معرفی سازه های پیش ساخته LSF

معرفی سازه های پیش ساخته LSF

معرفی سازه های پیش ساخته  (Lightweight Steel Framing) LSF به معنای سازه های فلزی سبک است. ساختمان های پیش ساخته فولادی سبک موسوم به LSF به صورت اجرای خشک و عمدتا با استفاده از اتصالات پیچی و به روش تولید صنعتی به کار گرفته می شوند. این سیستم ساختمان سازی يكی از شيوه هاي مدرن اجرای سازه است. كه استفاده از آن از سال 1950 در برخی از کشورها از قبیل کانادا آغاز گردید. ولی استفاده گسترده از آن از سال 1990 مورد توجه سازندگان قرار گرفت. کارخانه های این سیستم در ایران برای اولین بار در سال 1385 راه اندازی شد. (تاییدیه فنی از مرکز تحقیقات دارد. و به عنوان فناوری نوین رسما معرفی شده است).

معرفی کاربرد سازه های پیش ساخته LSF

ویلاها، ساختمان های مسکونی، ساختمان های تجاری اداری و صنعتی کوچک تا سه طبقه، هتل ها، هتل آپارتمان ها، ساختمان های مدارس و دانشگاه ها، رستوران ها و … (و در ساختمان های 3 تا 9 طبقه نیز توسط سیستم های ترکیبی قابل اجراء است.)

سیستم ساختمانی LSF قابلیت تلفیق با سیستم های سازه ای رایج مانند بتنی و فلزی را به خوبی دارد. و برای بالا بردن تعداد طبقات (معمولا بالاتر از 5 طبقه) به صورت مختلط با سیستم های دیگر به کار می رود.

معرفی اجزای اصلی سازه های LSF

ساختمان های LSF از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند که عبارت اند از:

• مقاطع تشکیل شده از ورق های فولادی که به وسیله نورد سرد تهیه شده و به عنوان سازه اصلی به کار می رود.
• پانل های گچی به عنوان پوشش در داخل ساختمان.
• سمنت برد برای پوشش خارجی ساختمان و با توجه به نوع پروژه از لایه های عایق صوتی و حرارتی تشکیل شده اند.

معرفی جزئیات سازه های LSF و اتصالات سازه

• این سازه از ورق های فولادی تشکیل می شود. که عمدتا مقاطع Z ،U ،C می باشند. این مقاطع خود به عناصر باربر و غیر باربر که وظیفه اصلی آنها پایداری سازه می باشد، تقسیم می شوند. اتصالات این قطعات به یک دیگر عمدتا پیچ و مهره می باشد. که به روش تولید صنعتی در کارخانه و با دقت بالا طبق طراحی انجام می شود.
• در ساخت و تولید این مقاطع به روش نورد سرد مطابق آیین نامه ها اشکال مختلف در ابعاد متفاوت با ضخامتی در حدود 0.6 تا 2.5 میلی متر از ورق های گالوانیزه نازک پدید می آید.

معرفی عناصر تشکیل دهنده LSF

• اعضای فولادی سیستم قاب فلزی سرد نورد شده را اصطلاحا CSF می نامند. این قطعات از ورق های فولادی گالوانیزه به روش پرس یا نورد پدید می آیند. که این عناصر را می توان به طور مستقیم و یا به وسیله یک کلاف افقی به شالوده متصل کرد. در این سازه وظیفه تحمل بارهای عمودی و جانبی را عناصر عمودی که وادار (STUD) نامیده می شود بر عهده دارد. و عناصر افقی در این سازه لاواک (Runner) نام گذاری می شوند.

معرفی سقف سازه های پیش ساخته LSF

سقف در این سیستم ها در اکثر موارد سقف سبک و به صورت تخت و شیبدار اجرا می شود. و این جزئیات این سقف ها به قرار زیر می باشد:

