¬های زیادی که در آنها از تکنولوژی Large Panel استفاده شده بود به دلیل ضعف اتصالات تخریب شدند.

در تکنولوژی سازه¬های پیش¬ساختة سبک، اتصالات به صورت یکپارچه است (دیوار به دیوار، سقف به دیوار و دیوار به پی). بر خلاف روش Large Panel که اتصالات به صورت کام و زبانه است، در روش سازه¬های پیش ساخته سبک، اتصالات به صورت جوش نقطه¬ای است و به جای اینکه ابتدا قطعات سنگین بتن در کارخانه ساخته شده و بعد به هم متصل شوند، ابتدا سازه به صورت شبکه¬های میلگردی که بین آنها(بین دو شبکه میلگرد) یک لایه فوم پلی¬استایرن قرار می¬گیرد ساخته می¬شود و پانل¬های سبک در محل احداث ساختمان به فنداسیون جوش داده می¬شود و همچنین دیوارها و سقف به هم جوش داده می¬شوند و ساختمان با پانل-های سبک برپا می¬شود. سپس در همان محل دیوارها و سقف و محل، اتصالات به صورت همزمان بتن پاشی می¬شوند. بتن از طریق پمپ، با فشار هوا به پانل¬ها پاشیده می¬شود که اصطلاحاً آن را “شات کریت” گویند.

این روش باعث یکپارچگی در اتصالات شده، استحکام و پایداری ساختمان را در مقابل نیروهای دینامیکی حاصل از زلزله یا طوفان افزایش می¬دهد.

بنابراین دلیل انتخاب روش سازه¬های پیش ساخته سبک استفاده از امتیازات برتر آن نسبت به سایر تکنولوژیهای پیش ساخته موجود است که هنوز هم از این مزایا برخوردار است.
البته همانند صنایع دیگر، در این صنعت هم ممکن است نوآوری¬هایی در دنیا دیده شود. اما با توجه به شرایط اقلیمی، فرهنگی و اجتماعی، روش سازه¬های پیش¬ساخته سبک، مناسبترین روش برای ایران تشخیص داده شده است. به طور مثال تکنولوژی¬های جدید قیمت مسکن را خیلی بالا می¬برند که این با نیاز اغلب مردم ما به خانه¬های ارزان¬قیمت سازگار نیست ولی روش سازه¬های پیش¬ساختة سبک قیمت را بالا نمی¬برد.

 

تاریخچه :
۱۸۵۰ آغاز استفاده از ورق سبك در ساخت لوازم منزل .
۱۹۵۰ استفاده در ساخت مجتمع های مسكوني و تجاري .
۱۹۹۰ به کار گیری گسترده با گران شدن چوب و مطرح شدن مسایل زیست محیطی .

۱۹۹۰ تصويب آئين نامه ها و استانداردهاي مربوطه در این دهه .
•شروع در آئين نامه هاي IBC , UBCو بعدا ساير آئين نامه ها
•در نسخه جدید نرم افزار ۲۰۰۰/۱۰ SAP در فصل دهم , این روش وارد شده است .
•آئين نامه مورد استفاده در ايران IBC و استاندارد AISI مي باشد كه در قوانين ايران نيز پذيرفته شده است.
•لازم به ذکر است که روش LSF در دی ماه ۱۳۸۶ به تایید مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ایران رسیده است .

الف – توليد
• امكان تهيه مواد اوليه در كشورهاي مختلف
• قابل حمل بودن خط توليد
• درصد مواد اوليه داخلي به خارجي ۹۰%
• ظرفيت توليد يك خط در سال۱۸۰۰ واح

د
• سطح زمين مورد نياز خط توليد كم

ب – اجرا (ساخت و نصب )
• سرعت ساخت زياد
• سرعت نصب متوسط
• سهولت نصب و اجرا متوسط
• سبكي مصالح زياد

• دفعات حمل مصالح كم
• ايجاد نخاله خيلي كم
• نياز به نيروي متخصص براي اجرا كم

مراحل اجرای ساختمان های LSF :
مرحله اول – فونداسيون :
فونداسيون بناهاي ساخته شده با روش LSF بسيار سبك بوده و به علت سبكي زياد اين سازه از سادگي خاصي بر خودار است و براساس طراحي مهندسين محاسب مي توان از شالوده هاي نواري يا راديه استفاده نمود ، همچنين در اين نوع فونداسيون قابليت اجراي محل چاه ارت – لوله فاضلاب وساير موارد ديده شده است .

مرحله دوم – اسكلت ساختمان (سازه هاي فولادي سبك )LSF:
اين نوع سازه ها از طريق روش رول فرمينگ (نورد سرد ) يا پرس ورق هاي بريده شده توليد و ساخته مي شوند . جنس اين سازه ها از ورق گالوانيزه به ضخامت هاي مختلف ۱ويا ۲ ميليمتر بوده و يكي از شاخص هاي اين نوع سازه مقاومت در برابر اكسيد شدن (زنگ زدگي ) مي باشد. -سطح مقطع اين سازه ها اكثراً به صورت UوC مي باشدكه توسط پيچ و پرچ به يكديگر متصل مي گردنند. -كليه سازه ها مونتاژ شده وبرش خورده به محل پروژه حمل مي گردد ودر زمان بسيار كوتاه به يكديگر متصل شده و آماده براي نصب پانلها و يا در اصطلاح

سفت كاري ساختمان مي گردنند. -زمان اجراء استراكچر ساختمان ها با اين روش بسيار كوتاه و حدوداً بين ۷ الي ۱۴ روز مي باشد . -در اين نوع ساختمان ها وزن آهن مصرفي در هر متر مربع معادل ۳۰ تا ۴۵ كيلوگرم محاسبه گرديده است . -قابليت انعطاف پذيري و سازش با زمين هاي نا مساعد در سازه هاي فلزي نسبت به سازه هاي چوبي ۲۱ برابر و نسبت به سازه هاي بتوني ۱۰ برابر مي باشد.

مرحله سوم – پوشش هاي خارجي وداخلي سقف – ديوار پوشش خارجي و داخلي سقف :
گزينه هاي مختلفي را مي توان براي پوشش سقف نام برد به طور مثال ساندويچ پانل – ورقهاي گالوانيزه با تنوع رنگي زياد –پوشش هاي مثل فايبر سمند رنگي ، روف تايل ، آكرا و …..انتخاب پوشش سقف با توجه به شرايط اب و هوايي قابل تغيير و انتخاب مي باشد. و براي پوشش داخلي سقف مي توان از سقفهاي كاذب( كناف ) – تايلهاي گچي با روكش U.P.V.C يا گچبرگ و يا تايلهاي آرمسترانگ نام برد . پوشش ديوارهاي داخلي و خارجي : براي پوشش ديواره هاي داخلي مي توان از پانلهاي گجي – پانلهاي سيماني يا ديوار پوش

