بخشی از مقاله
سازهای سرد نورد شده (LSF) و مقایسه آن با سازه های بتنی و فلزی
چکیده
این مقاله دو بخش است که در بخش اول آن ما به معرفی سازه های سرد نورد شده ،بیان مراحل اجرایی ونحوه اجرای هر مرحله ، نکات و ضوابط اجرایی ،بیان برخی خصوصیات آن می پردازیم ، و در بخش دوم به مقایسه سازه های سرد نورد شده با سازه های بتنی و فلزی میپردازیم.
سیستم ساخت قاب سبک فولادی Lightweight Steel Framing که به اختصار LSF می نامند، یک سیستم ساختمانی است، که از این سیستم بیشتر در کشورهای توسعه یافته و مدرن مورد استفاده قرار میگیرد . از این سیستم بیشتر برای ساختمانهای با تعداد طبقات کم استفاده میشود . این سیست م که شباهت زیادی به روش های ساخت ساختمان های چوبی دارد. جنس اسکلت این سازه ها از ترکیب نیمرخ های فولادی گالوانیزه سرد نورد شده است که با استفاده از آن اجزایی به نام استاد (Stud) یا وادار و تراک (Track) یا رانر می سازند و ساختار اصلی ساختمان برپا می شود . مقاطع مورد استفاده در این سیستم U,C و است،Z که معمولاً با اتصالات سرد به یکدیگر متصل می شوند. هر دیوار از تعدادی اجزای عمومی C شکل (استاد) به فواصل 40 تا 60 سانتی متر، که در بالا و پایین به اجزای افقی ناودانی U یا C شکل (تراک یا رانر) متصل شده اند، تشکیل م ی شود. در صورتی که از مقاطع C شکل به عنوان تراک (رانر) استفاده شود، لازم است برش هایی در محل نصب استاد انجام گیرد. مابین پانل پیش ساخته LSF و بتن سبک و همچنین از یونلیت نیز استفاده میشود.در سازه های LSF سرعت اجرا نسبت به سازه های بتنی و فلزی تقریبا 2,5 برابر افزایش میابد ،همچنین در سازه های LSF نیروی زلزله به دلیل وزن بسیار سبکی که دارند نسبت به سازه های بتنی و فلزی کاهش میابد وهمچنین اتلاف انرژی در این سازه نسبت به بقیه سازه بسیار کاهش میابد [3].
واژگان کلیدی:
قاب سبک فولادی LSF ، استاد (Stud) ، تراک (Track)، مقاطع فولادی جدار نازک (LGS) ، اتصالات سرد ، سرعت اجرای بالا، وزن کم
مقدمه :
سیستم LSF که از مقاطع سرد نورد شده فولادی CFS) )ساخته شده می شود در حدود 20 سال است که به شکل گسترده در تولید صنعتی انواع ساختمان های اداری، تجاری و مسکونی به کار می رود و به عنوان جایگزین مناسب برای روش های سنتی ساخت، جایگاه ویژه ای در صنعت ساخت و ساز کشورهای پیشرفته یافته است.
نتایج بررسی ها نشان می دهد استفاده از سیستم(LSF )علاوه بر این که سرعت اجرا را حداقل دو برابر می نماید،منجر به کاهش چهل درصدی در مصرف فولاد خواهد شد. این سیستم به دلیل مزایای زیاد 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.
از سال 1990 به دلایل زیاد از جمله افزایش چوب ومحدود بودن منابع تهیه آن، مشکلات زیست محیطی، نیاز به تولید سریع و انبوه مسکن و ضرورت استفاده از پیش ساخته سازی سیستم LSF کاربرد وسیعی یافت، به طوریکه امروزه این سیستم در امریکا،کانادا، استرالیا، ژاپن و بسیاری از کشورهای دیگر در احداث ساختمان های تجاری و مسکونی کوتاه مرتبه و میان مرتبه کاربرد زیادی دارد.
برای طراحی سازه های LSF باید طبق قوانین از ایین نامه طراحی و اجرای سازه های فولادنورد شده که شامل 2 بخش، بخش سازه (نشریه(612 و بخش غیر سازه ای(نشریه(613است تبعیت کنیم.
.1 معرفی سازه های سرد نورد شده (LSF)
.1-1تعاریف مهم [1]
استاد : (stud ) عضو سازه ای قائم سیستم دیوار
بست ( :( blocking مقطع C شکل ،ناودانی یا تسمه که برای انتقال نیروی برشی به اعضای سازه ای تسمه های مهار بندی و یا صفحات پوششی متصل میشود . ویا برای جلوگیری از وقوع پیچش حول محور طولی استاد های دیوار باربر یا تیرچه های سقف به کار می رود.
پاشنه :(heel) ناحیه اتصال بین اعضای بالا وپایین خرپای شیبدار
تراک (track) :عضو مورد استفاده در قالب بندی متشکل از یک جان و دوبال
دیافراگم :( diaphragm) بام، کف یا دیگر اعضای غشایی ویا سیستم مهاربندی که نیرو های داخل صفحه را به سیستم باربر جانبی منتقل می کند
جمع کننده :(collector) عضوی که وظیفه ی انتقال نیرو بین دیافراگم ها و اعضای سیستم مقاوم باربر جانبی را دارد .
