در ساختمانهای رایج سازه علی رغم طراحی پیشرفته معمولا ازاجرای ضعیفی در ایران برخوردار است به این معنی که رفتار واقعی سازه در مواقع سرویس دهی با آنچه طراحی شده کاملا متفاوت است. لذا نظارت دقیق بر کیفیت اجرا و تطبیق با جزییات محاسبه شده امری کاملا ضروری می باشد. از این رو ساختمانهای پیش ساخته شده در کارخانه به دلیل طی نمودن مراحل کنترل کیفیت و تولید مطابق با نقشه های محاسباتی رفتار مناسب در موقع سرویس دهی خواهد داشت. در این بین سازه ال اس اف با کیفیت ساخت کارخانه ای واتصالات ساده ، مطمئن مستحکم و سریع از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند.

همچنین نیاز روز افزون کشور به سطح زیربنای بیشتر در امر مسکن،آموزش،تسهیلات بهداشتی،درمانی،رفاهی،تاسیسات صنعتی و تجاری که عمدتا از افزایش جمعیت و توسعه ناشی میشود، ایجاب می نماید که از روش های جدیدی در ساختمان سازی استفاده گردد. دراین روشها علاوه بر کاهش زمان ساخت ،با صرفه جویی در مصرف مصالح ساختمانی سنتی ،هزینه ساخت نیز با حفظ کیفیت مطلوب کاهش می یابد به منظور دستیابی به اهداف فوق سیستم ساختمانی ساخت سریع با بررسی های فنی و اقتصادی جامعی که در آن امکانات و شرایط موجود در نقاط مختلف کشور منظور گردیده است طراحی شده و به عنوان سیستم ساختمانی سریع معرفی می گردد.

 

تاریخچه سازه های ال اس اف :

به دلیل مزایای فراوان از جمله سرعت وکیفیت بالای ساخت و عملکرد لرزه ای مناسب در سالهای اخیر استفاده ازسیستم LSF دربسیاری از کشورهای دنیا رواج قابل توجهی یافته است. سیستم ال اس اف که از اعضای فولادی با مقاطع سی اف اس ساخته می شود ازسال ۱۹۴۶درصنعت ساختمان واردشد. اما به بدلیل اقتصادی نبودن و نبود استاندارد قابل اعتماد کاربرد محدودی یافت. از سال۱۹۹۰به دلایل زیاد ازجمله افزایش قیمت چوب و محدود بودن منابع تهیه آن، مشکلات زیست محیطی، نیاز به تولید سریع و انبوه مسکن و ضرورت استفاده از پیش ساخته سازی ، سیستم ال اس اف کاربرد وسیعی یافت، به طوری که امروزه این سیستم درآمریکا ،کانادا،استرالیا،ژاپن و بسیاری از کشورهای دیگر در احداث ساختمانهای تجاری و مسکونی کوتاه مرتبه و میان مرتبه کاربرد زیادی دارد.

 

در سال۱۹۹۵داویس و همکاران استفاده از فولاد جدار نازک را در ساختمانهای مدولار کوتاه و متوسط بررسی کرده اند در سال ۱۹۹۶سرته و همکاران عملکرد دینامیکی دیوارهای برشی را در قابهای سبک فولادی مورد بررسی قرار داده است. درهمان سال داویس و همکاران رفتار برشی اتصالات فشرده را در سازه های با قاب سبک فولادی بررسی کرده اند. درسال ۱۹۹۷درایور و همکاران رفتار لرزه ای رادر دیوارهای برشی فولادی مورد بررسی قرار داده اند.درسال۱۹۹۸پی وکینی مقاومت برشی رادر اتصالات فشرده فولادی مورد بررسی قرارداده اند.

در همان سال لنون و همکاران به مقایسه تعدادی از اتصالات مکانیکی درفولاد سرد نورد پرداخته اند. در همان سال الگالی و همکاران به تحلیل رفتار دیوارهای برشی فولادی نازک پرداخته اند. در سال ۱۹۹۹ لاوسون ساخت مدولار را با استفاده از قاب سبک فولادی بررسی کرده است. در سال ۲۰۰۰ لوبل و همکاران عملکرد دیوارهای برشی سخت نشده را تحت بارگذاری متناوب بررسی کرده اند.درسال ۲۰۰۴دوبینا به بررسی عملکرد پانلهای برشی دیوارهای استادی سرد نورد تحت بارگذاری یکنواخت ومتناوب پرداخته است.درهمان سال تیان وهمکاران به بررسی مقاومت گسیختگی وسختی قابهای دیوارهای فولادی سرد نورد پرداخته اند.درسال۲۰۰۵پاستور ورودریگز به مدل سازی پسماند دیوارهای برشی بامهاربندی ضربدری شکل در دیوارهای نازک سازه ها پرداخته اند.درهمان سال الخراط وراجرز مدل آزمایشگاهی قاب فولادی سبک که بوسیله دیوارهای مهاربندی تقویت شده اند پرداخته اند. در سال ۲۰۰۶ ولکوویچ ویوهانسون مدل طراحی سنتی در دیوارهای با صفحات گچی تک لایه و منبسط شونده با دولایه که در مقابل آتش مقاوم می باشند را بررسی نموده اند.