MDF استفاده كرد كه در طرح ها و ضخامتهاي مختلف استفاده مي گردد. اين نوع پانلها به راحتي قابليت نصب بر روي اين نوع سازه را دارا مي باشد .همچنين مي توان نماي داخلي را با استفاده از كاغذ ديواري – رنگ روغني يا پلاستيكي ، بلكا و ديوار كوب هاي مختلف پوشش داد . و جهت عايق نمودن ديوارها نيز مي توان از پشم سنگ و يا فوم پلي استايرن در بين سازه ها استفاده نمود . پوشش ديوارهاي خارجي را مي توان با استفاده از پانلهاي سيماني يا سمند برد – پانلهاي چوبي يا پلي وود ، پانلهاي صنعتي ( ساندويچ پانل، پانل دكوراتيو ) پوششهاي سنتي (سيمان – آجر نما و يا غيره ..)به راحتي به سازه ها نصب كرد. پانلهاي سيماني در طرح ها ي ساده و چوبي و سنگي با ضخامتهاي بين ۸ تا ۱۲ ميليمتر در ابعاد متنوع توليد مي گردد. اين پانلها مقاوم در برابر شرايط جوي ناپايدار – ضربه پذيري و حمله موريانه ها بوده و از نظر زيبايي مانند چوب و از نظر مقاومت مانند سنگ در نماي بيروني

ساختمان جلوه مي نمايد. (مقاوم در برابر خش –سايش – غير قابل پوسته شدن و ترك خوردن )

مرحله چهارم –تاسيسات الكتريكي و مكانيكي تاسيسات برقي شامل :
ا سيم كشي –كليد –پريز- تابلو برق –چاه ارت – خط تلفن –كابل تلويزيون كه در اين نوع ساختمانها به راحتي ميسر مي باشد. در اين شيوه لوله هاي پلاستيكي از بالاي سقف كاذب به ميان فضاي خالي ديوارها به محل قوطي ها كه از پيش به وسيله پشت بند هاي مخصوص در محل مورد نصب شده اند كشيده مي شوند . تاسيسات مكانيكي : قابليت استفاده انواع لوله هاي تاسيساتي سرد و گرم -فاضلاب – – رادياتورها – پكيج – ملزومات سرويس بهداشتي در انواع مختلف – اساس لوله هاي تاسيساتي با استفاده از سوپر پايپ و پي وسي فشرده مي باشد ،كه در مقايسه با لوله هاي فلزي و چدني از انعطاف و طول عمر بيشتري برخودار مي باشند. براي سيستم تهويه مطبوع نيز مي توان بسته به نظر كارفرما يا از پكيج يونيت و از سيستم تهويه مركزي استفاده كرد .

مرحله پنجم – درب و پنجره درب ها :
استفاده از انواع درب ها از نوع MDF-HDF-UPVC – و آلومينيوم ضد حريق و ضد سرقت (چهارچوب درب ها از نوع فولاد با چوب مي باشد.) پنجره : استفاده از انواع پنجره هاي UPVC و يا آلومينيومي با شيشه هاي تك جداره و دو جداره در ضخامت و ابعاد و اشكال مختلف )
مرحله ششم – کفسازی و سایر :

كفسازي – نقاشي و رنگ انواع سراميك و كاشي –لمينت –پاركت – موزاييك و كف سيماني در اين نوع سيستم مورد استفاده قرار مي گيرد .
دستورالعمل ضوابط مورد قبول در توليد صنعتي مسكن و ساختمان
به منظور استفاده بيشتر و بهتر از امكانات، منابع و توانايي هاي موجود در كشور و پرهيز از كاربرد روش هاي متداول ساختمان سازي كه از نظر سرعت، نحوه‌ي اجرا، مديريت و سازماندهي عمليات پاسخگوي طرح و برنامه هاي متناظر با نيازها نمي باشد، لزوم استفاده از توليد صنعتي ساختمان كه موجب يك يا چند ويژگي از جمله افزايش سطح كيفي ساختمانها، افزايش ايمني، كاهش وزن سازه، صرفه جويي اقتصادي و كاهش زمان ساخت و نيز بهينه شدن فرايند سرمايه گذاري در ساخت واحدهاي مسكوني مي گردد، را بيش از پيش الزامي مي نمايد.

لذا دستورالعمل زير در اجراي فصل چهارم آيين نامه اجرائي بند «د» تبصره ۶ قانون بودجه سال ۱۳۸۶ كل كشور و به منظور ارائه روشهاي مورد قبول در ساخت و سازها با روشهاي توليد صنعتي يا فناوري هاي نوين ابلاغ مي گردد.
ماده ١ – سيستمهاي كاملي كه مورد تائيد مركز تحقيقات ساختمان و مسكن قرار گرفته است شامل:
( LSF ) – سيستم سازه اي قاب فلزي سبك متشكل از مقاطع فولادي باربر سرد نورد شده مقاطع با ورق هاي فولادي سرد نورد شده به شكل (Stud) ; C و به شكل (Runner); U به عنوان ستونك ها و تيرك ها

– ساختمانهاي نيمه پيش ساخته صفحات ساندويچي سقف و ديوار) ; ( ۳D ) سيستمي سازه اي كه سقف ها و ديوارها به طور كامل
از ۳-D استفاده شده باشد.
– ساختمانهاي پيش ساخته با ديوار باربر متشكل از سقف و ديوارهاي بتن آرمه پيش ساخته با بتن سبك سازه اي (بتن با پوكه صنعتي)
– ساختمانهاي بتن آرمه متشكل از ديوار باربر و سقف هاي نيمه پيش ساخته با بتن درجا
– ساختمانهاي پيش ساخته متشكل از ديوارهاي برشي بتن آرمه درجا و قاب خمشي ساده بتني- فولادي با بتن درجا و غلافهاي فولاد سرد نورد شده
تبصره: علاوه بر سيستمهاي فوق چنانچه سيستمهاي ديگري به تائيد مركز تحقيقات ساختمان و مسكن برسد به اين فهرست اضافه خواهد شد.

مزیتهای سیستم
• امكان اجراي همزمان چند بلوك دارد
• امكان اجرا در زمان بارندگي شديد متوسط
• امكان مدوله كردن قطعات دارد
• امكان اجراي قوس و شكستگي دارد

• امكان ايجاد شيارهاي افقي وعمودي در نما دارد
• حداكثر تعداد طبقات ۶ طبقه
• تعداد طبقات مناسب ۵ طبقه
• عايق بودن در سرويس هاي بهداشتي خوب
• قابليت تطبيق با طرحهاي معماري خيلي زياد

• امكان اجراي لوله تاسيسات در داخل ديوار دارد
• امكان احداث داكت تاسيسات دارد
• امكان ساخت شفت زباله دارد
• عمر ساختمان در مناطق خشك زياد

• عمر ساختمان در مناطق مرطوب زياد
• عبور حيوانات موذي و حشرات کم
• كاهش آلودگي محيط زيست دارد
• انطباق با استانداردهاي جهاني دارد
• سازگاري با محيط هاي مختلف دارد

ویژگی¬های مهم روش سازه¬های پیش ساخته سبک
الف) مقاومت در برابر زلزله
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 تکنولوژی انتخاب شده باید دارای جهت¬گیری کاهش وزن باشد. بر خلاف شیوة سازه¬های پیش-ساخته سبک در سایر سیستم¬های پیش¬ساخته دیگر، اتصالاتشان اکثراً به صورت مفصلی و لولایی است و دارای وزن سنگین هستند. تنها در این روش است که با ۸ سانتیمتر بتن می¬¬توان نیروهای ساختمان ۴ طبقه را در طبقه همکف تحمل کرد. وزن نهایی ساختمان با این روش، نسبت به روش¬های پیش¬ساخته دیگر و همچنین ساختمان¬های بتنی، ۲۵ درصد کاهش می¬یابد؛ یعنی در هنگام زلزله ۲۵ درصد نیروی کمتر به ساختمان وارد می¬شود. امروزه سبک¬سازی ساختمان یکی از شعارهای اصلی در صنعت مسکن است.