• سقف های تخت: اجرای تخته سه لا روی joist های سقف، ملات شیب بندی و لایه ایزوگام. در صورت تردد کم روی سقف (با توجه به کاربری ساختمان) ،حذف ملات شیب بندی و انجام ایزوگام روی تخته سه لایه . و استفاده از ورق های سینوسی روی  joistها، مش بندی، لایه بتن به ضخامت 8 سانتیمتر، ملات شیب بندی و ایزوگام.
• سقف های شیب دار: نصب تخته 3 لایه روی سازه و اجرای سقف سفالی. استفاده از ساندویچ پانلها روی سازه های سبک. و استفاده از ورق های فلزی و یا سفال های رنگی روی سازه (مانند سایه بانها).
• دیوار سازه: پوشش دیوارهای داخلی بعد از قرار دادن عایق صوتی و حرارتی بین stud های دیوار، از پانل های گچی به ضخامت 15 میلیمتر برای پوشش آنها در هر طرف استفاده می شود. (سطح پانل ها را بعد از تنظیم و بتونه کاری، می توان رنگ، کاغذ دیواری، پوشش های چوبی و پلاستیکی نمود).
• پوشش دیوارها ی خارجی: ابتدا از یک لایه تخته سه لایه به ضخامت 15 میلیمتر استفاده شده و روی آن کلیه نماها قابل اجرا است. (انواع پلاستر ها، نمای آلومینیومی، پانل سیمانی).
• درب و پنجره در ساختمان LSF: بدون هیچگونه محدودیت می توان از درب و پنجره های UPVC، چوبی، فلزی، آلومینیومی استفاده نمود.
• پوشش کف های ساختمان: کف طبقه همکف استفاده از یک دال بتنی به ضخامت 10 سانتی متر و سپس اجرای سرامیک، کفپوش و … . کف طبقات بعد از نصب joist های طبقه، می توان از سیستم های زیر استفاده کرد. نصب تخته سه لایه به ضخامت 15 میلیمتر و (عایق حرارتی و صوتی بین آنها) واجرای ملات ماسه سیمان و سرامیک یا کفپوش و… . اجرای کفپوش و سرامیک با استفاده از چسب ( حذف ملات ماسه و سیمان ). استفاده از ورق های سینوسی با ضخامت 0/8 میلیمتر به جای تخته سه لایه (و نصب عایق حرارتی و صوتی بین آنها) و مش بندی با آرماتور 8 و بتن ریزی به ضخامت 8 سانتیمتر و اجرای سرامیک یا کفپوش.

مزایا

مزایای مرتبط با شاخص های فنی و اقتصادی:

• فولاد از مصالح محکم می باشد و شکل دادن به آن راحت است.
• در سازه lsf نیازی به آجر، بلوک، تیرچه، کاشی، سفال و … نمی باشد.
• سازگاری مواد و مصالح با شرایط اقلیمی مناطق مختلف ایران.
• امکان اضافه کردن طبقات به ساختمان موجود با توجه به وزن نسبتا پایین تر این سیستم میسر می باشد. که با در نظر گرفتن تمهیداتی امکان افزایش طبقات ساختمان فراهم می گردد.
• به دلیل استفاده از مقاطع ساخته شده با ورق های کم ضخامت و در نتیجه کاهش بارهای مرده ساختمان وزن اسکلت سازه حدود 30 الی 40 درصد کاهش می یابد.
• انرژی حرارتی کم این سیستم آن را برای ساختمان های اداری، تجاری و دیگر ساختمان ها با کاربری منقطع بسیار مناسب می سازد.
• کاهش هزینه تمام شده نسبت به ساختمان سازی های سنتی و همچنین هزینه های مربوط به تعمیر آن در طول زمان نسبت به مصالح دیگر خیلی کم می باشد.
• سرعت بالای اجرا به دلیل ساخت و آماده سازی پانل ها در کارخانه، عملیات نصب در کارگاه از سرعت قابل قبولی برخوردار است. (یک ویلا بصورت کلید در دست 2 تا 3 ماه)
• ایزولاسیون در برابر سرما، گرما، رطوبت و صوت.
• مقاومت بالا در برابر اشعه خورشید و مقاومت در برابر آتش سوزی قسمت های حامل بار در اسکلت فولادی بار بیشتری را تحمل می کنند. و در مقابل آتش و زلزله مقاوم می باشد.
• طول عمر حداقل یکصد سال.
• به علارقم تاثیر پذیری از رطوبت ماهیت قطعات فلزی به هیچ وجه تغییر نمی کند. به دلیل اینکه جنس سازه گالوانیزه می باشد. و امکان پوسیدگی وجود ندارد.
• با توجه به اتصالات محکم احتمال صدمه دیدن به واسطه طوفان خیلی کم می باشد.

مزایای مرتبط با محیط زیست و سلامتی:

• عدم استفاده از موادی که برای سلامتی انسان مضر باشد.
• تمیز بودن فرآیند تولید و ساخت و اجرا و عدم وجود گرد و غبار و سایر آلودگی ها.
• از نظر زیست محیطی این سیستم ساختمانی در زمره سیستم های ساختمان سازی می باشد. که انرژی اندکی برای ساخت اجزای آن مصرف می شود.

معایب و محدودیت های سیستم قاب فولادی سبک LSF

سیستم قاب فولادی سبک ساخته شده با قطعات سرد نورد شده علیرغم مزایای بسیار محدودیت هایی را نیز دارد که مهمترین آنها عبارتند از:

• در مراحل طراحی باید از اندازه و چگونگی مدول ها تبعیت کرد.
• در ابعاد دهانه، محدودیت وجود دارد.
• تعداد طبقات قابل ساخت با این سیستم محدود است.
• به نیروی کار متخصص و آموزش دیده نیاز است.
• تامین قطعات فلزی گالوانیزه تولید شده در کارخانه، هزینه نسبتاً بالایی دارد.

