با توجه به اینکه سبک بودن وزن سازه موضوع مهمی است، طراحان و مهندسین سازه پیوسته در تلاشند تا با ارائه سیستم‌های سازه‌ای جدید به این هدف نزدیک‌تر شوند. سازه‌های متداول اطراف ما با مصالحی همچون میلگرد، تیرآهن و بتن ساخته می‌شوند اما سازه LSF از جمله ساختمان‌های سبک وزن است که از اتصالات پیچ و مهره با ورق سرد نورد ساخته می‌شود.
فهرست مطالب
سازه LSF شامل سه نوع مصالح متفاوت می‌باشد؛ ورق نورد سرد شده برای المان های اصلی سازه، پانل گچی برای دیوارهای داخلی و پانل‌های سیمانی برای نمای خارجی سازه. لایه‌های عایق صدا و عایق حریق در داخل این دیوارها قرار می‌گیرند. این ساختمان‌ها با ورق گالوانیزه در ضخامت 0/6 تا 1/5 میلی‌متر ساخته می‌شوند. در ادامه راجب این نوع سیستم سازه‌ای بیشتر صحبت خواهیم کرد.
تاریخچه پیدایش سازه LSF
استفاده از سیستم فولادی سبک که با نام LSF شناخته می‌شود به بیش از 100 سال قبل باز می‌گردد. اولین بار این نوع سیستم سازه‌ای در انگلیس و آمریکا در سال 1850 اجرا شد دقیقا همزمان با دوره‌ای که در آمریکا سازه‌های فولادی جایگزین سازه چوبی شده بودند.
این سیستم سازه‌ای تا سال 1920 به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی‌گرفت و تحقیقات زیادی بر روی آن انجام نشده بود. تا اینکه در سال 1933 هوارد فشیر معمار ساختمان در نمایشگاه بین‌المللی عصر پیشرفت در شیکاگو، سازه‌ای که تمام اجزای آن با فولاد سبک نورد سرد ساخته شده بود را معرفی کرد. بعد از آن استفاده از قاب فولادی سبک نورد شده بیشتر شد.
بین قاب فولادی سبک نورد و سازه فولادی گرم نورد تفاوت‌های اساسی وجود دارد به علت همین تفاوت‌های بنیادی، امکان استفاده از آیین‌نامه سازه فولادی نورد گرم برای سازه سرد نورد کاری شده ممکن نبود. زیرا ضخامت بسیار کم مقاطع فولادی نورد سرد بسیار کمتر از بار کمانشی مقاطع فولاد نورد گرم می‌باشد. به همین خاطر اولین آیین‌نامه برای سازه فولادی سبک نورد با عنوان "مشخصات فنی برای طراحی اعضای سازه فولادی" در سال 1946 میلادی منتشر شد. این آیین‌نامه محدود به ورق‌های فولادی با ضخامت کمتر بود که تنش تسلیم فولاد در این آیین‌نامه از 1700 تا 2300 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع متغییر بود. ضریب اطمینان در این آیین‌نامه 1/85 می‌بود که بعدا طبق اساس سازه فولادی به 1/65 کاهش یافت.
ناگفته نماند که نوردکاری سرد فولاد در جریان جنگ جهانی اول در ساخت بدنه اتومبیل با خم کردن و شکل دادن ورقه‌ها ابداع شد.
در نهایت آیین‌نامه طراحی این سیستم سازه‌ای از سال 1946 با توسعه ساختمان‌های فولادی سبک سرد نورده شده در آمریکا انتشار شد و به وسیله موسسه آهن و فولاد آمریکا (AISI) شتاب بیشتری گرفت. در حال حاضر در کشورهایی نظیر آمریکا، استرالیا، ژاپن، کانادا و زلاندنو 60 تا 90 درصد سازه‌های خود را با استفاده از این نوع سیستم سازه‌ای می‌سازند. به منظور آشنایی با سازه LSF تاریخچه و پیدایش این سازه را بررسی کردیم در ادامه به معرفی، مزایا، معایب و اجزای اسکلت فولادی سبک می‌پردازیم.
معرفی سازه LSF
سیستم قاب فولادی سبک نورد شده و یا همان سازه LSF (light steel framing) برای ساخت ساختمان‌هایی با تعداد طبقات کمتر مناسب است. این سازه‌ها به صورت خشک و روش تولید صنعتی اجرا می‌شوند. فریم‌های فولادی سبک توسط نورد سرد از فولاد گالوانیزه ساخته می‌شوند. سیستم سازه‌ای سبک یکی از انواع فناوری‌های نوین در صنعت ساخت و ساز محسوب می‌شود که در سازه‌هایی با تعداد طبقات محدود ( معمولا تا 5 طبقه) اجرا می‌شود.
بخوانید: 4 روش گالوانیزه کردن فولاد | تفاوت فولاد ضد زنگ با فولاد گالوانیزه
در ویدیوی زیر می‌توانید نحوه اجرا و ساخت سازه LSF را مشاهده کنید.
