طراحی و تولید سازه

 مروری بر سازه‌های سبک فولادی

از مدت‌ها پیش فولاد به عنوان یک مادۀ آلیاژی کاربرد داشته است و این امر و تعدادی عوامل دیگر سبب شده بودند تا از آن به عنوان یک مادۀ ساختاری استفاده نشود. از بزرگترین این عوامل می‌توان به فرآیند ناکارآمد تولید انبوه فولاد اشاره کرد. به همین خاطر، اولین استفاده از سازه‌های سبک فولادی تنها به اواخر قرن نوزدهم بازمی‌گردد. خوشبختانه، امروزه فولاد به عنوان یک مادۀ مفید و پر فایده برای استفاده در انواع صنایع با اهداف مختلف شناخته می‌شود.

ساخت سازه‌های سبک فولادی یکی از مواردی است که در آن از فولاد به صورت انبوه استفاده می‌شود. روش LSF، یک تکنیک ساختمانی است که از ترکیب تیرهای افقی و ستون‌های عمودی برای ایجاد یک اسکلت ساختمانی سبک و به صورت یکپارچه باربر استفاده می‌کند. در این سیستم، تمامی دیوارهای داخلی و پیرامونی، کف، سقف و قاب درب و پنجره‌های آن به صورت یکجا طراحی، تولید و اجرا می‌شوند.

با استفاده از این روش نه تنها ساختمان‌های مسکونی، بلکه انواع سازه‌ها با کاربری‌های متفاوت اعم از تجاری، صنعتی، آموزشی و سایر دسته‌بندی‌ها را می‌توان طراحی، تولید و اجرا نمود. امروزه بسیاری از انواع ساختمان‌ها وجود دارند که در ساخت آن‌ها سازه‌های فولادی سبک به کار برده شده و با هیچگونه مشکلی روبرو نشده‌اند.

در این مطلب، ما به توضیح شیوۀ طراحی و فرآیند تولید سازۀ ال اس اف خواهیم پرداخت. لطفاً ما را همراهی نمایید.

فرآیند طراحی در سیستم LSF چگونه است؟

طراحی سازه بر اساس توافق میان مشتری و سازنده انجام می‌پذیرد. به این معنا که مشتری بایستی یک نقشۀ معماری بر اساس سلیقۀ خود و با توجه به محدودیت‌ها و ضوابط موجود به شرکت سازنده ارائه دهد. پس از آن که طراح، نقشۀ معماری را بررسی و مشکلات آن را رفع نمود، طرح نهایی جهت آغاز روند تولید سازه به دست خواهد آمد.

شایان ذکر است، طراحی سازۀ ال اس اف بایستی بر پایۀ مجوزی که مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ایران بر طبق آیین نامۀ AISI و IBC آمریکا و نیز مقررات ملی ساختمان ایران صادر نموده است، انجام شود. این کار با استفاده از نرم افزارهای تحت لیسانس BricsCAD انجام می‌پذیرد. یکی از این نرم افزارها، FRAMCAD نام دارد.

جالب است بدانید در مرحلۀ طراحی سازه نه تنها نقشۀ معماری طراحی می‌شود، بلکه تمامی جزئیات لازم جهت اجرای دقیق سازۀ ال اس اف در آن مورد توجه قرار می‌گیرد. به عبارت ساده‌تر، در فرآیند طراحی سیستم LSF جای پیچ‌ها، محل عبور لوله‌ها، بادبندها و به طور کلی همۀ جزئیات مورد نیاز در این سازه‌ها مشخص می‌شود.

نقشۀ طراحی شده با جزئیات این امکان را فراهم می‌آورد تا ماشین آلات در کارخانه تمامی موارد موجود در آن را بر روی هر یک از پروفیل‌های سازه مشخص نمایند. این امر سبب می‌شود تا مرحلۀ نصب سازه بدون کم‌ترین میزان خطا بر روی فونداسیون از پیش اجرا شده، انجام گیرد.

اهمیت مرحلۀ طراحی سازه

استفاده از سازۀ فولادی سبک به عنوان جزء اصلی ساختاری در یک ساختمان، فرصت‌های طراحی زیادی را ایجاد می‌کند. در حقیقت، درگیر کردن زود هنگام گروه طراحی در فرآیند ساخت تضمین کنندۀ تولید و اجرای دقیق یک سازۀ مستحکم و پایدار است. برنامه‌های متفاوتی برای طراحی سیستم LSF وجود دارد و کار با یک طراح حرفه‌ای و مهندس سازه باعث می‌شود که یک طراحی مهندسی شده داشته باشید و از ایجاد هزینه‌های غیر ضروری جلوگیری نمایید.

