معرفی کامل سیستم قاب فولادی سبک LSF

در این پست ابتدا به بررسی تاریخچه سیستم قاب فولادی سبک LSF ( مخفف Light Weight Steel Frame ) می پردازیم سپس در ادامه به معرفی آن و برشمردن اجزای اصلی این نوع سیستم سازه ای می پردازیم بنابر این با ما همراه باشید.

مقدمه

در ساختمان های رایج، علی رغم طراحی مناسب سازه معمولا اجرای آنها از کیفیت مناسبی برخوردار نیست.

به سخن دیگر رفتار واقعی سازه در مواقع سرویس دهی با آنچه طراحی شده است متفاوت است.

لذا نظارت دقیق بر کیفیت اجرا و تطبیق با جزییات محاسبه شده امری کاملا ضروری می باشد.

از این رو ساختمان های پیش ساخته شده در کارخانه به دلیل طی نمودن مراحل کنترل کیفیت و تولید مطابق با نقشه های محاسباتی رفتار مناسبی در موقع سرویس دهی خواهند داشت.

در این بین سیستم قاب فولادی سبک (LSF) با کیفیت ساخت کارخانه ای و اتصالات ساده، مطمئن، مستحکم و سریع از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

همچنین نیاز روز افزون کشور به سطح زیر بنای بیشتر در امر مسکن، آموزش، تسهیلات بهداشتی، درمانی، رفاهی، تاسیسات صنعتی و تجاری که عمدتا از افزایش جمعیت و توسعه ناشی می شود، ایجاب می نماید که از روشهای جدیدی در ساختمان سازی استفاده گردد.

در این روش سیستم قاب فولادی سبک علاوه بر کاهش زمان ساخت، با صرفه جویی در مصرف مصالح ساختمانی سنتی، هزینه ساخت نیز با حفظ کیفیت مطلوب کاهش می یابد.

به منظور دستیابی به اهداف فوق سیستم ساختمانی با ساخت سریع و بررسی های فنی و اقتصادی جامعی که در آن امکانات و شرایط موجود در نقاط مختلف کشور منظور گردیده است طراحی شده و به عنوان سیستم ساختمانی سریع معرفی شده است.

این نوع سیستم ها در هنگام وقوع زلزله های شدید، مقدار نیروی جانبی کمی را دریافت می کنند و به دلیل دو خاصیت ویژه، یعنی پیش ساخته بودن اعضای سازه ای و عایق حرارتی مناسب، موجب شده است که این سیستم سازه ای به طور گسترده ای در کشورهای پیشرفته ی جهان برای ساخت منازل مسکونی مورد استفاده قرار گیرد.

به دلیل آن که در طراحی لرزه ای سازه ها به روش سنتی، طراحی اتصالات به درستی در نظر گرفته نمی شود، در این سازه ها اتصالات به عنوان نقطه ضعف اصلی آنها در هنگام وقوع زمین لرزه های شدید به شمار می آید.

این در حالی است که در سازه های سبک فولادی به علت پیش ساختگی و سهولت زیاد در بخش اجرا مشکلات ذکر شده وجود نداشته و اجرای سازه مورد نظر در واقعیت از تطابق بیشتری با طراحی انجام شده در نرم افزار برخوردار است.

سازه فولادی سبک که به اختصار به آن سازه (LSF) گفته می شود، یکی از سیستم های نوین ساختمانی است که برای اجرای ساختمان های با طبقات محدود (معمولا تا 8 طبقه) استفاده می شود.

سیستم LSF از سیستم های مورد تایید مهندسان عمران در کشورهای توسعه یافته و مدرن می باشد.

این سازه از ورق های فولادی نورد شده برای تامین پایداری ساختمان، صفحات و تخته های گچی به عنوان پوشش درونی و قطعات دیواره خارجی به عنوان نما تشکیل شده است.

این سیستم توانایی ترکیب با سیستم های سازه ای دیگر را دارا می باشد. با استفاده از این سیستم میتوان وزن سازه را تا پنجاه درصد کاهش داد و این بزرگترین امتیاز در برابر زلزله می باشد.

مقاطع مورد استفاده در این سیستم U ,C ,Z است که معمولا با اتصالات سرد به یکدیگر متصل می شوند.