فولاد سرد چیست؟
فولاد سرد به کار برده شده در سازه lsf از ورق گالوانیزه فولادی ساخته می‌شود که از طریق پرس ورق‌های بریده شده و یا رول فرمینگ فولاد که توسط قالب شکل داده می‌شوند حاصل می‌شود. در این فرآیند نوردکاری نیازی به گرم کردن و حرارت نمی‌باشد به همین علت با نام فولاد سرد شناخته می‌شوند. محصولات تولید شده توسط فولاد سرد، نازک و سبک بوده و هزینه کمتری نسبت به فرآیند گرم نورد شده دارند.
امروزه فریم‌های تولید شده با فولاد سرد مورد توجه مصرف کنندگان قرار گرفته و توانسته سهمی از بازار فولاد سرد را به ویژه در کشورهای اروپایی به خود اختصاص دهد. اجزای LSF با محصولات چوبی و بتنی سازگار هستند.
سازه LSF در مقایسه با ساختمان‌های فولادی و بتنی بسیار سبک‌تر بوده و رفتار سازه‌ای بسیار مناسبی دارد. همچنین به دلیل پیش ساخته بودن اجزای آن، سرعت اجرای بالایی دارد. پس از نصب سطوح نهایی نمای داخلی و خارجی، سازه‌های LSF و فولادی از هم قابل تشخیص نمی‌باشند.
مزایای سازه فولادی سبک
- افزایش مقاومت و پایداری سازه
- سرعت در اجرا و افزایش بهره‌وری
- سبک‌تر کردن و کاهش جرم کلی ساختمان
- افزایش بازیافت مصالح و کمک به حفظ محیط زیست
- انعطاف پذیر بودن طراحی این نوع سازه‌ها و آسان بودن ایجاد تغییرات معماری
- مونتاژکاری و نصب آسان
- راحتی بسیار در عبور و نصب تاسیسات الکتریکی و مکانیکی
- فقدان نفوذ آب و رطوبت و حشرات موذی
نبود نخاله و زباله ساختمانی پس از تخریب و عدم آسیب به محیط زیست، ایجاد سیکل مصرفی و حیات مجدد، کاهش مصرف انرژی و کمک به گردش اقتصادی در تولید مصالح نو و کاهش هزینه‌های تولید و مصرف، کاهش آلایندگی‌های جوی ناشی از تولید مصالح ساختمانی نظیر سیمان و فولاد از جمله دیگر مزایای مهم این سیستم سازه‌ای است و می‌توان گفت سازه LSF بهتر و مناسب‌تر از سازه بتنی و فولادی است.
مقاومت سازه LSF در برابر آتش‌سوزی
در هر ساختمان با هر نوع سیستم سازه‌ای، بایستی ضوابط و مقررات ایمنی در برابر آتش رعایت شود. ورق نازک فولاد گالوانیزه، تشکیل دهنده اصلی ساختمان‌های LSF است؛ این ورق‌ها در برابر آتش مقاومت کمی دارند و از این نظر باید تقویت و محافظت شوند در غیر این صورت سازه LSF در برابر آتش سوزی مقاوم نبوده و تغییر شکل خواهد داد.
برای حفاظت این ساختار در برابر آتش از تخته‌های گچی که بر روی اجزای فولادی قرار می‌گیرد استفاده می‌شود. استفاده از تخته گچ معمولی، حفاظت در برابر حریق را تامین می‌کند اما برای محافظت بیشتر سازه از تخته‌های ضد حریق استفاده می‌کنند.
البته ممکن است بجای گچ از تخته‌های محافظ از جنس چوب، سیلیکات کلسیم یا سیمان هم استفاده کنند. اما گچ در بین این مصالح بهتر و رایج‌تر می‌باشد. لازم به ذکر است که نصب تخته گچی و تمام المان‌های سازه LSF نیازمند استفاده از ابزار و پیچ مناسب و همچنین قطعات و اتصالات مخصوص می‌باشد بنابراین برای توسعه این سیستم در کشور نیاز است تا این ابزارآلات و قطعات به خوبی شناخته شوند و از مصالح استاندارد استفاده گردد.
به غیر از الزامات عایق آتش سوزی در این سیستم سازه‌ای عایق هوابندی، بخاربندی، صوتی، آّب‌بندی و حرارتی نیز رعایت می‌شود.
بخوانید: آشنایی با سازه نگهبان | روشی برای جلوگیری از ریزش دیواره گود برداری
جمع بندی
سازه LSF یکی از سازه‌های مدرن است که در گروه ساختمان سبک وزن قرار دارد و در کشورهای توسعه یافته بسیار متداول و پرطرفدار شده است. البته این نوع سیستم سازه‌ای برای ساختمان‌هایی با تعداد طبقات کم مناسب می‌باشد. در این دانشنامه سعی داشتیم شما را با این روش نوین در صنعت عمران آشنا کنیم.
در وبسایت عصرآهن قیمت میلگرد از تمامی تولید کنندگان بصورت لحظه‌ای بروز رسانی و در اختیار کاربران قرار می‌گیرد. شما می‌توانید با کلیک بر روی کلمه قیمت ورق به صفحه اختصاصی آن در وبسایت عصر آهن بروید. در صورت تمایل می‌توانید با مشاورین ما در عصرآهن در خصوص خرید میلگرد و دیگر اقلام آهنی با شماره 04133250280 در تماس باشید. مشاورین ما در زمینه خرید آهن و فولاد راهنمای شما خواهند بود.
