سازه قاب فولادی سبک (LSF)

سازه قاب فولادی سبک (LSF)

تاریخچه سازه LSF

سازه LSF یکی از شیوه های نسبتا مدرن اجرای سازه می باشد.

استفاده از آن از سال ۱۹۵۰ در برخی از کشورها نظیر آمریکا، کانادا، استرالیا و ژاپن آغاز گردید.

استفاده گسترده از این سیستم از سال ۱۹۹۰ مورد توجه قرار گرفت.

کارخانه ساخت این سیستم در ایران از سال ۱۳۸۵ راه اندازی شد.

این سیستم در بسیاری از کشورها در احداث ساختمان‌های تجاری و مسکونی کوتاه مرتبه کاربرد زیادی دارد.

معرفی سازه LSF

حروف اختصاری LSF از مجموعه کلمات Light Steel Frame به معنای قاب های سبک فولادی برگرفته شده است.

این مقاطع، بصورت مقاطع فلزی سرد نورد شده (خشک) است.

تولید آن با استفاده از نورد ورقهای فولادی گالوانیزه نازک، C و U شکل می باشد.

برای ساخت خانه های معمول از ستون هایی به ابعاد ۷، ۱۰ و ۱۵ سانتیمتر بصورت C استفاده میشود.

همچنین ضخامت این مقاطع بصورت معمول ۱٫۲ و ۱٫۶ میلی متر است.

محدوده کاربرد و ضوابط طراحی، محاسبات و اجرا

سیستم سازه LSF برای ساختمان ها با کاربری های مختلف تا ۳ طبقه مرسوم می باشد.

اگرچه می تواند با توجه به مقررات ملی ساختمان برای مناطقی خاص تا ۵ طبقه نیز اجرا شود.

ساخت این دست ساختمان ها تا ۸ طبقه با ضوابط طراحی ویژه و بصورت سیستم های ترکیبی مجاز می باشد.

سازه های بلند تر از ۸ طبقه دیگر بصورت نورد سرد مجاز نبوده و باید از نورد گرم استفاده نمود.