ب) انعطاف¬پذیری در تولید و امکان حفظ جلوه¬های معماری اسلامی و ایرانی
مسأله مهم دیگر در صنعت ساختمان حفظ ملاک¬¬های فرهنگی و جلوه¬های معماری اسلامی و ایرانی در طراحی و نماسازی ساختمان¬هاست. انحناهای موجود در گنبدهای مساجد، نقش¬¬ و نگارهای ایرانی و اسلیمی و سایر موارد از نشانه¬های معماری اسلامی و ایرانی است که در روش سازه-های پیش¬ساخته سبک می¬توان آنها را حفظ کرد. چرا که می¬توان پانل-های سبک مورد استفاده را به هر طرح دلخواه درآورد و پس از نصب آنها در محل خود، بتن¬پاشی روی آنها انجام داد. روش سازه¬های پیش ساخته سبک، حتی ساخت گنبدهای بزرگ را که به دلیل زیادی وزن، دشوار است آسان¬تر¬ می¬کند چرا که در این روش وزن سازه¬ها بسیار کاهش می¬یابد در حالی که مقاومت و استحکام¬ آنها بالاتر می¬رود.

ج) ایمنی در ساختمان
بحث ایمنی، از مهمترین مسائل صنعت ساختمان است چرا که با سلامتی انسان¬ها سر و کار دارد. در ساختمانهای سنتی چون ستونها و اسکلت فلزی، قسمت اعظم بار ساختمان را تحمل می¬کنند. با کنار رفتن یک تیر یا ستون، کل ساختمان به طور ناگهانی فرو می¬ریزد. در روش سازه¬های پیش¬ساخته سبک چون به جای استفاده از اسکلت فلزی، از شبکه¬های میلگردی که در تمام سطوح دیوارها توزیع شده¬¬¬اند استفاده می¬شود، فروریزی ناگهانی پیش نمی¬آید. چرا که اتصالات و مواضع تحمل بار به صورت یکپارچه در تمام ساختمان وجود دارند.

 

د) صرفه¬جویی¬های ملی و سایر مزایای ناشی از کاربرد روش سازه¬ها پیش¬ساختة سبک
اگر به صرفه¬جویی¬هایی که کوچک به نظر می¬رسند، در مقیاس ملی نگاه کنیم، به ارقام بالایی تبدیل می¬شوند که می¬تواند نقشی حیاتی در رشد و شکوفایی کشور ایفا کند. در زیر به مزایای ناشی از کاربرد تکنولوژی سازه¬های پیش¬ساخته سبک در صنعت ساختمان اشاره می¬شود:
۱- کاهش متوسط میزان کاربرد میلگرد فولاد از ۳۸ کیلوگرم در ساختمان¬هایLarge Panel و ساختمان سنتی به ۳۴ کیلوگرم در روش سازه¬های پیش¬ساختة سبک
۲- کاهش استفاده از سیمان در هزینه¬های تمام شده ساختمان

۳- ده درصد کاهش در هزینة تمام¬شدة ساختمان
۴- کاهش وزن ساختمان ( بطور مثال فقط در بحث استفاده از فولاد ۱۲ کیلوگرم در هر متر مربع زیربنا، کاهش وزن دیده می¬شود )
۵- کاهش زمان برگشت سرمایه از حدود ۲ سال در شیوه سنتی به ۵ الی ۶ ماه در روش سازه¬های پیش¬ساختة سبک
۶- کاهش ضایعات مواد اولیه و استفاده بهتر از منابع ملی
۷- صرفه¬جویی در مصرف انرژی(به دلیل عایق بودن دیوارها، ناشی از کاربرد پل¬استایرن در پانل¬ها)
۸- افزایش عمر ساختمان و افزایش استحکام آن
۹- ایمنی بیشتر ساختمان در برابر زلزله
۱۰- کاهش میزان آلودگی¬های صوتی محیط
از محدودیت¬های روش سازه¬های پیش¬ساختة سبک آن است که فعلاً این روش تنها تا ۴ طبقه در کشور قابل انجام است. البته در دنیا تا ۸ طبقه نیز از آن استفاده شده است.

۱-۲- مزاياي مقاطع فولادي جدار نازك
اغلب مصالح مورد استفاده در سيستم سازه هاي فولادي سبك قابل بازيافت بوده و ۱۰۰ درصد مصالح پرتي كه در طول ساخت سيستم ايجاد ميگردد، قابل بازيافت مي باشد.
مقاطع فولادي جدار نازك مقاطع بسيار مقاومي در مقابل خوردگي، كج شدگي و ايجاد ترك مي باشند.
مقاطع مورد نياز براي ساخت ساختمان با سيستم (LSS) مي توانند با طول هاي دقيق مورد نياز سفارش داده شوند كه اين كار باعث مي گردد حجم عمليات و تعداد كارگر مورد نياز در محل سايت كاهش يافته و نيز پرت مصالح به حداقل ممكن برسد. مصالح مورد نياز براي ساخت اين سيستم حداقل ۶۰ درصد سبك تر از مصالح مرسوم در ساخت و ساز مي‌باشد.

جهت گيري كنوني سازه هاي فولادي سبك به سمت تكنيك پانل هاي پيش ساخته (Panelization) است كه در اين روش ديوارهاي ساختمان در محل كارخانه و تحت شرايط كنترل شده مونتاژ شده و سپس به محل سايت جهت نصب منتقل مي گردند. اين روش باعث بالا رفتن سرعت نصب اين سيستم در محل كارگاه مي گردد. پروسه شكل دهي و ساخت مقاطع فولادي جدار نازك يك سري سوراخهاي استاندارد در جان اين مقاطع ايجاد مينمايند كه عبور دادن سيم ها و لوله ها از داخل اين سوراخها باعث ايجاد تسهيل در نصب سيستم هاي الكتريكي و لوله كشي ها در داخل ديوار مي گردند.

۲- بررسي سبكي و عدم وزن قابل توجه سازه‌هاي فولادي جدار نازك
در اين سيستم ساختماني بار مرده كف حدود ( (kg/m270 و در صورت نياز به بتن سبك فوقاني جهت كاهش ارتعاشات و انتقال صدا، حدود (kg/m2)50 به آن اضافه مي شود. بتن سبك فوقاني براي ساختمانهاي متداول مسكوني الزامي نبوده و براي هتلها و يا كاربري‌هاي خاص توصيه شده است. بار مردة ديوارهاي خارجي حدود (kg/m2)50 (يكطرف plywood و يكطرف پانل گچي) و براي ديوارهاي داخلي حدود (kg/m2)40 (دو طرف پانل گچي) مي باشد.