در سازه‌های باربر LSF، مشارکت طراحان و مهندسان با یکدیگر در مرحلۀ مفهومی و قبل از اعطای مجوز، بسیار سودمند خواهد بود. این امر اجازه می‌دهد تا خطوط باربر از طبقه‌ای به طبقۀ دیگر شناسایی شوند و از انتقال مؤثر بارها از سقف و از طریق اسکلت فولادی به سازه اطمینان حاصل شود. از طرفی دیگر، وجود مهندسان طراحی سازه هم در میزان مصرف فولاد مورد نیاز مؤثر است و هم از نیاز به وارد کردن عناصر دیگر مانند فولاد نورد گرم برای انتقال بار جلوگیری می‌کند.

بخش مهمی از فرآیند طراحی، شناسایی هر گونه ویژگی غیر معمولی است که به سازه بار اضافه تحمیل می‌کند. این موارد می‌تواند شامل بالکن و نوع سقف باشد. به همین خاطر، سازه بایستی از همان ابتدا به گونه‌ای طراحی شود که این عناصر را در خود جای دهد. مشارکت طراحان در فرآیند تولید سازۀ LSF مزایای استفاده از اسکلت فولادی سبک را به حداکثر می‌رساند.

با فرآیند تولید سازۀ LSF آشنا شوید!

ساختمان‌ها، طرح‌ها و مصالح سازۀ LSF بایستی با یک کد ساختمانی استاندارد در سطح جهانی مطابقت داشته باشد. این استاندارد، قوانین و الزامات موجود جهت طراحی، ساخت و اجرای ساختمان‌ها با استفاده از اسکلت‌های فولادی سبک را شرح می‌دهد. همچنین، مجموعه‌ای از استانداردهای صنعتی برای اجرای فونداسیون و حتی پوشش‌ها و عایق کاری‌های متناسب با دیوارها، کف‌ها و سقف‌های قابل اجرا برای سیستم ال اس اف را ارائه می‌دهد.

اولین گام برای تولید سازۀ ال اس اف خریداری ورق‌های فولادی سرد نورد شدۀ متناسب با نقشۀ طراحی شده است. به این معنا که ورق‌های گالوانیزه با ضخامت‌های مختلفی وجود دارد که با توجه به نوع کاربری، تعداد طبقات، ارتفاع و دهانۀ سازه جهت تولید خریداری می‌شوند.

پس از خرید ورق مناسب، فرآیند تولید پروفیل‌های سازه آغاز می‌شود. ابتدا یک فایل Detailer از نقشۀ طراحی شده از طریق یک USB به ماشین آلات وارد شده و دستگاه به تولید سازه بر اساس نقشه می‌پردازد. فرآیند تولید این سازه‌ها به صورت تمام اتوماتیک و بدون دخالت دست انجام می‌پذیرد.

هنگام تولید پروفیل‌ها تمامی جزئیات لازم مانند پرس، برش، پانچ لبه‌ها و نیز قاب درب‌ها و پنجره‌ها بر اساس نقشۀ معماری و کاملاً خودکار انجام می‌شود. همچنین، زمانی که پروفیل‌ها در حال تولید هستند، بر روی هر یک از آن‌ها به صورت مجزا یک Light Number درج می‌شود که در نقشۀ نصب سازه نیز وجود داشته و روند اجرای آن را تسهیل می‌کند. با درج این شماره‌ها سرعت، دقت و کیفیت نصب سازه افزایش می‌یابد.

تولید پروفیل‌های سازۀ ال اس اف کاملاً دقیق و بدون اشتباه صورت می‌پذیرد. دلیل این امر آن است که تمامی جزئیات در مرحلۀ طراحی سازه با دقت هرچه تمام‌تر مورد بررسی قرار گرفته و سپس خروجی ما یک نقشۀ معماری دقیق و بی عیب و نقص خواهد بود.

کاربرد گسترده اسکلت فولادی سبک (LSF) در ساخت و سازهای مدرن

اسکلت فولادی سبک یک فرآیند تولید خارج از محل پروژه و در محیط کارخانه است که به تولید پانل‌های دیواری تماماً باربر می‌پردازد. این نوع سازه، در ساختمان‌های اسکلت فلزی سبک و ساخت و سازهای مدولار استفاده می‌شود. ضخامت پروفیل‌های سازۀ ال اس اف معمولاً از 1.2 تا 3.2 میلی متر متغیر است.

سازۀ سبک فولادی به طور گسترده‌ای در ساختمان‌های یک طبقه به کار برده می‌شود. هرچند که اجرای سایر موارد همچون ساختمان‌های مسکونی، هتل‌ها و خوابگاه‌های دانشجویی، مراکز آموزشی و درمانی و سایر کاربری‌ها تا حداکثر 5 طبقه و نیز اجرای اضافه اشکوب (طبقه) با سیستم LSF در کشور عزیزمان ایران، امری کاملاً رایج می‌باشد.