1. دیوار برشی بتن مسلح حداکثر در ۵ طبقه یا ارتفاع ۱۸ متر از تراز پایه بلامانع است.
2. استفاده از این سیستم در مناطق با خطر نسبی کم، متوسط و زیاد (مطابق آیین نامه ۲۸۰۰ ایران) تا حداکثر ۲ طبقه یا ارتفاع ۷٫۲۰ متر از تراز پایه ،با اجرای مهاربندی قطری بلا مانع است.
3. بکارگیری این سیستم در مناطق لرزه خیز با خطر نسبی بسیار زیاد (مطابق آیین نامه ۲۸۰۰ ایران) مجاز نیست.
4. بکارگیری حداکثر دهانه ۵ متر و حداکثر ارتفاع ناخالص (با احتساب ضخامت سقف) ۳٫۶۰ متر برای هر طبقه در این سیستم مجاز است.
5. طراحی کلیه اجزاء اتصالات در این سیستم بر اساس استاندارد AISI و طرح سازه ای و لرزه ای آن بر اساس آیین نامه های ASCE-05 و IBC2003 و ویرایش‌های بعد از آن انجام گیرد.
6. کنترل سازه در مقابل بار باد بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران مبحث ششم و با در نظر گرفتن سیستم مقاوم در برابر بار جانبی ناشی از زلزله که در بندهای ۱ و ۲ آمده است انجام می شود.
7. رعایت محدودیت حداکثر بار مرده و زنده به ترتیب ۲۵۰ کیلوگرم بر متر مربع و ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مربع برای سقف‌ها الزامی است.
8. رعایت مشخصات فولاد سرد نورد شده بر اساس استاندارد ASTM الزامی است.
9. رعایت ضوابط فصل ۲۱ آیین نامه ACI-318-05 و ویرایش‌های پس از آن برای طراحی دیوارهای برشی بتن مسلح الزامی است.
10. تأمین ضوابط دیافراگم صلب برای کلیه سقف‌ها الزامی است.
11. کلیه اتصالات اعضای قائم به اعضای افقی می‌باید به گونه ای باشد که یکپارچگی اعضا در ارتفاع سازه تأمین شود.
12. ضوابط مربوط به اجزاء اتصالی شامل پیچ خودکار، پیچ و مهره می‌بایستی مطابق آیین نامه AISC و استاندارد AISI تأمین شود.
13. در صورت استفاده از اتصالات جوش، رعایت ضوابط و مقررات مربوط به جوشکاری اعضای نورد شده مطابق استاندارد AISI و آیین نامه های AWS و AISC الزامی است.
14. سقف سازه ای این سیستم متشکل از تیرچه فلزی دال بتن مسلح فوقانی به صورت مقطع مرکب است که می‌باید بر مبنای ضوابط مقاطع مرکب مطابق آیین نامه و دال‌های بتن مسلح بر مبنای آیین نامه ACI تأمین شود.
15. بکارگیری مصالح بنایی در دیوارهای خارجی و داخلی مجاز نمی‌باشد. حداکثر وزن متر مربع دیوارتمام شده در جداکننده های داخلی نبایستی بیشتر از ۵۰ کیلوگرم بر متر مربع و در دیوارهای خارجی نبایستی بیش از ۱۰۰ کیلوگرم بر مترمربع باشد.
16. لازم است تمهیدات لازم بمنظور عدم مشارکت پانل‌های غیر باربر و جداکننده‌ها در سختی جانبی سازه صورت پذیرد.
17. لازم است تمهیدات لازم متناسب باشرایط مختلف اقلیمی و محیط‌های خورنده ایران صورت پذیرد.
18. کلیه مصالح و اجزا در این سیستم اعم از معماری و سازه ای از حیث دوام، خوردگی، زیست محیطی و غیره می‌بایستی بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران یا آیین نامه های ملی یا معتبر بین المللی شناخته شده و مورد تایید، بکار گرفته شود.
19. الزامات مربوط به انرژی باید مطابق مبحث ۱۹ مقررات ملی ساختمان رعایت شود.
20. در صورتی که عایق حرارتی بصورت پرکننده اجرا شود، باید نوع و ضخامت عایق، مقاومت حرارتی مورد نیاز را تأمین کند.
21. بمنظور کاهش اثر پل حرارتی، لازم است حدفاصل وادارها (stud) و لایه خارجی جداره با نوعی عایق حرارتی متراکم پر شود.
22. لازم است ملاحظات کامل هوابندی در جداره های داخلی و خارجی، بازشو ها و همچنین محل نصب اجزای اتصالی نظیر پیچ و مهره، با توجه به اقلیم مورد نظر و همچنین خطر میعان به عمل آید.
23. رعایت مبحث سوم مقررات ملی سختمان درخصوص حفاظت ساختمان‌ها در مقابل حریق و همچنین الزامات نشریه شماره ۴۴۴ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت جداره‌ها در مقابل حریق با درنظر گرفتن ابعاد ساختمان، کاربری و وظیفه عملکردی اجزای ساختمانی الزامی است.
24. صدابندی هوا برد جداکننده های بین واحد های مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات می‌بایست طبق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان تأمین شود.
25. اخذ گواهی نامه فنی برای محصول تولیدی، پس از راه اندازی خط تولید کارخانه، از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن الزامی است.

دلایل برتری و مزایای سازه LSF

1. اغلب مصالح مورد استفاده در این سیستم قابل بازیافت هستند.
2. فولاد مصرفی در مقایسه با سیستم بتن مسلح ۲۵% و در مقایسه با سیستم فلزی ۵۰% کاهش یافته است. (هر متر مربع بین ۳۰ الی ۳۵ کیلوگرم).
3. بتن مصرفی در مقایسه با سیستم بتن مسلح ۸۰% و در مقایسه با سیستم فلزی ۵۵% کاهش می یابد.
4. وزن اسکلت ساختمان در مقایسه با سیستم بتن مسلح ۷۰% و در مقایسه با اسکلت فلزی ۵۵% کاهش می یابد.
5. وزن کل ساختمان در مقایسه با سیستم بتن مسلح ۷۰% و در مقایسه با سیستم فلزی ۶۰ درصد کاهش می یابد.
6. یکی از مزایای این سیستم قابلیت تولید و مونتاژ در کارخانه می باشد. این قابلیت باعث سرعت بالا در برپایی سازه می شود. (برپایی یک سازه ۱ الی ۲ هفته به طول می انجامد و ساخت یک ویلای مرسوم طی ۲ الی ۴ ماه تحویل می گردد). این سرعت تا ۲٫۵ برابر سریع تر از اجرای سیستم سنتی است.
7. میزان برش پایه نسبت به سیستم بتن مسلح ۵۵% ونسبت به سیستم فلزی ۳۸% کمتر است.
8. اتصال ساده و سرعتی با پیچ و گاها پرچ.
9. اجرای ساده تاسیسات الکتریکی و مکانیکی بدلیل ایجاد سوراخ های پیش بینی شده در پروفیل های دیوار.
10. با توجه به وزن پایین این سیستم فونداسیون بصورت شناژ زیر دیوار های باربر اجرا می شود. در زیر دیوار های داخلی غیر بار بر معمولا دال بتنی ۱۰ سانتیمتری کفایت می کند. البته تمام این موارد بسته به محاسبات می باشد.
11. امکان ترکیب سیستم سازه ای LSF با دیگر سیستم ها.
12. مقاومت بالا در برابر زلزله. سازه LSF نسبت به ساختمان بتنی ۴۰% و نسبت به فولادی ۳۰% نیروهای لرزه ای را کاهش می دهد.
13. دقت بسیار بالا در زمان تولید قطعات اسکلت و حذف خطاهای نیروی انسانی در زمان اجرا.
14. امکان اجرای پروژه در کلیه فصول و در شرایط جوی مختلف.
15. افزایش ایمنی و انضباط در کارگاه.
16. مقاومت بالا در مقابل زنگ زدگی و خوردگی (شرایط محیطی مختلف).
17. حمل و نقل آسان برای مناطق صعب العبور.
18. عایق صوتی و حرارتی خوب و برخوردار از استانداردها و ضوابط ضد آتش.