در همان سال گور گلوسکی یک روش ساده را برای محاسبه شاخص یو –والوودر قابهای سبک ارایه نموده است. این روش جدید براساس تحقیقات انجام شده بوسیله بازگشت به اصول اولیه دراستفاده از مدلسازی آلمان محدود در تحلیل سیالهای حرارتی درمیان ساخت قاب سبک می باشد. در همان سال کاسافنت و همکاران آزمایشات آزمایشگاهی گره ها رادر طراحی لرزه ای سازه های سبک پرداخته اند.در همان سال بلاژبه بررسی آزمایشگاهی وتحلیلی پانل دیوارهای برشی ۹میلی متری قاب فولادی سبک پرداخته اند. در همان سال دبینا و همکاران عملکرد لرزه ای خانه های باقاب سبک فولادی بررسی کرده اند. در همان سال لاندولفو و همکاران به مطالعه آزمایشگاهی و نظری عملکرد لرزه ای قابهای سبک فولادی نورد سرد در ساختمانهای کوتاه پرداخته اند. در همان سال رکاس پانل دیوارهای برشی فولادی سبک را مورد آزمایش قرار داده است. در سال ۲۰۰۷ فیورینو و همکاران آزمایشاتی را برروی اتصالات پیچ شده میان پانلهای برپایه گچ یا چوب و پروفیل¬های استد در خانه سازی با قاب سبک فولادی انجام داده است.

در همان سال هانگ و همکاران به بررسی آزمایشهای متناوب اتصالات پیچی قاب خمشی فولادی ویژه سازه های نورد سرد شده پرداخته اند. در این نمونه ها پاسخ سه مود گسیختگی اتصالات،کمانش بال وکمانش ستون مورد بررسی قرار گرفته است.در همان سال لاندولفو و همکاران پاسخ لرزه ای قاب های فولادی نورد سرد را در ساختمانهای کوتاه مورد بررسی قرار داده اند. درسال ۲۰۰۸ رونق و مقیمی به بررسی مدهای گسیختگی سیستم های مختلف و ضرایب موثر محاسباتی در پاسخ شکل پذیری دیوارهای سی اف سی پرداختهاند.

مراحل اجرای سازه سازه ال اس اف

ساختمان های پیش ساخته فولادی سبک (Light Weight Steel frame) موسوم به LSF به صورت اجرایی خشک و عمدتاً با استفاده از اتصالات پیچی و به روش تولید صنعتی به کار گرفته می شود . به این ساختمان ها از سه جز اصلی شامل مقاطع متشکل از ورق های فولادی سرد نورد شده برای سازه صفحات تخت گچی به عنوان پوشش روبه درونی و لایه عایق حرارتی و صوتی تشکیل می شوند کاربرد این ساختمان ها به عنوان یک سیستم سازه ای مستقل اکثراً در انبوه سازی ساختمان های دو طبقه دفاتر و ساختمان های تجاری کوچک واحد های صنعتی و سالن های ورزشی یک طبقه است به نظر می رسد این سیستم سازه ای باربر تقلی ترکیب شدن با سیستم های سازه ای دیگر همانند دیوارهای بتن مسلح سازه ای را نیز داراست و می تواند در ساخت ساختمان های کوتاه مرتبه به صورت سیستم سازه ای مختلط به کار گرفته شود . برای ساخت مقاطع سرد نورد شده مطابق آیین نامه های مربوط به این سازه ها استفاده از اشکال مختلف مجاز است این مقاطع معمولاً دارای ابعاد متنوع و محدودی تغییرات ضخامتی بین ۶/۰ الی ۵/۲ میلی متر است اتصال سازه LSF به شالوده به واسطه یک کلاف افقی با مقطع شکل می گیرد اجزای قائم این سیستم به عنوان عضو باربر ستونی در بارهای ثفلی عمل می کند برخی از این اعضا که در دهانه مهاربندی جانبی سازه قرار می گیرند .

 

علاوه بر بارثقلی متحمل نیروهای ناشی از بارهای جانبی نیز می شوند این اعضا تحت نام وادار (stud) دراین سیستم معرفی می شود سقف سازه این ساختمان ها متشکل از تیرچه های فلزی سرد نورد شده است که فواصل تیرچه ها با توجه به میزان ظرفیت باربری عضو و ابعاد قطعات پوشش سقف که می تواند تخته های چوبی سیمانی و با دال بتن مسلح باشد تعیین می شود تیرها و تیرچه ها عمدتاً دارای مقاطع با اشکال cیا z هستند پوشش سقف با دال بتن مسلح در صورت تامین یکپارچگی لازم بین بتن و پروفیل فولادی تیرچه می تواند به عنوان یک سقف مرکب بتنی فلزی طراحی شود در ساختمان های LSF به منظور باربری جانبی سازه در دو امتداد اصلی متعامد از دهانه های باربر جانبی استفاده می شود که تحت عنوان (Load Bearing Wall) نماد گذاری شده است.

