LSF چیست؟
“Lightweight Steel Frame” که به اختصار ‘LSF’ نامیده میشود، به معنای سازۀ سبک فولادی میباشد. این مفهوم به یک سیستم ساختمان سازی اشاره دارد که برای اجرای ساختمانهایی با ارتفاع کم، سرعت بالای ساخت، هزینۀ مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست مورد استفاده قرار میگیرد.
امروزه، سیستم سازۀ فولادی سبک به عنوان یک سیستم اقتصادی و مقاوم در برابر زلزله پیشنهاد داده میشود. با توجه به ماهیت سبک سازههای LSF، عملکرد لرزهای ساختمانها بهبود یافته است.
سازۀ LSF زبانی مشترک در صنعت ساخت و ساز
در زمینۀ صنعت ساخت و ساز، اصطلاح “سازه” به هر چیزی اطلاق میشود که از قسمتهای مختلف و مرتبط با یکدیگر در یک مکان ثابت بر روی زمین ساخته شود. در حقیقت، سازه وظیفۀ حفظ شکل و ظاهر بنا که تحت تأثیر نیروهای محیط قرار میگیرد را، بر عهده دارد.
همانطور که میدانید فولاد یکی از اساسیترین مواد در صنعت ساخت و ساز است و میتوان گفت بیش از 50% تقاضای فولاد در جهان در جهت به کارگیری آن در این صنعت میباشد. انواع ساختمانها، از خانهها گرفته تا پارکینگها، مدارس و حتی آسمان خراشها، برای مقاومسازی خود از فولاد بهره میبرند. همچنین، میتوان به استفاده از آن در موارد دیگری مانند سقفها و نیز به عنوان نمای دیوارهای خارجی اشاره نمود.
در طول سالیان گذشته، سیستمهای پیشرفتۀ متنوعی برای استفاده در امور ساختمان سازی یافت شده است. سیستم “سازههای فولادی سبک” یا همان “Light Weight Steel Frame” در دهههای اخیر یکی از پرطرفدارترین روشهای ساخت در بیشتر نقاط جهان بوده است. ورقهای فولادی مورد استفاده در تولید این نوع سازهها، در یک فرآیند شکلدهی سرد (Cold Form) و بدون استفاده از حرارت تولید میشود. به علاوه، سطح این ورقهای فولادی که توسط آلیاژ “روی” به طور کامل پوشانده میشود، میتواند آن را در مقابل عوامل خورندۀ محیطی محافظت کند.
همۀ این موارد منجر به احداث ساختمانی منسجم، سخت، منعطف، پایدار و نیز سبب تسریع در ساخت شده، به گونهای که هزینههای ساخت را به شدت کاهش میدهد. در حقیقت، سیستم LSF یک انتخاب جذاب برای استفاده در امور مربوط به ساختمان، به ویژه از نقطه نظر نگرانیهای مربوط به کاهش تخریب جنگلها و سازه با بتن مسلح میباشد.
با جزئیات اسکلت سازۀ ال اس اف بیشتر آشنا شویم!
صفحۀ زیرین (Bottom Plate) : یک صفحه که انتهای زیرین دیوارهها را پوشش میدهد. صفحۀ زیرین دارای بال و جان میباشد ولی بدون لبه.
تیرک سقف (Ceiling Joist) : یک عضو قابی سازهای افقی که بار سقف را تحمل میکند.
عضو C شکل (C Section) : که برای اعضای قاب سازهای مانند: نشیمن تیر، تیرچه، شاه تیر و تیرهای عرضی و خر پا استفاده میشود. اسم آن از شکل سطح مقطع عضو که شبیه حرف C است و شامل قسمتهای جان، بالا و لبه میباشد به وجود آمده است. عمق جان عضو C شکل و اندازههای بال از روی ابعاد خارجی آن خوانده میشوند.
گیره (Clip Angle) : یک قطعۀ فلزی کوتاه L شکل، عموماً با زاویه o90، که برای اتصالات استفاده میشود.
شکلدهی سرد (Cold Forming) : فرآیندی که اعضای فولادی سبک بدون استفاده از حرارت تولید میشوند.