معایب و محدودیت های سازه LSF

1. محدودیت در تعداد طبقات ساختمان
2. محدودیت در دهانه قاب ها
3. نیاز به نیروی کار آزموده در صورت نیاز به مونتاژ در محل

متریال پوشش کف، سقف و دیواره و شیوه اجرای آن

دیوار: در سازه فولادی سبک، بار جانبی و بار ثقلی را دیوارها تحمل می کنند.

دیوارها به صورت توخالی هستند و می توان این فاصله خالی را با بتن سبک یا فوم پلی استایرن پر کرد.

این دیوارها شامل دیوارهای باربر و دیوارهای غیرسازه ای می باشد.

دو نوع روش اجرایی برای ساخت قاب بندی دیوارها در ساختمان وجود دارد.

قاب بندی دیوارهای باربر را می توان در محل کارگاه مشروط بر ایجاد یک سطح تراز و شاسی کشی مناسب ساخت و سپس در جای دقیق بر پا داشت.

روش دیگر، تولید پانل پیش ساخته در کارخانه است که در آن پیش سازی سقف ها، دیوارها و خرپاها به کمک میزهای مونتاژ انجام و پس از حمل به محل، عملیات نصب پانل های آماده انجام می شود.

اجرای دیوارهای غیر باربر در هر دو روش می تواند بعد از اجرای دیوارهای باربر و سقف انجام شود.

پوشش دیوارهای داخلی: بعد از قرار دادن عایق صوتی و حرارتی (عایق جهت دیواره های داخلی از پلی استایرن به ضخامتcm 5 استفاده می شود.)

بین stud های دیوار، از پانل های گچی به ضخامت ۱۵ میلیمتر برای پوشش آنها در هر طرف استفاده می شود. (سطح پانلها را بعد از تنظیم و بتونه کاری، می توان رنگ، کاغذ دیواری، پوشش های چوبی و پلاستیکی نمود).

پوشش دیوارهای خارجی: ابتدا از یک لایه تخته سه لا به ضخامت ۱۵ میلیمتر استفاده شده و روی آن کلیه نماها قابل اجرا است (انواع پلاستر ها، نمای آلومینیومی، پانل سیمانی یا فایبر سمنت و سمنت بورد و…)

سقف: سیستم سقف سازه ای شامل تیرچه، تیرک پیرامونی، سخت کننده های جان، بست های تسمه ای، بست های انسجام دهنده و انواع پوشش از قبیل صفحات سازه ای چوبی، فولادی می باشد. همچنین کاربرد سقف های مرکب بتن و عرشه فولادی با رعایت ضوابط مربوط مجاز است.

پوشش سقف ها

سقف این نوع ساختمانها در دو نوع تخت و یا شیبدار اجرا می شود.

سقف های تخت

1. اجرای تخته سه لا روی joist های سقف، ملات شیب بندی و لایه ایزوگام.
2. در صورت تردد کم روی سقف (با توجه به کاربری ساختمان)، حذف ملات شیب بندی و انجام ایزوگام روی تخته سه لا.
3. استفاده از ورق های سینوسی روی joist ها، مش بندی، لایه بتن به ضخامت ۸ سانتیمتر، ملات شیب بندی و ایزوگام.

سقف های شیب دار

1. نصب تخته سه لا روی سازه و اجرای سقف سفالی.
2. استفاده از ساندویج پانل ها روی سازه های سبک.
3. استفاده از ورق های فلزی و یا سفال های رنگی روی سازه (مانند سایه بانها).