 

دهانه های باربر به چهار روش ایجاد می شود که عبارتند از : سیستم دهانه های مهاربندی شده با اعضا قطری سیستم دیوار برشی با ورق فولادی نازک سیستم دیوار باربر با پوشش osb و سیستم دیوار برشی بتن مسلح در حال حاضر در کشور ایران استفاده از سیستم دهانه های مهاربندی شده با اعضا قطری برای ساختمان های تا دو طبقه مسکونی و سیستم باربر جانبی دیوار برشی بتن مسلح برای ساختمان های تا چهار طبقه مسکونی مجاز است اینرسی حرارتی کم این سیستم آن را برای استفاده دایم مانند ساختمان های مسکونی با مشکلاتی روبه رو می سازد ولی درعین حال عملکرد آن برای سایر ساختمان ها با کاربری مقطعی مناسب است عملکرد صوتی دیوارها و سقف های ساخته شده با این سیستم در صورت رعایت تمهیدات لازم به راحتی پاسخ گویی انتظارات تعیین شده در مقررات ملی ساختمان است مواد تشکیل دهنده LSF بار حریق ندارند ولی پروفیل های سرد نورد شده مقاومت کمی در برابر حریق دارند و باید به خوبی محافظت شوند یکی از دلایل کاربرد گچ به عنوان پوشش داخلی این سیستم ها دست یابی به این هدف است از عمده مزایای ساختمان های سبک فولادی (LSF) کاهش جرم ساختمان است که در تاثیر فراوانی در جهت کاهش هزینه های ناشی از مصالح نیروی انسانی ونیز زمان احداث پروژه خواهد داشت .

به کارگیری این سیستم در ساختمان های ۵ طبقه کشور با رعایت تمهیدات خاصی مقدور است و به نظر می رسد به عنوان یک گزینه در انبوه سازی می تواند موفق باشد مشروط برآن که به لحاظ عملکرد سازه ای طراحی و اجرای آن محدودیت ها و ضوابط موجود در سایر آئین نامه ها بررسی و برای کشور تهیهو تدوین شود قدر مسلم آن که اصلاحاتی در خصوص مقاطع ستونی اعضاء قطری مهاربند و نیز اتصالات این سیستم مورد نیاز است که باید به نحو شایسته ای به آن پرداخته شود این سیستم در زمینه های انرژی حریق آکوستیک . سازه در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مورد ارزیابی قرار گرفته و کاربرد آن در حیطه الزامات ارائه شده مجاز است . قطعات CFS که اعضای اصلی تشکیل دهنده سیستم LSF می باشد معمولاً از ورق فولادی گالوانیزه براساس استاندارد BS2989 تهیه و بکار گرفته می شوند و درحال حاضر براساس استاندارد اروپایی در قاره اروپا BS EN 10142 10147 تولید می شوند این نوع ورق های فولادی معمولاً در عرض های ۵/۱ متر در کارخانجات ذوب آهن تولید شده و در کارخانجات مخصوص دیگری به صورت رولی و پرسی فرم داده می شوند تا به اشکال مورد نظر در می آیند اندازه قطعات در جان اعضای CFS معمولاً بین ۵۰ تا ۳۰۰ میلیمتر می باشد

معمول ترین ضخامت ورق فولادی گالوانیزه شده برای تولید قطعاتی که در سازه LSF به کار می روند .۲/۱ تا ۲/۳ میلی متر می باشد برای فرم دادن ورق فولادی آن را به صورت نواری از بین یک سری غلتک ها عبور می دهند این حرکت در بین غلتک ها سبب تغییر شکل ورق ها می شود و تعداد غلتک های به کار رفته بستگی به پیچیدگی قطعات دارند. این قطعات را می توان قبل یا بعد از عبور دادن در بین غلتک ها برش داد این شیوه عمل معمولاً در سطح بالا و با دقت زیاد توسط کامپیوتر کنترل می شود قطعات با طول های کوتاه و مقدار محدود را می توان به وسیله پرس فرم داده و یا خم کرد این تکنیک معمولاً برای قطعات ساده (مانند نبشی و C شکل ) مناسب می باشد سوراخ کاری هایی نیز در مرحله فرم دادن ورق فولادی انجام می شود که برای کارگذاری تاسیسات در بنا انجام می شود

سیستم های ساختمانی با اعضای سبک فولادی پلاستر های گچی و پشم سنگ بطور گسترده در ایالات متحده، استرالیا و ژاپن و در برخی از کشورهای اروپایی گسترش یافته است در این کشور ها قاب فولادی سبک به عنوان یک سیستم مهم در امر اسکان می باشد این سیستم اغلب از دیوارهای باربر و کف با پروفیلهای سبک فولادی یا بتن در جا می باشند استادهای باربر از ناودانی های لبه دار با ضخامت ۳-۱ میلی متر تولید می شوند درایالات متحده برای سر هم بندی و مونتاژ معمولاً‌از جوشکاری در محل استفاده می شوداز این سیستم برای ساختمانهای تا هشت طبقه مورد استفاده قرار می گیرند. نمونه ای از اشکال سرد نورد شده در شکل ۱ نشان داده شده است .