فلنج (بال) (Flange) : قسمتی از عضو C شکل که عمود بر جان عضو میباشد.
تسمۀ صاف (Flat Stapp) : فولاد ورقۀ بریده شده با پهنای خاص و بدون هیچ خمشی که عموماً برای مهار بندی و دیگر کاربردهای در سطح استفاده میشود.
تیرک کف (Floor Joist) : یک سازۀ قابی افقی که بارهای کف را تحمل میکند.
فولاد گالوانیزه (Galvanized Steel) : فولادی که دارای حفاظ پوششی زینک برای مقاومت در مقابل خوردگی میباشد. میزان حفاظ پوششی با وزن پوشش گالوانیزه بر سطح فولادی محاسبه میشود مثل 40-G یا G-60.
گیج (Gauge) : یک واحد اندازهگیری رایج برای توصیف ضخامت اسمی فولاد است. گیج کمتر به معنی ضخامت بیشتر است.
(Header) : یک سازۀ قابی افقی ساخته شده که برای تحمل بار بازشوهای دیواره یا سقف هنگام باز شدن استفاده میشود.
(In-Line-Framing) : سیستمهای قابی که تمامی اعضای حامل بارهای افقی و عمودی تراز شدهاند.
(Jack Stud) : یک عضو سازهای عمودی که تمامی ارتفاع دیواره را در بر نمیگیرد و بارهای عمودی و بارهای جانبی افقی را مانند بار هِدِر (Header) تحمل میکند.
ستون اصلی (King Stud) : یک عضو سازهای عمودی که تمام ارتفاع دیواره را در بر میگیرد و بارهای عمودی و جانبی را تحمل میکند. عموماً در دو انتهای هِدِر (Header) مجاور jack Stud به جهت مقاومت در مقابل بارهای جانبی قرار میگیرند.
لبه (Lip) : بخشی از یک عضو C شکل که از انتهای باز بال خم شده است. این لبه خواص مقاومتی عضو را افزایش داده و به عنوان یک استیفنر برای بال عمل میکند.
دیوارهای تحت بار (Load Bearing Wall) : یک دیوار که بار عمودی را از بالا و بارهای ناشی از باد را تحمل میکند. این بارها ممکن است به طور مجزا یا ترکیبی عمل کنند. هر دو حالت دیوار داخلی و خارجی ممکن است تحت بار باشند.
ضخامت مصالح (Material Thickness) : ضخامت فلز اصلی بدون در نظر گرفتن پوشش حفاظتی. ضخامتها در واحد میل ارائه میشوند. (به طور رایج در واحد گیج ارائه شده است)
میل (Mil) : یک واحد اندازهگیری که نوعاً در اندازهگیری ضخامت عناصر باریک استفاده میشود. Mil 1 برابر با Inch 100/0 میباشد.
دهانۀ چند تکه (Multiples Pan) : دهنهای که با یک عضو ممتد ساپورتهای میانی ساخته شده باشد.
دیوار بدون بار (Non-Load Bearing Wall) : دیوارهایی که هیچ باری را تحمل نمیکنند.
حفره (Punch-Out) : یک سوراخ در جان عضو قاب فولادی که اجازۀ عملیات لولهکشی، اتصالات الکتریکی و برقی و دیگر انواع نصب را میدهد.
تیر عرضی (Rafter) : یک عضو سازهای قابی که بارهای سقف را تحمل میکند.
دیوار برشی (Shear Wall) : یک دیوار که قادر است در مقابل نیروهای جانبی به جهت جلوگیری از نیروهای باد و زلزله مقاومت کند و به طور موازی با صفحات دیواره قرار میگیرد.
تک دهانه (Single Span) : دهانهای که با یک عضو سازهای ممتد بدون هیچگونه ساپورت میانی ساخته شده است.
دهانه (Span) : یک فاصلۀ افقی مشخص بین اعضای حامل بار.
پوشش سازهای (Structural Sheathing) : یک پوشش که به طور مستقیم (ورقۀ فولادی) روی اعضای سازه (ستونها و تیرکها) به جهت توزیع بار، تقویت دیوارها و مقاومسازی مجموعه به کار میرود. ستون یا Stud عضو سازهای عمودی یک مجموعه که بارهای عمودی و بارهای جانبی انتقالی را تحمل میکند.