بار مرده سقف‌هاي شيبدار با توجه به نوع سقف حدود (kg/m2)80~ 30 مي‌باشد. جزئيات اجرايي ديوارهاي داخلي و خارجي و كف‌ها و سقف‌هاي شيبدار مربوط به اين سيستم سازه‌اي در شكل‌هاي ۱ تا ۴ آورده شده است. با توجه به موارد ذكر شده نتيجه مي‌شود كه وزن اين سيستم سازه‌اي در مقايسه با سيستم سنتي حدود ۳۰% آن مي‌باشد. بنابراين با توجه به وزن كم اين سيستم سازه‌اي، فونداسيون مورد نياز براي اين سازه‌ها بصورت شناژ فقط در زير ديوارهاي باربر با حداقل ابعاد مورد استفاده در فونداسيونها مي باشد. و در زير ديوارهاي داخلي از يك دال بتني به ضخامت حدود cm10 استفاده مي‌شود.

 

۳- بررسي دوام و گالوانيزاسيون سازه‌هاي فولادي جدار نازك
علت گالوانيزاسيون سازه‌هاي فولادي جدار نازک، افزايش عمر مفيد مقاطع بکار رفته در برابر خوردگي مي‌باشد. براي افزايش عمر مفيد سازه‌ها، بهترين، موثرترين و اقتصادي‌ترين روش ‌استفاده از گالوانيزاسيون است. بنابراين تمامي مقاطع بکار رفته در اين سازه‌ها، مقاطع گالوانيزه شده مي‌باشند.
در اين قسمت انواع پوششهاي محافظ متداول در سازه‌هاي فولادي جدار نازك و نيز مشخصات فني اين پوششها ارائه مي‌گردد. انواع پوششهاي مورد استفاده به ترتيب ذيل مي‌باشند.
– پوشش گالوانيزه:
در اين پوشش فقط از روي استفاده مي‌شود.
-پوشش galfan :
در اين پوشش از ۹۵ درصد روي و ۵ درصد آلومينيوم استفاده مي‌شود. اين ترکيب بهتر از روي خالص عمل مي‌کند.
-پوشش galvalume :
در اين پوشش از ۵۵ درصد آلومينيوم، ۵/۱ درصد سيليکون و ۵/۴۳ درصد روي استفاده مي‌شود. اين پوشش در مقايسه با دو پوشش قبلي بهتر عمل مي‌کند.

۳-۱- مشخصات وزني و ضخامتي گالوانيزه
ميزان پوشش بر روي ورق‌هاي فولادي بوسيله وزن پوشش کار شده بر حسب (انس بر فوت مربع) يا و يا بوسيله ضخامت پوشش كار شده اندازه‌گيري مي‌شود. مقدار پوشش کار شده متداول در صنعت در جدول (۱) آمده است.

جدول ۱- وزن و ضخامت پوشش کار شده متداول در بازار
Coating Designation Minimum Requirement
Total Both Sides Thickness
Nominal per side

Zinc1
G40/Z120 0.40 120 8.5 0.34
G60/Z180 0.60 180 12.7 0.51
G90/Z275 0.90 275 19.4 0.77

Galfan2
GF45/ZGF135 0.45 135 9.8 0.39
GF60/ZGF180 0.60 180 13.3 0.53
GF90/ZGF275 0.90 275 19.8 0.79

Galvanume3
AZ50/AZ150 0.50 150 20.0 0.80

همچنين در جدول (۲) ميزان حداقل پوشش لازم براي اعضاي سازه‌اي و غير سازه‌اي آورده شده است.

۳-۲- دوام مقاطع گالوانيزه شده
دوام مقاطعي که بوسيله روي گالوانيزه شده‌اند، تابعي از زمان قرار‌گيري در رطوبت و شرايط آب و هوايي محل مي‌باشد. در حالتي که روي در محيط خشک و نسبتا تميز نگهداري شود، ميزان خوردگي آن بسيار پايين است.

۳-۳- کارکرد ورقه‌هاي گالوانيزه در ساختمانهاي شهري
ميزان خوردگي روي در صورت عدم قرار‌گيري در فضاي باز بسيار کم مي‌باشد. بنابر تحقيقات انجام شده اين ميزان در حدود µm1/0 در هر سه سال مي‌باشد. بنابراين اگر يک دوره ۳۰۰ ساله در نظر بگيريم مي‌بايست از پوششي برابر با µm10 استفاده نماييم که معادل مي‌باشد. به عنوان مثال شکل ۵ ميزان خوردگي روي را برحسب زمان بنابر تحقيقات بعمل‌آمده روي ساختمانهاي شهري لندن نشان مي‌دهد.

۳-۴- خواص محافظتي روي
روي بعنوان پوشش محافظ ورقهاي فولاد از دو جهت مي‌تواند از فولاد محافظت نمايد. يکي از جهت فيزيکي و ديگري حفاظت کاتدي مي‌باشد. مي باشد.
۳-۴-۱-حفاظت فيزيکي روي
روي بر روي لايه فولاد به عنوان يک لايه محافظ فيزيکي عمل مي‌نمايد. اين لايه خود مانعي براي رسيدن رطوبت به فولاد مي‌شود. در صورتي که فرآيند گالوانيزاسيون بخوبي انجام شود، اين پوشش نقش بسيار مهمي را در حفاظت از فولاد دارد.
۳-۴-۲- حفاظت کاتدي
نقش مهم ديگر روي بعنوان پوشش محافظ، قابليت روي در حفاظت از فولاد مي‌باشد. وقتي لايه فولاد در معرض فضاي باز (بر اثر بريدن يا خراش ) قرار مي‌گيرد، لايه روي بصورت کاتدي از فولاد محافظت مي‌کند. اين قابليت بدليل الکترو‌نگاتيوتر بودن روي (واکنش پذير‌تر بودن آن) مي‌باشد. الکترونگاتيويته چند فلز در جدول (۳) آمده است.

جدول ۳- خاصيت الکترونگاتيويته چندين فلز
الکترونگاتيويته به تدريج از بالا به پايين کاهش مي‌يابد.
منيزيم
روي
آلومينيوم
کادميوم
آهن يا فولاد
فولاد آبديده
سرب
قلع
مس
طلا

۳-۴-۱- فرآيند خوردگي
ميزان قدرت محافظت پوشش روي در محافظت از ورقهاي فولاد بستگي به سرعت خوردگي روي دارد. بنابراين شناخت مکانيزم خوردگي روي کمک زيادي به شناخت عوامل موثر بر سرعت خوردگي دارد.
روي خالص در ابتداي قرار‌گيري در معرض هواي آزاد شروع به ترکيب و واکنش مي‌دهد. در واکنش با هوا، روي با اکسيژن ترکيب شده و لايه‌اي نازک از اکسيد روي تشکيل مي‌دهد.
هنگامي که هوا مرطوب باشد، روي با آب واکنش داده و تشکيل هيدروکسيد روي مي‌دهد.

يکي ديگر از ترکيباتي که ممکن است در فضاي آزاد تشکيل شود کربنات روي است، کربنات روي از واکنش هيدروکسيد روي با دي اکسيدکربن موجود در هوا بوجود مي‌آيد. اين ترکيبات بسيار نازک و پايدار مي‌باشند. بنابراين سرعت خورده شدن روي در هر شرايط آب و هوايي، بسيار پايين مي‌باشد. عوامل بسيار مهمي که در سرعت خورده شدن روي موثر است، زمان قرارگيري در معرض رطوبت و ميزان آلودگي هوا مي‌باشد.