 

در اروپا سیستم های مشابهی توسعه یافته اند اما معمولاً این سیستم ها در ساختمان های بلند در ایالات متحده مورد استفاده قرار نمی گیرند . در سوئد و فنلاند بدلیل اینکه انرژی ارزش بالاتری نسبت به امریکا دارد و اقلیم آب و هوایی بسیار سرد است به منظور بقای انرژی و جلوگیری از ایجاد پل سرمایی توسط فولاد برای بازدهی و کارایی بیشتر حرارتی استادهای با جانهای شیاردار توسعه یافته اند این استاد ها در دیوارهای خارجی ساختمان با پشم سنگ پوششی در فضای میان استدها استفاده می شوند استد ها معمولاً عمقی بین ۲۰۰ تا ۱۷۰ میلی متر دارند که شاخص حرارتی آنها تقریباً ۲۵% W/M2 K بدون داشتن عایق خارجی می باشند که مشابه دیوارهای با استدهای چوبی می باشند اگر از عایق بیرونی استفاده شود شاخص ضریب انتقال حرارت را می توان به پایان تر از ۲۵% W/M2 K کاهش داد این نوع از استدها را می توان در دیوارهای یکپارچه ۱ و همچنین در دیوارهای باربر در ساختمانهای ۳ تا ۴ طبقه استفاده نمود شیارهای جان در این مقاطع مقاومت جان را دربرابر برش کاهش می دهند روش های طراحی برای استدهای شیاردار گسترش یافته اند ولی تاکنون در آیین نامه ها ارائه نشده است روش های طراحی صفحات گچی تک لایه توسط کالانسر و آکرلند توسعه یافته اند و تاکنون از این روش در سوئد استفاده می شود همچنین از این روش می توان برای طراحی دیوارهای با استد فولادی استفاده نمود.

اجزای :LSF

طراحی:

جهت طرح درست و مناسب سازه LSF ضروری است سازه به صورت سه بعدی و با دقت بالا به همراه تمام جزئیات مدل شود این کار توسط نرم افزاراختصاصی FRAME BUILDER شرکت GENESIS به عنوان یکی از پیشرفته ترین نرم افزارهای طراحی سازه در دنیا دارای مشخصه های بارز طراحی حرفه ای به همراه ارائه جزئیات اجرایی در کلیه ساختمان ها می باشد.

نرم افزارفوق کلیه اطلاعات نقشه ها و راهکارهای لازم را به منظور بهبود عملیات اجرایی ساختمان و همچنین صرفه اقتصادی مطلوب در استفاده از فریم های ساخته شده از فولاد سبک LSF را در اختیار مجریان مشتریان و بهره برداران قرار می دهد .

پس از ایجاد مدل سه بعدی (مجازی) از ساختمان مورد نظر قاب بندی مناسب براساس محاسبات و اصول مهندسی صورت می گیرد و سپس نقشه های تولید و نصب پانل ها با در نظر گرفتن تمامی جزئیات و ملاحظات مهندسی به طور مشخص تهیه می گردد .

نقشه ها به گروه های مختلف به شرح ذیل تقسیم می شوند:

نقشه دیوارها و سقف ها و اتصالات مربوطه شامل اندازه اعضای سازه ای ضخامت ورقها فواصل اعضاء محل دیوارهای باربر و غیرباربر جزئیات اتصالات و ملاحظات مربوط به نکات آیین نامه ای .

نقشه بام و خرپاها (در صورت لزوم ) و اتصالات مربوطه شامل نقشه های تولید خرپاها ،باد بندی بام ها ، اتصالات و نکات آیین نامه ای.

۲- سازه های سبک فلزی:

سازه های سبک فلزی از اهن گالوانیزه توسط صنایع استاد ایران اولین تولید کننده سازه های سبک فلزی از طریق دستگاه های رول فرم (ROLL FORM) درایران براساس استاندارد آمریکا تولید می شود ضخامت این سازه ها از ۳/۰ میلیمتر تا ۸۶/۱ میلیمتر قابل تغییر است محاسبات فنی ساختمان و جدول از پیش تنظیم شده اندازه و ضخامت مورد لزوم برای طرح را تعیین می نماید این اندازه ها با توجه به ارتفاع سازه و فشارافقی وارد برآنها و در صورتی که در کف سازی مورد استفاده قرار گیرد با توجه به عرض وطول دهانه ها و میزان بار وارد برآن تعیین می گردد.