صفحۀ بالاسری (Top Plate) : یک صفحه که به جهت انتقال بار خرپای سقف به ستونها استفاده میشود. به طوری که ستونها به طور مستقیم زیر نقاط بار خرپا قرار نگرفتهاند. صفحۀ بالاسری دارای جان و بال ولی بدون لبه میباشد.
شیار (Track) : برای کاربردهایی از قبیل: صفحات بالاسری و پایینی، برای دیوارها و تیرکها، سیستمهای کف میباشد. شیار دارای جان و بال ولی بدون لبه میباشد. اندازههای عمق جان شیار از داخل بالها به دست میآید.
جان (Web) : بخشی از عضو C شکل یا شیار که دو بال را به هم متصل میکند.
تقویت کنندۀ جان (Web Stiffener) : عضو اضافی که به جان متصل میشود تا عضو را در مقابل آسیبهای وارده به جان تقویت کند.
تنش تسلیم (Yield Strength) : یک خاصیت ذاتی فولاد. بالاترین حد تنش که ماده میتواند قبل از رخ دادن تغییر شکل پلاستیک تحمل کند.
سیستم دیواره :
- دیوارهای تحت بار
یک دیوار تحت بار دیواری است که بارهای عمودی را از سازۀ بالاسری یا بارهای جانبی را در نتیجۀ وزش باد تحمل میکند. این بارها ممکن است به طور مجزا یا ترکیبی عمل کنند. هر دو نوع دیوارهای داخلی و خارجی میتوانند تحت بار باشند.
برای بازشوهای بیشتر از mm1200 در دیوارهای تحت بار تیر سر درب ضروری میباشد. تیرهای سردر زیر سقفهای فلزی ورقهای اساساً برای بارهای به سمت بالا که ناشی از باد روی سازۀ بام میباشد طراحی شدهاند. در حالی که سردرهای زیر بامهای مشبک برای بارهای به سمت پایین از خرپای بام طراحی شدهاند.
در دیوارهای تحت بار به جهت ایجاد مقاومت جانبی در ستونهای دیوار، ممکن است از پانلهایی به شکل شکافدار استفاده شود.
در دیوارهای معین به جهت مهیا کردن مقاومت در مقابل بارهای ناشی از باد نیاز به مهار بندی میباشد. این امر میتواند به شکل تسمههای تقویتکننده یا ورقهای تقویتکننده باشد.
ستونها، تیرها و خرپاها باید به خوبی به جهت انتقال بار به عضو پایینی تنظیم شوند.
- دیوارهای بدون بار
دیوارهای داخلی که بارهای طبقه یا خرپا را تحمل نمیکنند، دیوارهای بدون بار در نظر گرفته میشوند.
- جزئیات دیوار و اتصالات
قابهای فولادی با صفحات پایینی بعد از این که تمامی پانلها به دقت تنظیم شدند به سازۀ کف بسته میشوند. برای ثابت کردن قاب فلزی روی کف بتنی با مصالح بنایی عموماً از پیچ، پرچ یا مصالح شیمیایی استفاده میشود.
توصیههای درست برای نوع و کمیت مصالح میتواند از طریق تولیدکنندگان و کارشناسان تهیه شود. پنلهای دیوار عموماً با بستهای مکانیکی از قبیل پیچ خودکار به یکدیگر متصل میشود.
بازشوهای دیوار :
- قاب درها و پنجرههای خارجی
قاب درها و پنجرههای مشابه با سازههای چوبی در اینجا نیز مورد استفاده است. اگر قاب پنجرۀ آلومینیومی داخل چوب فیت شده باشد، میتوان آن را با بستن از طریق تیرهای میانی به پشت آن بعد از قرار دادن کامل نصب کرد.
اگر امکان نداشته باشد که فریم به طور نا محسوس نصب شود، پیچ های خودکار با طول مناسب میتوانند قاب پنجره را به قاب فولادی متصل کنند. پیچهای مشابه ممکن است برای بستن قاب پنجرههای آلومینیومی به طور مستقیم به بازشوهای قاب فولادی استفاده شود.