خوردگي فقط زماني اتفاق مي‌افتد که سطح فلز مرطوب باشد. شرايط اسيدي و يا شرايط بازي قوي تاثير بسيار زيادي روي سرعت خوردگي دارند و خوردگي را تشديد مي‌نمايد.
۳-۴-۲- تاثير مصالح ساختماني بر پوشش فلزي
ملات :
ملات در حالت تر باعث خوردگي روي مي‌گردد، هنگامي که ملات خشک مي‌شود، جذب رطوبت صورت نمي‌پذيرد و کمتر باعث خوردگي روي مي‌شود.
چوب :

از آنجايي که چوب با روي واکنش نمي‌دهد، چوب تاثير مخرب بر روي ندارد. مثلا” مي‌توانيم از ميخهاي گالوانيزه در چوب استفاده نماييم. ديوارهاي خشک و مصالح پيش ساخته مانند پانل‌هاي آماده: اين مصالح هم بر روي و ورقهاي گالوانيزه تاثير نمي‌گذارند.
بتن :
بعلت قليايي بودن در رطوبت بتن بخصوص در دوره عمل آوري، با روي واکنش داده و باعث تشديد خوردگي روي مي‌شود. البته در دوره عمل‌آوري اين ميزان بتدريج کمتر مي‌شود و اگر کيفيت بتن خوب باشد، باعث کاهش خوردگي و يا حتي محافظت از روي در زمان بعد از عمل‌آوري مي‌شود.
مصالح فلزي :
در مصالح فلزي عوامل مختلفي بر سرعت خوردگي روي موثر مي‌باشد که مهمترين عامل قدرت الکترونگاتيويته فلزات نسبت به روي مي‌باشد. همواره يکي از فلزات خورده و فلز ديگر محافظت مي‌شود. در جدول (۴) ميزان سرعت خورده شدن روي در مقايسه با چندين فلز نشان داده شده است.
جدول ۴- مقايسه سرعت خوردگي روي در معرض فلزات مختلف
سرعت خوردگي روي فلز
زياد کم زياد زياد متوسط متوسط کم
آهن فولاد‌‌آبديده برنج مس سرب نيکل آلومينيوم

۳-۵- طراحي
با توجه به توضيحاتي که در قسمتهاي قبل داده شده، حداقل پوشش محافظ مقاطع جدار نازک در جدول ۵ خلاصه مي‌شود.
جدول ۵- حداقل پوشش محافظ مورد نياز براي مقاطع جدار نازک
پوشش بر اساس استاندارد‌هاي ASTRL عضو سازه‌اي
Zinc-AL AL %5-Zinc Zinc
AZ50/AZ150 GF45/ZGF135 G40/Z120 عضو داخلي غير باربر
AZ50/AZ150 GF60/ZGF180 G60/Z180 عضو داخلي باربر
AZ50/AZ150 GF60/ZGF180 G60/Z180 عضو خارجي غير باربر
(آب و هواي معمولي )

AZ50/AZ150 GF90/ZGF275 G90/Z275 عضو خارجي باربر (آب و هواي معمولي)
AZ50/AZ150 GF90/ZGF275 G90/Z275 عضو خارجي باربر و غير باربر در آب و هواي نامساعد (رطوبت و يا آلوده )
۳-۶- خريد كنترل كيفيت و استاندارد

همان طور كه اشاره شد سه نوع پوشش گالوانيزاسيون داريم كه ارزانترين و متداولترين آن استفاده از روي خالص (Zinc) مي‌باشد. پوششهاي Al-Zinc و Zinc-5%Al داراي خاصيت محافظت بيشتري بوده ولي هزينه استفاده از اين پوششها نيز بيشتر است. تمام انواع متداول پوششهاي گالوانيزاسيون مورد استفاده در ورقهاي فولادي در جدول (۵) ارائه شده است. بنابر‌اين با توجه به شرايط خوردگي منطقه و وضعيت آب و هوايي منطقه‌اي كه پروژه در آن احداث مي‌گردد بايستي در نوع استفاده در پوشش تصميم‌گيري نمود.

۴- عملكرد صوتي و عملكرد در برابر آتش سازه‌هاي فولادي جدار نازك
عملكرد صوتي سازه‌هاي فولادي جدار نازك يكي از پارامترهاي مهم و تأثير گذار در معيار راحتي ساكنين و در بهره برداري بلندمدت از آن مي‌باشد. بر همين اساس است كه آئين‌نامه‌هاي مرتبط با ساختمان توجه جدي به اين مسأله داشته و روشهاي تست و معيارهاي مشخصي را براي عملكرد صوتي ساختمانهاي مختلف ارائه نموده‌اند.
آئين‌نامه‌هاي طراحي، معيارهاي مورد قبول براي عملكرد صوتي ساختمانها را ارائه نموده‌اند، از طرفي بخش‌ها و سازمانهاي مرتبط با صنعت ساختمان و فعال در اين صنعت، فعاليت‌هاي گسترده‌اي را در زمينه پيشنهاد مصالح مناسب، روش اجرا و انجام تست‌هاي جامع در مورد عملكرد صوتي سيستم‌هاي مختلف ساختماني از جمله سازه‌هاي فولادي جدار نازك انجام داده‌اند.

نتايج اين فعاليت‌ها منجر به ارائه جزئيات اجرايي متنوع، با عملكردهاي صوتي متفاوت شده است. در جزوات و نتايج آزمايشات منتشر شده توسط اين سازمانها، به ازاي جزئيات اجرايي و مصالح به كار گرفته شده در ساخت ديوارها و كف‌ها، سطح عملكرد صوتي آن مشخص شده است.
در كنار عملكرد صوتي، آيتم ديگري كه بايد مورد توجه قرار گيرد عملكرد سازه‌هاي فولادي جدار نازك در برابر آتش مي‌باشد. عملكرد صوتي و آتش سازه‌هاي فولادي جدارنازك كاملاً مرتبط به يكديگر مي‌باشند، چون جزئيات اجرايي و مصالحي كه براي عملكرد صوتي سيستم ارائه مي‌گردد بايد جوابگوي معيارهاي عملكردي آتش نيز باشد. بنابراين در اغلب موارد اين دو موضوع با هم در نظر گرفته مي‌شود.

جزئيات اجرايي مناسب آن است كه علاوه بر خاصيت مقاومت در برابر آتش، داراي عايق بندي صوتي كافي و حرارتي مناسب بر اساس ضوابط آئين‌نامه‌اي باشد.
نتايج آزمايشات در مورد سازه‌هاي فولادي جدارنازك نشان داده است كه معمولاً برآورده كردن معيارهاي عملكرد صوتي دشوارتر از معيارهاي مقاومت در برابر آتش است. در اغلب موارد، جزئياتي كه در برابر آتش جوابگو است قادر به برآورده كردن معيارهاي صوتي نمي‌باشد.

معيارهاي عايق بندي صوتي، در طراحي كف و ديوارهاي ساختمانهاي مسكوني آپارتماني، مجتمع‌ها، هتل‌ها، واحدهاي اداري، صنعتي و …. تأثير قابل ملاحظه‌اي دارد. حتي گاهي در واحدهاي تك خانوار نيز به دليل ايجاد فضاي راحت و با آرامش، نياز به اعمال روشهايي براي كاهش صدا در بعضي اتاق‌ها مي‌باشد. گرچه عايق بندي صوتي در هنگام ساخت پروژه، اندكي هزينه‌هاي اجرايي را بالا مي‌برد، ولي مي‌تواند در ايجاد رضايت و قابل قبول بودن سيستم توسط ساكنين تأثير بسزايي داشته باشد. علاوه بر اين، هزينه‌هاي ناشي از رفع مشكلات صدا در ساختمان ساخته شده، به مراتب بيشتر است.