۲-۲ سازه های قائم (STUD)

این سازه به طور عمودی و بفواصل ۴۰ تا ۶۰ سانتیمتر درون سازه های هادی قرارداده می شود سازه های ناودانی وسازه های قائم مکمل یکدیگر بوده اتصال آنها به یکدیگر بوسیله پیچ شبکه کلی آهن گذاری و پشت بند صفحات گچی را فراهم می نماید سازه های ناودانی و سازه های قائم معمولاً در ضخامت های ۵/۰ میلیمتری و ۷/۰ میلیمتری در دیوارهای داخلی غیر باربرو باضخامت ۸۵/۰ میلیمتر ودر دیوارهای داخلی با ارتفاع بلندتر از حد معمول ۰ درنما سازی ها و با عنوان عناصر تقویتی بکاربرده می شود بال سازه ها ۳ میلیمتر و پهنای انها در سه اندازه مختلف ۶ سانتیمتر ۹ سانتیمتر ۱۵ سانتیمتر و عرضه می شود برای دیوارسازی معمولی عرض ۹ سانتیمتر توصیه می گردد این سازه ها فاصله مناسبی را برای عبور لوله های آب فاصلاب و عایق پشم شیشه ما بین صفحات گچی بوجود می آورد

۳-۲ سازه های تقلیل دهنده صدا(resillentchanne)

بهترین روش برای تقلیل انتقال صوت بکار بردن سازه های تقلیل دهنده صدا می باشد که بر روی سازه های عمودی پیچ می شود این سازه سطح آنگاه صفحات گچی را به سازه های عمودی به حداقل تقلیل می دهد نتیجتاً انتقال صوت را از صفحات به سازه کم می نماید (تصویر شماره ۳)

سازه تقلیل دهنده صدا

۲-۴ سازه های کلاهک (hat channel)

۲-۵ قطعه اتصال سازه کلاهکی به دیوار آجری یا بتنی (wall furring bracket)

با استفاده از این قطعه و کمک ناودانی های باربر و سازه های کلاهک شکل می توان شبکه می توان شبکه پشت بند جهت نصب صفحات گچی برروی دیوارهای آجری و یا بتنی را فراهم آورد ویژگی این قطعات اتصال آن است که تنظیم شاقولی شبکه پشت بند را امکان پذیر می سازد و در نتیجه کیفیت کار را بالاتر می برد .

۲-۶ ناودانیهای باربر

این ناودانی ها به عرض ۴ سانتیمتر و دارای ضخامتی برابر ۵/۱ میلیمتر هستند جنس آنها از آهن سیاه معمولی است که معمولاً با رنگ مشکی در بازار عرضه می شود (تصویر شماره ۶) موارد استفاده از ناودانها عمدتاً در شبکه بندی سقفهای کاذب و شبکه بندی فلزی جهت روکش دیوارهای بتنی و آجری می باشد.

۲-۷ سازه های تقویتی کنجها(corner beand)

این نوع سازه برای تقویت و حفاظت کنجهای بیرونی و ایجاد خط مستقیم درکنجها روی صفحات گچی بکار برده می شود و می توان آنها را با پیچ به سازه های عمودی متصل کرد ضخامت این نوع سازه معمولاً ۳/۰ میلیمتر است این سازه با نوار و بتن پوشانده می شود نوع بتنی ای که بکار برده می شود باید نوع مرغوب و آزمایش شده باشد که .

۲-۸ سازه های تقویتی حاشیه (j Bead)

سازه های تقویتی j شکل برای تقویت و ظرافت لبه پانلها در اطراف پنجره ها سقف و جائیکه پانلها در کنار مصالح دیگر قرار می گیرد بکار می رود با استفاده از این نوع ضمائم می توان خطوط مستقیم و حاشیه های تمیز بوجود آورد عرض دهانه این سازه معمولاً ۱۲ و ۱۵ میلیمتر است .

۲-۹ سازه های تقویتی در انبساط (control joint)

با استفاده از سازه های درز انبساط می توان سطح بزرگ دیوار یا سقف را به سطوح کوچکتری تبدیل نمود بدین ترتیب از بوجود آمدن ترک در سطوح نازک کاری جلوگیری به عمل آورد در تقسیم بندی سطوح لازم است درز انبساط از کف تا سقف و از ارتفاع نعل درگاه در تاسقف ادامه یابد

۳- مشخصات خصوصی

۳-۱ سازه های سبک فلزی

جنس این سازه ها از ورق گالوانیزه یا ورق روغنی رنگ کارخانه می باشد و باید با دستگاه نورد سرد فرم داده شده باشد.

۳-۲ دیوارهای خارجی

۳-۲-۲ سازه های افقی یا رانر بدون پانچ باشد

۳-۳ دیوارهای داخلی

سازه های سبک فلزی برای مصرف در دیوارهای داخلی که در یک رو یا هر دو روی آن پانلهای گچی نصب می گردد باید دارای مشخصات زیر باشد

۳-۳-۱ ضخامت ورق در سازه های عمودی (STUD) نباید کمتر از ۵۵/۰ میلیمتر باشد سازه های عمودی باید پانچ شده باشد و یالهای آن کمتر از ۳۳-۳۱ میلیمتر نباشد .