- قاب درهای داخلی
قابهای درهای چوبی در دیوارهای داخلی میتوانند با میخ یا پیچ به طور نامحسوس به پشت ستونهای میانی فیکس شوند. متناوباً قاب میتواند از طریق چهارچوب با پیچهای خودکار به ستونها متصل گردد.
پوشش دیوار و پارتیشینها :
اگر نیاز باشد میتوان در دیوارهای خارجی عایقهای فویلدار انعکاسی را به بال خارجی ستونهای فولادی با پیچهای خودکار و واشرهای تخت mm25 متصل کرد. همینطور میتوان از پیچهای سر کنگرهای استفاده نمود. اسکپهای سیمی که به سادگی روی ستونهای فولادی اتصال داده میشوند به جهت سازۀ آجرهای نما مورد استفاده قرار میگیرند.
برای سازههای تک جداره، ورقههای سیمانی پانل شکل میتوانند با پیچ خودکار به سازۀ فولادی متصل شوند. تختههای ورود هوای چوبی میتوانند به ستونهای فولادی سازه با پیچهای خودکار تخت دو سر متصل شوند. همچنین، پوشش ورقهای فولادی با استفاده ازپیچهای خودکار متصل میشود.
سیستم کف :
سیستم کف میتواند از عضو C شکل به صورت تیرکهای متصل به ستون حامل ساخته شود. تیرکهای کف میتوانند در رنج سایزهای عضوهای C شکل بسته به پارامترهای بارگذاری طراحی شود. سیستمهای کف با تیرهای به صورت مشبک، کف مستحکمتری را تشکیل میدهند.
این کار میتواند صداهای ناهنجار در اثر خوب بسته نشدن کف به تیرها را حذف کند. همچنین، این امر عایق کاری صوتی بهتری بین طبقۀ همکف و بالایی انجام میدهد این سیستم کف میتواند روی سازۀ مسطح یا جایی که کف چند تکه میباشد نیز انجام شود.
سیستم بام :
سازۀ بام مجموعاً یک سیستم خرپای فولادی است که میتواند با ورقههای فلزی یا پانلها طراحی شود. این یک سیستم خرپای بام است که شامل C75 و C100 به عنوان عضوهای مورب و اعضای خرپا استفاده میشود. سیستم بام فولادی میتواند تمامی انواع Hip- Gable- Dutchadable و ورقهای بام فولادی را انجام دهد و میتواند به طور مستقیم به قاب دیواره متصل شود. در هنگام استفاده از تایل، خرپای بام چوبی استفاده میشود. با عبور دادن Purlins از روی تایلها فیت کردن آنها انجام میشود.
سرویس M & E :
سوراخهای از پیش پانچ شده در جان قاب فولادی اجازه میدهد تا کار تأسیسات برقی و تأسیسات مکانیکی در سیستم قاب دیوارها انجام گیرد. به جهت محافظت از سیمها و لولهها در مقابل خوردگی و آسیب در اثر ارتعاشات، حلقههای لاستیکی و عایقهای سیلیکونی استفاده میشود.
جزئیاتی که سازۀ LSF را به انتخابی بیرقیب در ساختوساز تبدیل میکنند
همانطور که مشاهده میکنید، سازۀ ال اس اف دارای جزئیات بیشماری است که سبب میشود تا این سیستم به یک انتخاب عالی جهت ساخت و ساز تبدیل گردد. توجه به تمامی این جزئیات نه تنها در استحکام و مقاومت سازه اثرگذار است، بلکه در سرعت، هزینه، مصرف مواد و مصالح و نیز انرژی بسیار تأثیرگذار میباشد.
این میزان از دقت در طراحی، تولید و اجرای سازههای LSF آن را به یک روش محبوب در میان سازندگان تبدیل نموده است. از طرفی دیگر، اسکلت ضد زلزلۀ LSF به دلیل برخورداری از پتانسیل و سرعت ساخت بالا جهت انبوه سازی ساختمان به کار برده میشود.