به طور كلي Plywood با ضخامت ۱۲ سانتي متر و دانسيته ۳۸ پوند بر فوت مكعب ، پانل گچي به ضخامت ۲۷/۱ سانتي متر با دانسيته ۵۰ پوند بر فوت مكعب، فضاي مابين پروفيل هاي جدار نازك از عايق حرارتي پلي استايرن با دانسيته سبك به وزن ۱۰ تا ۱۴ كيلوگرم بر متر مكعب و ضخامت ۲/۹ سانتي متر ميباشند كه ضريب هدايت حرارت w/m2.k 65/0 براي زمستان و w/m2.k 49/0 براي تابستان مي باشد.

در سقف با استفاده از عايق پلي استايرن با دانسيته ۱۰ تا ۱۴ كيلوگرم بر مترمكعب و ضخامت ۷/۱۲ سانتي متر، ضريب انتقال حرارت ۳۹۴/۰ وات بر مترمربع درجه كلوين براي زمستان و ۳۸۹/۰ وات بر مترمربع درجه كلوين براي تابستان بوده كه براي ساختمانهاي غيرويلايي با استفاده مداوم و غيرمداوم در گروه يك مناسب است. براي ساختمانهاي ويلايي گروه يك،با استفاده از پلي استايرن با ضخامت ۲۰ سانتي متر ، ضرائب انتقال حرارت در زمستان و تابستان به ترتيب ۲۱/۰ و ۲/۰ وات بر مترمربع درجة كلوين مي باشد.

۴-۱- مباني انتقال صدا
منابع صدا و ارتعاشات معمولاً بر اثر مكالمات و نوفه ناشي از فعاليت‌هاي روزانه ساكنين و تجهيزات مكانيكي موجود در ساختمان، بوجود مي‌آيد. هنگام انتقال صدا در ساختمانها و سازه‌هاي ديگر، مقداري از انرژي صدا جذب يا پراكنده، مقداري توسط بعضي سطوح بازتاب داده مي‌شود و مقداري هم توسط مصالح ساختماني منتقل مي‌گردد. طراحان و سازندگان، معمولاً براي كاهش مقدار صداي انتقالي توسط مصالح ساختماني، به استفاده از موانع، محبوس كننده‌ها و مصالح جاذب، علاقه نشان مي‌دهند.
در سازه‌هاي فولادي جدار نازك براي كنترل صوت و عايق‌بندي براي تراگسيل مستقيم و جناحي از روشهاي زير استفاده مي‌گردد:
– جداسازي لايه‌ها

– استفاده از لايه‌هاي ميراگر براي كاهش تراگسيل بين لايه‌ها
– لايه‌هاي جاذب
كه در بخشهاي بعدي به تأثير هريك از روشها بر ميزان عايق بندي اشاره خواهد شد.

۴-۲- عوامل و پارامترهاي مؤثر در عملكرد صوتي سازه‌هاي فولادي جدار نازك

براي تعيين پارامترهاي مؤثر در عملكرد صوتي ديوارها و كف‌هاي سازه‌هاي فولادي جدار نازك و نيز دستيابي به بهينه‌ترين و اقتصادي‌ترين جزئيات اجرايي، آزمايشات و تحقيقات مختلفي توسط سازمانها، توليدكنندگان مصالح ساختماني و سازندگان، انجام شده است.
در اين بخش به برخي نتايج مهم كه از اين تحقيقات بدست آمده اشاره مي‌گردد.

 

۴-۲-۱- كنترل تراگسيل در ديوارهاي فولادي جدار نازك با پوشش گچي
تحقيقات نشان مي‌دهد فاكتور اصلي براي كنترل صدا در ديوارها، مستقل كردن پانل‌هاي گچي در دو سمت مختلف ديوار (دو جداره كردن ديوار) مي‌باشد. در غير اينصورت گذاشتن مصالح جاذب صدا در فضاهاي بين ستونها (Cavity) تأثير قابل توجهي نخواهد داشت. در صورت استفاده از ديوار دو‌جداره، براي كاهش هرچه بيشتر تراگسيل، مي‌توان دانسيته مصالح، عمق فضاي مياني ستون‌ها (cavity depth) و ضخامت مصالح جاذب صدا را افزايش داد.

براي جداسازي ديوار، علاوه بر استفاده از ديوار دو جداره مي‌توان از كانالهاي ميراگر (Resilient Channel) نيز استفاده نمود. RC يك مقطع كلاهي شكل و با ضخامت نازك (۰٫۵mm) و با انعطاف‌پذيري بالا مي‌باشد. اين مقاطع به صورت عمود بر studهاي ديوار اجرا شده و مطابق شكل (۶) يك سمت آنها به studهاي فلزي و سمت ديگر آن به پانل‌هاي گچي متصل مي‌گردد. RC باعث از بين بردن پل صوتي ايجاد شده از طريق Studهاي ديوار مي‌شود.

جرم واحد سطح لايه‌هاي گچ بسيار مهم بوده و با STC ارتباط مستقيم دارد. هر چقدر جرم واحد سطح پانل‌هاي گچي بيشتر باشد، پارامتر STC بالاتر خواهد بود. شكل (۷) نشان مي‌دهد كه در ديوارهاي بدون لايه جاذب صوت (مثل پشم سنگ)، وزن لايه گچ بيشترين تأثير را در STC دارد، بطوريكه با دو برابر شدن جرم واحد سطح پانل گچي، STC به مقدار ۱۰ واحد افزايش پيدا مي‌كند‌. لذا در كارهاي ساختماني و تهيه پانل‌هاي گچي، تنها با ضخامت نمي‌توان پانل گچي را انتخاب نمود و بايستي دانسيته اين پانل‌ها نيز در نظر گرفته شود.
افزايش عمق Studهاي ديوار، براي بالا بردن درجه STC ديوار نقش مهمي‌ ‌دارد. آزمايشاتي كه براي تعيين اثر عمق Studها در عملكرد صوتي ديوارها انجام شده، نشان مي‌دهد در صورت دو برابر كردن عمق فضاي ميان پانل‌هاي گچي دو طرف ديوار، با وجود لايه‌هاي جاذب صوت (پشم سنگ)، STC به ميزان ۱۰ واحد افزايش يافته و در حالت بدون لايه‌هاي جاذب صوت در داخل ديوار، STC به ميزان ۴ واحد افزايش پيدا مي‌كند.

نمودار شكل (۸) اثرات افزايش عمق Studهاي ديوار را (و افزايش فضاي خالي بين پانل‌هاي گچي دو طرف ديوار) در درجه STC ديوار نشان مي‌دهد. اين‌نمودارها براي دو حالت استفاده از يك عدد پانل گچي در هر سمت ديوار و يا دو عدد پانل گچي در هر سمت ديوار ارائه شده است. همانطور كه در اين منحني‌ها مشخص است، علاوه بر اثر عمق در ميزان STC، استفاده از دو عدد پانل گچي در طرفين ديوار، باعث افزايش ۱۰ واحدي STC نسبت به حالت استفاده از يك عدد پانل گچي براي پوشش ديوار، مي‌گردد.