۳-۳-۲ سازه های افقی یا رانر باید بدون پانچ باشد.

۳-۴ در دیوارهای داخلی که بر روی آنها کاشی نصب می شود ضخامت سازه هایعمودی و فاصله سازه ها از یکدیگر با محاسبه تعیین گردد.

۳-۵ ناودانی های نگهدارنده سقف کاذب (سی چانل)

عرض سازه بسته به مورد می تواند تا ۴۰ میلیمتر و یال آن ۱۰ میلیمتر و ضخامت ورق آن تا ۲/۱ میلیمتر باشد.

۳-۶ سازه های کلاهکی یا هت چانل (HAT CHANNEL)

این سازه سبک در سقف کاذب یا برای روکش دیوار بنائی مورد استفاده قرار می گیرد و ضخامت ورق آن نباید کمتر از ۵۵/۰ میلیمتر باشد.

۷-۳ سازه های تقویتی کنجها (corner&jbead)

این سازه ها از ورق گالوانیزه به ضخامت حداقل ۳/۰ میلیمتر ساخته می شود و آج مخصوص بر روی سازه گیرایی بتن را بر روی سازه تامین می کند.

۴- چگونگی اتصال کلاف بندی سازه های سبک به یکدیگر

۴-۱ فاصله استدها از یکدیگر باید ۶۰ حداکثر سانتیمتر باشد (مگر طبق محاسبه غیر از این قید شده باشد) در هر حال حداکثر تغییر مکان مجاز نباید بیش از ۱:۲۴۰ باشد.

۴-۲ رانرها به کف استراکچر با بولت یا میخ هیلتی در فواصل حداکثر ۱۲۰ سانتیمتر متصل می گردد

۳-۴ در انتهای آزاد دیوارهای جداکننده و یا کناره کلاف درب ها از استاد دوبل که به وسیله پست اتصال به یکدیگر متصل شده باشند استفاده می شود

۴-۵ در محل تقاطع دیوارها از سه عدد سازه استفاده به عمل می آید

۴-۶ در مواردیکه دیوار جداکننده فقط تا ارتفاع سقف کاذب ادامه دارد بستگی به مورد هر یک از روش های زیر می تواند مورد استفاده قرار گیرد

الف) در فواصل ۲۰/۱ متر استدها تا سقف اصلی ادامه می یابد.

ب) در فواصل ۲۰/۱ متر دیوار با بازرو های ۴۵ درجه به سقف استراکچر متصل می گردد.

ج) دیوار به شکبه فلزی آویز از سقف استراکچر متصل می شود . نحوه اتصالات هر یک از روش های فوق را مهندس سازه تعیین می کند.

۴-۶ کلاف درها را قبل از ثابت نمودن سازه های کناری بصورت شاقول از دو طرف ثابت می نمایند از کلاف فلزی سه تکه می توانید بجای کلاف یک تکه استفاده کنید.

۵- نصب درای وال

۱-مجله داخلی گروه قطعات داخلی

۵-۲ پشت بندهای درخواستی طرح و یا بازشوهای لازم در دیوارها در نظر گرفته می شود.

۶- مشخصات پانل ها

۶-۱ ضخامت پانل های گچی باید ۱۲+ میلیمتر باشد.

۶-۲ در نحوه استفاده از پانلها مشخصات ارائه شده توسط تولید کننده رعایت گردد.

۷- پیچها

۷-۱ برای اتصال سازه به یکدیگر از پیچ خودکار سازه به سازه و در صورت عدم دسترسی از پرچ استفاده می شود

۷-۲ برای اتصال پانلها یک لایه از پیچ های مخصوص پانل به طول ۲۵ میلیمتر و برای اتصال پانلهای دولایه از پیچهای مخصوص به طول ۳۵ میلیمتر استفاده می شود

۸- طراحی پی

طراحی پی در این نوع سازه بعلت سبکی ساختمان در مقابل UPLIFT بایستی کنترل شود بطور کلی عملیات پی سازی بسیار ساده تر و کم حجم تر از پی سازی ساختمان های سنتی است در کشور ما که جزو مناطق زلزله خیز دنیا محسوب می شوداستفاده از این روش ساخت از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا وزن مرده ساختمان (deadload) کمتر از ۵۰ کیلوگرم در متر مربع می باشد که کمتر از ۱/۱ نیروی وارده در مقایسه با ساختمان موجود دارد نوسازی های بعداز زلزله با استفاده از این روش ساختمانی ضمن بر طرف نمودن خطرهای آتی از سرعت ساخت قابل توجهی نیز برخوردار است.