عضو انهایی :(chord) عضوی از دیوار برشی یا دیافراگم که در لبه های اطراف باز شو ها داخلی ومحل عدم پیوستگی و گوشه های فرو رفته در پلان قرار می گیرد همچنین بال خرپا که در بالا و پایین خرپا قرار میگیرد
گره اتصال ( :( panel point ناحیه اتصال بین اعضای جان و یال خرپا
. 2- 1 اجزای تشکیل دهنده سیستم های LSF
اجزای اصلی تشکیل دهنده سیستم ساختمانی LSFاز سه نوع مصالح ساختمانی : فولاد فرم داده شده در حالت سرد، پانل های گچی و پشم شیشه ، یا پشم سنگ شکل گرفته است. در واقعبا اتصال قطعات فوق همدیگر سیستم ساختمانی LSF به وجود می آید.
اجرای تشکیل دهنده دیوار های بار بر یا غیر بار بر سیستم ساختمانی LSF استاد ها و رانر ها می باشند که به شکل پانلی بار های عمومی وجانبی را به تیکه گاه انتقال می دهند. دیوار های بار بر به عنوان انتقال دهنده بار های عمومی ساختمان و به عنوان نگهدارنده نمای خارجی بنا ونیز جذب کننده بار های جانبی ساختمان از جمله باد و زلزله عمل می نماید. در صورتی که دیوار های غیر بار بر معمولا برای جدا سازی فضا های داخلی بنا مورد استفاده قرار میگیرند. استاد های فولادی را معمولا از قبل برای عبور دادن تاسیسات (الکتریکی و مکانیکی )سوراخ کاری میکنند و این استاد هارا معمولا از بالا و پایین به رانر ها و پایین به رانر ها (عناصر اصلی افقی) اتصال می دهند.
دیوار های جدا کننده واحد ها در ساختمانه ای چند واحدی و یا دیوار های جداکننده اتاق ها (دیوار های غیر بار بر ) معمولا به روش های مختلف قابل اجراء می باشند. این نوع دیوار ها را می توان روی کف (به صورت خوابیده) سرهم کرد ه و سپس به عنوان بخشی از اجزاء ساختمان در محل مورد نظر نصب نمود . روش دیگر نصب رانر های بالائی و پائینی و قرار دادن استاد ها در داخل آنها (اجرای دیوار به صورت در جا می باشد ). [4]
3-1 برخی از مهم ترین ویژگی های سازه 3] LSFو[2
1-3-1 سازگاری با محیط زیست :
با استفاده از این روش تا حد زیادی می توان از اتلاف انرژی جلو گیری کرد زیرا در این روش دیوار ها دوجداره هستند و انرژی سرمایشی گرمایشی و سرمایشی کمتری به حدر می رود، و همچنین برخی مصالح ساختمانی قابل باز یافت نمی باشند ولی در این سیستم اسکلت فولادی کاملا قابل باز یافت بوده وهمچنین برای تولیذ سازه می توان از فولاد بازیافت شده استفاده نمود .
– 2-3-1 انعطاف پذیری
در استفاده از این روش طراحان قدرت مانور و خلاقیت بیشتری دارند و بهتر می توانند سازه مورد نظر را طراحی کنند ، به این دلیل که این مقاطع هم میتوان به صورت اعضای تکی در کار خانه آماده و تولید کرد و در محل نصب کرد وهم می توان بصورت پانل های کاملا آماده در کار خانه آماده کرد و در محل مورد نظر نصب نمود، و همچنین با استفاده از تغییر مقاطع تیر ها می توان فواصل بین ستون ها و دیوار ها را تغییر داد.
- 3-3- 1 بادوام
این مقاطع نسبت به مقاطع دیگر از دوام خوبی بر خور دار هستند، در مقاطع فولادی جدار نازک جمع شدگی و تغییر شکل و کج شدگی مقطع وجود نداشته و لذا مشکلات ایجاد شده برای پانل های چوبی و پانل های گچی متصل شده به این اجزای فلزی نیز به حداقل ممکن کاهش خواهد یافت. همچنین فلز یک ماده غیراورگانیک بوده و بنابراین در مقابل رطوبت و هجوم حشرات مقاوم بوده و چرخش، کج شدگی، جدادگی، ترک و خزش در آن ایجاد نخواهد شد.
-4-4-1 سرعت بالا در اجرا
به دلیل اینکه تمام این قطعات در کار خانه ساخته و آماده وفقط باید در کارگاه نصب شود تمامی اتصالات آن از نوع اتصالات سرد (پیچ و پرچ ) میباشد و مراحل نازک کاری آن نیز با استفاده از قطعات پیش ساخته صورت می گیرد سرعت اجرای آن نسبت به بقیه سازه ها بیشتر می باشد.