نتايج آزمايشات نشان مي‌دهد كه موقعيت قرارگيري لايه‌هاي جاذب صوت در وسط ديوار و يا نزديك‌تر به يكي از پانل‌هاي گچي تأثيري در ميزان STC ندارد. همچنين نوع ماده جاذب صوت تأثيري در افزايش و يا كاهش STC ندارد.

افزايش فاصله Studهاي ديوار از ۴۰cm به ۶۰cm باعث بهبود STC به ميزان يك تا دو واحد مي‌گردد.

۴-۲-۲- كنترل تراگسيل هوابرد و كوبه‌اي در كف‌هاي سازه‌هاي فولادي جدار نازك
كف‌هاي سازه‌هاي فولادي جدار نازك به طور عموم شامل سه بخش ذيل است كه بسته به نوع كاربري و ملزومات آكوستيكي و آتش، جزئيات آن تكميل‌تر مي‌گردد.
• پوشش كف از جنس Plywood و يا OSB با ضخامت ۱۳ ميلي‌متر

• تيرچه‌هاي سقف از نوع مقطع C شكل با فواصل ۶۰ و يا ۴۰ سانتي‌متري و با عمق حداقل ۲۰ سانتي‌متر
• پانل گچي زير كف براي پوشش سقف طبقه پايين با ضخامت حدود ۵/۱۲ ميلي‌متر در برخي موارد به دلايل آكوستيكي و آتش اجزاي زير نيز به آنها اضافه مي‌گردد
• كانال‌هاي ميراگر (Resilient Channel) در زير تيرچه‌هاي سقف كه به صورت عمود بر تيرچه‌ها قرار مي‌گيرند.
• لايه‌هاي جاذب صوت مثل پشم سنگ كه در فضاي خالي بين تيرچه‌ها قرار مي‌گيرد.

• لايه‌هاي پانل گچي اضافي بر روي پانل گچي زير سقف براي بهبود عملكرد صوتي و افزايش مقاومت در برابر آتش
• پوشش لايه بتني سبك بر روي كف به ضخامت ۳ سانتي‌متر براي بهبود عملكرد صوتي كف

براي كاهش تراگسيل هوابرد در كف مي‌توان از روش‌هاي زير استفاده نمود:
• جداسازي پانل‌هاي گچي از تيرچه‌هاي كف
• افزايش جرم واحد سطح لايه‌ها
• استفاده از لايه‌هاي جاذب صوت

• به حداقل رساندن تراگسيل جناحي در محل اتصال ديوار به كف
در اجراي سقف‌هاي سازه‌هاي فولادي جدار نازك در اغلب موارد، يك يا چند لايه گچي توسط كانال‌هاي ميراگر (RC) به تيرچه‌هاي سقف متصل مي‌گردند و از اتصال مستقيم پانل گچي به تيرچه جلوگيري مي‌گردد. به اين نوع سقف‌ها، سقف ميراگر (كف ميراگر) مي‌گويند. استفاده از كانال‌هاي ميراگر در مقايسه با اتصال مستقيم پانل گچي به تيرچه، تراگسيل‌هاي هوابرد و كوبه‌اي را همزمان بهبود مي‌بخشد.

سقف‌هاي ميراگر صداهاي زير ۵۰ هرتز كه مربوط به صداهاي راه رفتن بوده و كاملاً قابل شنود توسط ساكنين هستند را كاهش مي‌دهد.

۴-۳- عملكرد سازه‌هاي فولادي جدار نازك در برابر آتش
همانطور كه در بخش‌هاي قبلي اشاره شد، مقاومت در برابر آتش سازه‌هاي فولادي جدار نازك، پارامتري است كه بر روي طراحي جزئيات و نوع مصالح مورد استفاده در ديوارها و كف‌هاي اين ساختمانها تأثير گذار است.

در تعيين مقاومت در برابر آتش، از پارامتر FRR (Fire Resistance Rating) استفاده مي‌شود. ميزان مقاومت در برابر آتش يك سيستم بر مبناي زمان معرفي مي‌شود. به عبارت ديگر FRR پارامتري بر مبناي دقيقه و يا ساعت مي‌باشد. FRR=1 نشان دهنده مقاومت يك ساعت براي آن سيستم ساختماني مي‌باشد. اين پارامتر نشان دهنده اين است كه اگر سازه‌اي تحت تأثير يك حريق مستقيم در داخل ساختمان قرار گيرد، حداقل تا رسيدن به اين زمان (FRR)، پيوستگي و پايداري خود را حفظ نموده و تخريب نخواهد شد.

تخريب ايجاد شده در اجزاي سازه بدليل افزايش ميزان حرارت سطح فلز و در نتيجه كاهش مقاومت آن، اتفاق مي‌افتد. در شكل (۹) نمودار تغييرات مقاومت تسليم فولادهاي سرد نورد شده و گرم نورد شده در برابر تغييرات دماي سطح فلز ارائه شده است. همانطور كه مشاهده مي‌گردد با افزايش دماي فلز، مقاومت تسليم آن كاهش مي‌يابد. بدليل ضرايب اطمينان‌هاي موجود در طراحي، اجزاي سازه‌اي در حالت بارگذاري سرويس، تحت اثر نيروي برابر ۵۰ درصد ظرفيت مجاز عضو قرار دارند.

اين بدان معني است كه سازه تا زماني كه مقاومت تسليم اجزاي فلزي به حدود ۵۰ درصد مقاومت تسليم حالت اوليه آنها برسد مي‌تواند در برابر حرارت و آتش، پايداري و پيوستگي خود را حفظ نمايد. از نمودار شكل (۹) مشخص است كه براي اجزاي سرد نورد شده در دماي حدود ۴۰۰ درجه سانتيگراد، مقاومت تسليم فولاد به ميزان ۵۰ درصد مقاومت تسليم اوليه افت مي‌نمايد. لذا مي‌توان نتيجه گرفت كه ميزان مقاومت در برابر آتش سازه‌هاي فولادي جدار نازك (FRR)، ميزان زماني است كه دماي سطح اجزاي فلزي سازه‌اي به حدود ۴۰۰ درجه سانتيگراد برسد.

شكل ۹- نمودار تغييرات مقاومت تسليم فولاد در اثر تغيير حرارت
نمودارهاي شكل (۱۰)، منحني‌هاي مقاومت – زمان بدست آمده براي ديوارهاي باربر، تحت اثر ۱۰۰ درصد بار طراحي آنها را نشان مي‌دهد. اين منحني‌ها براي ديوارهاي باربر سازه‌هاي فولادي جدار نازك با پوشش پانل‌هاي گچي متفاوت ارائه شده است. اين نتايج از تحقيقات انجام شده توسط AISI بدست آمده است. در اين منحني PT مقاومت ديوار يا عضو فلزي در دماي محيط مي‌باشد. خط افقي در اين منحني‌ها نشان دهنده نسبت ، ضريب اطمينان در نظر گرفته شده در طراحي مي‌باشد.