پوشش کف ها

کف طبقه همکف: استفاده از یک دال بتنی به ضخامت ۱۰ سانتیمتر و اجرای سرامیک، کفپوش و غیره.

کف طبقات: بعد از نصب joist های طبقه، می توان از سیستم های زیر استفاده کرد:

1. نصب تخته سه لا به ضخامت ۱۵ میلیمتر و (عایق حرارتی و صوتی بین آنها) واجرای ملات ماسه سیمان و سرامیک یا کفپوش و غیره
2. اجرای کفپوش و سرامیک با استفاده از چسب (حذف ملات ماسه و سیمان)
3. استفاده از ورق های سینوسی با ضخامت ۰٫۸ میلیمتر به جای تخته سه لا (ونصب عایق حرارتی و صوتی بین آنها) و مش بندی با آرماتور ۸ و بتن ریزی به ضخامت ۸ سانتیمتر و اجرای سرامیک یا کفپوش.

تعاریف اصطلاح های مرسوم در ساخت و تولید سازه LSF

ورقه های OSB:

این ورقه ها از تراشه های چوبی جهت دار به دانسیته ۳٫۷۴ با ابعاد و اندازه های مشخص و تحت دما و فشار خاص تولید می شوند و خاصیت آنها سبکی، استحکام، ضد رطوبت، ضد قارچ و کاهنده تبادل حرارت میان فضای داخل و بیرون ساختمان است. جهت مصارف ساختمانی، پوشش کف، پوشش دیوار، پوشش سقف تراس در ساختمان های صنعتی LSF کاربرد فراوانی دارد و در کاهش وزن سازه موثر است.

OSB) Oriented Strand Board) تخته تراشه جهت دار یک نوع ماده مرکب چوبی است که از پرس کردن تراشه های مستطیل شکل به ضخامت های ۰٫۵ و عرض ۲۰-۱۵ میلیمتر و طول های ۱۰۰-۷۰ میلیمتر تحت فشار ۷۰۰ Psi در دمای ۴۰۰ درجه فارنهایت (۲۰۴ درجه سانتیگراد) و ۳ الی ۴ دقیقه به کمک بایندرهای ضد رطوبت و ضدآب تولید می گردد.

این کالا با ضخامت ۸-۳ اینچ برای مصرف در سقف و دیوار و با ضخامت ۱۹ تا ۳۲ اینچ برای مصرف پوششی در کف به کار می رود.

روش Roll Forming: 

اصلی ترین عامل در سازه فولادی سبک، مقاطع فولادی جدار نازک می باشد.

مقاطع فولادی جدار نازک، مقاطع فلزی سرد نورد شده ای می باشند که با استفاده از ورقهای فولادی نازک و با استفاده از روش Roll Forming شکل دهی می شوند. داشتن ضخامت یکنواخت در عرض مقاطع و استفاده از روش Roll Forming برای ساخت آنهاست که باعث می گردد تولید در حجم بسیار بالا و با کیفیت مناسب و یکنواخت انجام گیرد.

سیستم CAD/CAM:

تکنولوژی کدکم با اطلاعات دریافتی برخوردی هوشمندانه دارد به نحوی که انسجام کلی سازه را در نظر گرفته، بارها را در شرایط واقعی نسبت به سازه اعمال می کند و متناسب با آن مقاطع را به نحوی انتخاب می کند که بتوانند بهترین عملکرد را در مقابل بارهای وارده داشته باشند. بر این اساس، کلیه عملیات مکانیکی اعم از برش، پانچ و سوراخ کاری برای عبور تاسیسات مکانیکی و برقی، پیش بینی شده و توسط دستگاه به طور اتوماتیک، اعمال می شود. سیستم کدکم، مهمترین مزیت فنی تولید سازه LSF است.

عبور پروفیل های هم عرض از داخل یکدیگر ، ویژگی منحصر به فردی است که صرفا با بهره گیری از سیستم کدکم امکان پذیر می شود ؛ ظرفیت باربری مقاطع را به شدت افزایش داده و امکان رعایت الزمات آئین نامه ای را فراهم می کند.

قیمت تمام شده و اجرای سازه LSF

شرکت اُپال نگار سازه مجری سازه LSF در تمامی نقاط کشور آمادگی اجرای ساختمان مورد نظر شما با هر نوع کاربری را دارا می باشد.

لطفا جهت ثبت درخواست جهت بازدید رایگان از پروژه شما و برآورد قیمت تمام شده پروژه به این قسمت مراجعه نموده و فرم مورد نظر را پر نمایید.