اشکال معمولی مقاطع شامل ناودانیها ، z ، نبشی ، HATSECTIOS و مقاطع T , I و دایره بطور کلی اجزاء سازه ای اندازه ۲ اینچ تا ۱۲ اینچ و ضخامت ۴/۰ میلیمتر تا ۶ میلیمتر ساخته می شوند و در مواردی تا ۱۸ اینچ و ضخامت یک دوم اینچ نیز ساخته شده اند.

۹- ظرفیت باربری و سختی

ظرفیت باربری و سختی این مقاطع از موضوعات اصلی مورد مطالعه این سیستم می باشد

این مقاطع برای ساختمان های تا ۴ طبقه مورد استفاده قرار می گیرند در ساختمان های بلندتر مقاطع اصلی فولاد گرم نورد شده استفاده می شود و مقاطع درجه دوم مانند تیرچه و پانلها از سیستم سرد استفاده می شود در این سیستم مقاطع به صورت اعضاء جداگانه و یا به صورت پانل و deck مورد استفاده قرار می گیرند.

در پوشش استفاده از سیستم پانل خرپایی مرکب acomposit truss – panel system معمول و اقتصادی می باشد که در اروپا به عمق ۲۰۰ میلیمتر به طور وسیع مورد استفاده است .

مقاطع سرد فرم داده شده (cold formed sections )به عنوان خرپا فریم فضایی ، قوسها و انبارهای کرکره ای مورد استفاده می باشند.

یک گام از ورق کرکره ای ۳۰ تا ۷۵ میلیمتر و ارتفاع آن ۵ تا ۲۵ میلیمتر می باشد ضخامت صفحات بین ۳/۰ تا ¾ میلیمتر متغیراست البته گام ۱۵۰ میلیمتر و عمق ۵۰ میلیمتر هم ساخته می شود پانل های ساخته شده از صفحات کرکره ای با عمق غیر معمول در حالات بدون فریم باربر مورد استفاده است.

متدهای فرم دادن به ورق ها به سه طریق می باشد

Press brake operation , bending brake operation , acold roll forming

۱۱- جوشکاری ورق های نازک

جوشکاری ورق های نازک شامل انواع زیر است:

Arewelds (groove welds ,arespot welds , fillet welds and flare groove weld)

مقاوت جان در انتها (نشیمن گاه) تحت عنوان webcripling یکی از محدودیتهای طراحی است که از استاندارد A.I.S.I شرطهای لازم و مقاومت های باربری مجازتعیین شده است.

۱۲ ضخامت ورق و محدودیتها

ضخامت ورق به تنهایی محدودیتی را بیان نمی کند بلکه نسبت پهنا به ضخامت w/t عامل محدودیتها می باشد و البته خستگی المان زیر بار نیز در این رابطه تاثیر گذار می باشد A.I.S.I بحث شده است

۱۳ طراحی پلاستیک

اعضای که نسبت پهنا به ضخامت آنها بزرگ می باشند قادر به توسعه در لوله های پلاستیک قبل از کمانش موضعی نخواهند بود برای نسبتهای بزرگ w/t طراحی پلاستیک ضرورت دارد تا ظرفیت غیر الاستیک رزرو تیرها را محاسبه نمود.

۱۴- روش محاسبه خطی خواص مقاطع

با توجه به یکنواختی ضخامت مقاطع دراین گونه سازه خواص مقاطع را می توان به صورت ساده شده خطی (میان تار مقطع) محاسبه و از ضخامت t صرف نظر نمود و در انتها t را وارد نمود (A=1.t , 1=1xt , ………………)

۱۵-***

۱- دفتر فنی گروه قطعات فولادی ایران

۲- استاندارد A.I.S.I

در موراد مربوط به کمانش انتخاب فلز با مقاومت بالا بی فایده است و بی سبب باعث بالا رفتن هزینه می شود چون کمانش ناشی از ارتفاع و یا کمانش موضعی به مقاومت بستگی ندارد بلکه جز مشخصه های هندسی است.

ورق گالوانیزه از ورق سیاه با پوشش محافظتی از فلز روی (GALVANIZED ) (Zn) ZINC – COATED که با مراحل گرمادهی انجام می شود HOT -DIP PROCESS مشخصات در استاندارد ASTM446-83 آمده است مشخصه های مهم شامل FY مقاومت کششی مدول الاستیسیته مشخصه های STRESS – STRAIN نرمی DUCTILITY جوش پذیری مقاومت FATIGUE بالاخره سختی TOUGHNESS و فرم پذیری و دوام و پایداری DURALILITY از مشخصه های مهم می باشد.مدل الاستیسیته E برای طراحی معمولاً نظر گرفته می شود فلز گرم نورد شده مقاومت کمانشی بیشتری نسبت به سرد نورد شده دارند (Eآنها بالاتر است)

۱۶ فرم منحنی خستگی

تغییر شکل نسبی برای فولاد نورد گرم معمولاً نیز (نقطه تسلیم مشخص است) و برای سرد نورد شده که حالت نرمی بیشتری دارد به صورت منحنی است که مدول آن را کمی کمتر از گرم نورد شده به حساب می آورند.