محل تقاطع اين خط با منحني‌ها، نشان دهنده ميزان مقاومت در برابر آتش ديوارها در ۱۰۰ درصد بار طراحي شده مي‌باشد. خط‌چينهاي بالاي نمودار حد مجاز زمان است كه در آن سازه براي تحمل بارهاي وارده كاملاً پيوستگي خود را حفظ مي‌نمايد و پس از گذشتن از خط افقي سازه به تدريج مقاومت خود را از دست داده و گسيخته مي‌گردد.

شكل ۱۰- نمودار مقاومت – زمان براي ديوارهاي باربر تحت اثر ۱۰۰ درصد بار طراحي

سازه‌هاي فولادي جدار نازك به دليل نوع نصب و مصالحي كه در پوشش ديوارها و كف‌ها استفاده مي‌شود، داراي مقاومت خوبي در برابر آتش مي‌باشند. لذا در اغلب موارد در صورتي كه معيار خاصي به لحاظ مقاومت در برابر آتش مدنظر نباشد، تركيبي كه براي ديوارها و كف‌ها به لحاظ آكوستيكي جوابگو باشد، معيارهاي مقاومت در برابر آتش را نيز برآورده مي‌نمايد.
پوششهاي گچي ديوارها و كف‌هاي سازه‌هاي فولادي جدار نازك، بيشترين تأثير را در بهبود عملكرد در برابر آتش اين سازه‌ها دارا مي‌باشند.
پانل‌هاي گچي مورد استفاده در اين سازه‌ها در دو نوع معمولي و مقاوم در برابر آتش (Type X) مي‌باشند. پانل‌هاي گچي Type X داراي مقاوم

ت در برابر آتش بالايي بوده و در صورت استفاده از اين لايه‌ها، عملكرد در برابر آتش بهبود قابل توجهي خواهد يافت.
با افزايش تعداد و ضخامت لايه‌هاي گچي پوشش ديوارها و كف‌ها، مي‌توان عملكرد در برابر آتش اين سازه‌ها را بهبود بخشيد. در بخش انتهايي گزارش جزئيات اجرايي متفاوتي باFRR ‌هاي مختلف ارائه شده است كه نشان دهنده اثر نوع، تعداد و ضخامت پانل‌هاي گچي بر روي مقاومت در برابر آتش اين سازه‌ها مي‌باشد. همچنين استفاده از لايه‌هاي پشم سنگ در فضاهاي خالي داخل كف باعث بهبود عملكرد در برابر آتش مي‌گردد.

۴-۴- مقررات و ضوابط عايق بندي و تنظيم صدا
در آئين‌نامه‌ها و مراجع مختلف، ضوابط عايق بندي صوتي براي فضاهاي مختلف و ساختمان با كاربريهاي مختلف ارائه شده است. اين ضوابط در طول سال‌هاي متمادي با انجام تحقيقات بر روي معيارهاي مختلف تأثيرگذار در عملكرد صوتي ساختمانها، آزمايشات متعدد و مطالعات آماري براي راحتي ساكنين و …. شكل گرفته است. اين تحقيقات همچنان به طور پيوسته در كشورهاي صنعتي در حال انجام بوده و در بازه‌هاي زماني مختلف با يافته‌هاي جديد، ضوابط آئين‌نامه‌اي نيز تغيير پيدا مي‌كند. به عنوان نمونه پارامتر تراگسيل هوابرد STC در كشورهاي كانادا و آمريكا در سال ۱۹۹۰ از مقدار ۴۵ به ۵۰ افزايش پيدا نموده است.

به لحاظ ضوابط آكوستيكي ساختمانها در ايران، در سالهاي اخير فعاليت‌هايي صورت گرفته كه نتيجه آن تهيه و ارائه يك كتابچه مقررات ملي ساختمان با عنوان ’’مبحث ۱۸- عايق‌بندي و تنظيم صدا‘‘ مي‌باشد.
با توجه به اينكه مبحث ۱۸ مقررات ملي در سالهاي اخير و با استفاده از ضوابط پايه‌اي آئين‌نامه‌هاي معتبر جهان شكل گرفته است، لذا ضوابط و مقررات ارائه شده در آن در حد استانداردهاي معتبر جهاني است.
در اين بخش بر مبناي مقررات ملي مبحث هجدهم، ضوابط حداقل قابل قبول براي فضاي مختلف و براي سه نوع كاربري ساختمانهاي مسكوني، هتل‌ها و ساختمانهاي اداري و تجاري ارائه مي‌گردد.

در جدول (۶) حداقل STCهاي مورد نياز براي جدا كننده‌هاي ساختمانهاي اداري و تجاري ارائه شده است.
جدول۶- حداقل شاخص كاهش صداي وزن يافته مورد نياز براي جداكننده‌ها در ساختمانهاي اداري و تجاري

عنوان حداقل شاخص كاهش صداي وزن يافته (STC) به dB
جداكننده اتاقهاي اداري، مراكز كامپيوتري، سالن‌هاي عمومي بانك‌ها از فضاي بيروني ساختمان ۳۵
جداكننده ميان اتاقها در ساختمانهاي اداري و تجاري ۴۵
جداكننده اتاقها در ساختمانهاي اداري و تجاري از راهرو ۳۰

مطابق مبحث هجدهم مقررات ملي ساختمان براي حداكثر تراز صداي كوبه‌اي تراگسيل شده از سقف ميان طبقات، رعايت حداكثر تراز صداي كوبه‌اي معمول شده وزن يافته (IIC) به مقدار ۵۰ دسي بل در ساختماهاي مذكور در بند (۱۸-۲) مقررات ملي، كه شامل ساختمانهاي مسكوني، هتل‌ها و اداري – تجاري مي‌باشد، الزامي ‌است.

۴-۵- ضوابط مربوط به مقاومت حداقل در برابر آتش
ضوابط تعيين شده براي بحث آتش در سازه‌هاي كوتاه چند طبقه (Low Rise)، نسبت به سازه‌هاي بلند بسيار آسانتر و سهل الوصول‌تر است. به طوريكه براي سازه‌هاي تك خانوار آئين‌نامه‌ها و مراجع ضوابط خاصي را بر آتش تعيين نمي‌نمايند.

براي ساختمانهاي چند طبقه و آپارتماني كه سازه‌هاي فولادي جدار نازك نيز در اين محدوده قرار مي‌گيرند، در مراجع و آئين‌نامه‌هاي مختلف، ضوابط متفاوتي ارائه شده است. برخلاف ضوابط آكوستيك كه ضوابط مشخص و يكنواختي دارد، بدليل تأثير پارامترهاي متعدد در بحث آتش سوزي، اين ضوابط پراكنده و متنوع مي‌باشد. از جمله پارامترهايي كه در بحث مقاومت در برابر آتش، تأثير گذار است مي‌توان به موارد زير اشاره نمود:

– اهميت ساختمان
– تعداد ساكنين و خانوارهاي موجود در ساختمان
– تعداد طبقات
– نوع سيستم تأسيساتي و سيستم اطفاء حريق پيش بيني شده براي ساختمان
– وجود منابع آتش‌زا در نزديكي ساختمان و ميزان خطر آتش سوزي
– زمان مورد نياز براي رسيدن امداد و آتش نشاني
– فواصل ساختمانها از يكديگر
– نوع ارتباط فضاهاي مجزا به يكديگر (زون بندي ساختمان)
– و …..