ساخت سازه های سبک با عملکرد صحیح مشروط به مدلسازی و بررسی های دقیق می باشد.

تاریخچه سیستم قاب فولادی سبک

این صنعت ابتدا در ساخت پل ها، هواپیما و اتومبیل با استفاده از خم کردن ورقه های نازک سرد استفاده می شد.

تا سال 1920 هنوز برای استفاده در ساختمان به صورت هاله ای از ابهام بود.

در سال 1933 در نمایشگاه بین المللی عصر پیشرفت در شیکاگو طراحی به نام » هوارد فیشر « معمار و مجری این طرح بود.

سیستم LSF به دلیل مزایای فراوان از جمله سرعت و کیفیت بالای ساخت و عملکرد لرزه ای مناسب در سالهای اخیر در بسیاری از کشورهای دنیا رواج قابل توجهی یافته
است.

استفاده از سیستم LSF در سال 1946 در صنعت ساختمان وارد شد.

از سال 1990 به دلایل زیاد از جمله افزایش قیمت چوب و محدود بودن منابع تهیه آن و مشکلات زیست محیطی استفاده از این سیستم رواج زیاد یافت، به طوری که امروزه این سیستم در آمریکا، کانادا، استرالیا، ژاپن و بسیاری از کشور های دیگر در احداث ساختمان های تجاری و مسکونی کوتاه مرتبه کاربرد زیادی دارد.

اجزای تشکیل دهنده سیستم قاب فولادی سبک LSF

اجزای اصلی تشکیل دهنده سیستم ساختمانی LSF از سه نوع مصالح ساختمانی فولاد فرم داده شده در حالت سرد، پانل های گچی و پشم شیشه یا پشم سنگ شکل گرفته است.

در واقع با اتصال قطعات فوق به یکدیگر سیستم ساختمانی LSF به وجود می آید.

اجزاء تشکیل دهنده دیوارهای باربر و غیر باربر سیستم ساختمانی LSF استادها و رانرها می باشند که به شکلی پانلی بارهای عمودی و جانبی را به تکیه گاه انتقال می دهند.

دیوارهای باربر به عنوان انتقال دهنده بارهای عمودی ساختمان و به عنوان نگهدارنده نمای خارجی بنا و نیز جذب کننده بارهای جانبی ساختمان از جمله باد و زلزله عمل می نمایند.

در صورتی که دیوارهای غیر باربر معمولا برای جداسازی فضاهای داخلی بنا مورد استفاده قرار می گیرند.

استادهای فولادی را معمولا از قبل برای عبور دادن تاسیسات (الکتریکی و مکانیکی) سوراخ کاری می کنند.

دیوارهای جداکننده واحدها در ساختمان های چند واحدی و یا دیوارهای جداکننده اتاق ها (دیوارهای غیر باربر) معمولا به روش های مختلف قابل اجرا می باشند.

این نوع دیوارها را می توان روی کف (به صورت خوابیده) سرهم کرده و سپس به عنوان بخشی از اجزاء ساختمان در محل مورد نظر نصب نمود.

روش دیگر نصب رانرهای بالائی و پائینی و قرار دادن استادها در داخل آنها  (اجرای دیوار به صورت درجا) می باشد.

در سیستم ساختمانی LSF معمولا دیوارها با اتصال استادهای فولادی به رانرهای فولادی، بادبندی شده و با نصب پانل های گچی به شکل پانلی ساخته می شوند.

در صورت اضافه کردن بادبند این شیوه ساخت برای مقاومت در برابر بارهای جانبی، از جمله بارهای حاصل از باد و زمین لرزه خیلی مناسب می باشد.

نعل درگاه ها در سیستم ساختمانی LSF معمولا به شکل تیر I که از دو مقطع C شکل (پشت به پشت چسبیده شده باشند) تشکیل و ساخته می شوند.

همچنین در جان از استادهای مخصوصی به نام Kingstuds جهت نصب و اجراء استفاده می شود.

گردآورندگان :

• فریدون امیدی نسب (استادیار سازه، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه لرستان)
• سارا سهرابی (دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت ساخت، دانشگاه آزاد واحد بروجرد)

منتشر کننده : پرتال جامع مهندسی عمران – ucivil.ir