الزامات سیستم ساختمانی LSF

• كنترل سازه در مقابل بار باد باید مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران انجام شود.
• به كارگيری حداكثر دهانه تا 5 متر و حداكثر ارتفاع ناخالص (با احتساب ضخامت سقف) تا 3.6 متر برای هر طبقه در اين سيستم مجاز می باشد.
• رعايت ضوابط مندرج در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران با عنوان طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه در طراحی شالوده الزامی است.
• اتصال اسكلت به شالوده بايد از طریق ریشه گذاری میل مهار در شالوده و اتصال آن به ناودانی زیرین يا رانر بوسيله مهره صورت گيرد.
• لازم است در محل اتصال بين سقف و ديوار به طريق مقتضی درگیری کافی ایجاد شود. تا در محل اتصال، ظرفيت انتقال كليه بارهای ثقلی و جانبی داخل دیافراگرم به دیوار ایجاد شود.
• اتصال مهاربندی های تسمه هاي قطری به عناصر متقاطع با آنها در طول مهار بند ضروری است.
• مهاربندی های تسمه های قطری در باربری جانبی باید به عنان اعضای صرفاً کششی در تحلیل و طراحی در نظر گرفته شوند.
• لازم است مهاربندی های تسمه های قطری با روش پیش کشیدگی به منظور رفع شل شدگی اولیه نصب شوند.
• در اين نوع سيستم حداكثر بار مرده و زنده برای سقفها نباید به ترتیب از 350 و 250 کیلوگرم بر مترمربع تجاوز كند.
• كليه اتصالات اعضاي قائم به اعضای افقي بايد به گونه ای باشند. كه مسير انتقال بار قائم به نحو مطمئن در ارتفاع سازه تامين شود.
• ضوابط مربوط به اجزاي اتصالي شامل پيچ و مهره، مطابق آئين نامه AISC و استاندارد AISI تامين شود.
• تامين ضوابط ديافراگم صلب براي كليه سقف ها با توجه به ضوابط موجود در استاندارد 2800 ايران توصيه مي شود. در غير اينصورت سازه و سقف بايد با توجه به ضوابط آئين نامه هاي مربوطه طراحی گردد.
• در صورت استفاده از اتصالات جوشی در محل كارخانه، رعايت ضوابط و مقررات مربوط به جوشكاری اعضای سر نورد شده مطابق استاندارد AISI و آئين نامه AWS و AISC الزامی است.
• به كارگيری مصالح بنايي در ديوارهای داخلی و خارجی در دهانه قاب های سبک سرد نورد شده مجاز نمي باشد.
• حداكثر وزن متر مربع سطح ديوار تمام شده در جداكننده هاي داخلی نبايد بيشتر از50 کیلو گرم بر مترمربع و در ديوارهای خارجی نبايد از 100 کیلوگرم بر مترمربع بیشتر باشد.
• اتصال ديوارهاي غير باربر و جداكننده ها به سيستم سازه ای بايد به نحوی باشد. كه ضمن تحمل بارهای وارده مانند طوفان، زلزله، ضربه مطابق استاندارد ملی ايران به شماره 11272 و … مشاركتی در سختی جانبی سازه نداشته باشند.
• رعايت مشخصات فولاد سرد نورد شده براساس استاندارد ASTM A653 ,ASTM A500 الزامي است.
• الزامات مربوط به انرژی بايد مطابق مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان ايران با عنوان صرفه جويی در مصرف انرژی رعايت شود.
• در صورتی كه عايق حرارتی به صورت پر كننده اجرا شود. بايد به نوع و ضخامت عايق حرارتی مورد نياز را تامين نمايد.
• به منظور كاهش اثر پل حرارتی، لازم است حد فاصل ستونک ها و اعضای قائم Stud و لايه خارجی جداره با نوعی عايق حرارتی متراكم پر شود.
• كليه مصالح و اجزاء در اين سيستم اعم از معماری و سازه ای از حيث دوام و زيست محيطی بايد بر مبنای مقررات ملی ساختمان ايران و يا آئين نامه های معتبر بين المللی بكار گرفته شوند.
  لازم است ملاحظات كامل هوا بندی در پوسته خارجی ساختمان، بازشوها و همچنين محل نصب اجزاي اتصالي نظير پيچ و مهره با توجه به اقليم مورد نظر و نيز خطر ميعان به عمل آيد.
• صدا بندی هوابرد جداكننده های بين واحدهای مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بين طبقات باید مطابق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان ايران با عنوان عايق بندی و تنظيم صدا تامين شود.
• اخذ گواهينامه فنی برای محصول توليدی، پس از راه اندازی خط توليد كارخانه، از مركز تحقيقات ساختمان و مسكن الزامی است .
• در تمامی مراحل توليد، طراحی و اجرا، مسوليت نظارت عاليه و منترل كيفی بر عهده شركت متقاضی مي باشد.

کاربرد سازه‌ ال اس اف LSF