۱۷ نرمی یا DUCTILITY

فلزی را شامل می شود که تغییر شکل پلاستیک را بدون شکستن تحمل نماید که برای توزیع خستگی پلاستیک در اتصالات مورد توجه می باشد .

نرمی فلزبوسیله تست کششی یا تست خمش BEND و یا تست شیار NOTCHTEST اندازه گیری می شود.

قابلیت جوشکاری به ظرفیت فولاد جهت جوش پذیری در یک وضعیت مطلوب ماری از ترک و سلامتی اتصال بستگی دارد که این ظرفیت از طریق ترک شیمیایی فولاد تعیین می شود و یا تغییر نوع فولاد و مراحل اجزائی جوشکاری تغییر می نماید که جوشکاری سازه و صفحه فولادی (ANS/AWSD1.3) مراحل جوشکاری برای جوش قوسی (SMAW) (SMAT) SHIELDED METAL ARE WELCLING جوشکاری قوسی با گاز (SAW) ،(GMAW) ،(FCAW) راتوضیح می دهد.

۱۸ خستگی

جهت خستگی FATIGUE هیچ گونه پیش بینی خاصی در A.I.S.I ارائه نگردیده و در حال حاضر از استاندارد A.I.S.C که عمومیت دارد استفاده می شود برای این گونه سازه بهر حال این خستگی مهم است بستگی به سیکل یا تکرار بار گذاری دارد و خستگی مجاز از منحنی S-N (S ماکسیممخستگی و تعداد سیکل تا رسیدن به مرحله تخریب ) استفاده می شود خستگی FATIGUE در رابطه با کشش برای فولادهای مختلف از ۳۵/۰ تا ۶/. خستگی معمول کششی فولاد می باشد.

۱۹ خواصمکانیکال و اثر فرم دادن سرد به فلز

مقاومت تسلیم FY و مقاومت نهایی در قسمتهایی که تحت تاثیر نیروهای بالابرای فرم دادن قرار می گیرد مقاومت تسلیم افزایش می یابد مهمترین عوامل تاثیر نسبت R/T برای گوشه های نسبت FU/FY فلز مورد استفاده می باشد عوامل دیگر از قبیل نوع فولاد نوع خستگی (فشار یا کشش) و جهت خستگی نسبت به جهت عملیات فرم دادن عمود یا در جهت خستگی تاثیر گذار می باشند بطور کلی با افزایش تسلیم نرمی فلز کاهش می یابد فلز ترد و شکننده می شود.

۲۰- نتیجه گیری

۱-۲۰ مقاومت در برابر زلزله

نظربه اینکه کشورایران در زمره مناطق زلزله خیر جهان شناخته شده است ساختن پهنای “ساخت سریع ” با خطر نسبی بالا و شتاب طرح (A) 35/0 براساس آئین نامه ۲۸۰۰ ایران طراحی شده که از محاسبات عمده این سیستم محسوب می گردد در مقام مقایسه ساختمان “ساخت سریع ” با مشابه سنتی ارقام زیر نشان دهنده این واقعیت خواهند بود:

ساخت سریع سنتی درصدتفاوت

نیروی زلزله ۴۷تن ۱۱۸تن ۲۶۰%

۲-۲۰ سرعت در ساختمان

زمانی که سرعت در اجرای طرحها از اهمیت ویژه ای برخوردار است سیستم “ساخت سریع ” را می دهد که کارفرمایانی که بدنبال ، تکنیک ، کیفیت می باشد می باشند بتوانند در کوتاه ترین زمان ممکن نیازهای خود را برطرف نمود و زمان برگشت سرمایه خود را به حداقل برسانند مدت زمان ۱۱۴ روز کاری برای ۱۲۰۰ متر مربع یک بلوک چهار طبقه یک واقعیت اجتناب ناپذیر می باشد که دربرنامه زمان بندی پروژه به شرح آن خواهیم پرداخت .

۳-۲۰ عایق بودن

بهره گیری از عایق پولی اورتان (ساندویچ پانل) در جدارهای خارجی سیستم (کمترین قابلیت انتقال حرارت را نسبت به سایر عایق ها دارد) که عایق بسیار مناسبی در برابر گرما ، سرما، و صدا است از محاسن سیستم “ساخت سریع ” می باشد کاربرد این عایق در بناهای “ساخت سریع ” نه تنها جوابگوی شرایط متنوع جوی ایران است بلکه صرفه جویی چشم گیری در مصرف انرژی بدنبال خواهد داشت .

مزایا و محدودیت ها و قوانین لازم الاجرا:

مزایای این سیستم :

از دید مصرف کنندگانایمنی بالا در قبال آتش سوزی و زلزله – هزینه پایین نگهداری – عمرطولانی – عدم وجود ترکهای رایج روی سطوح نازک کاری

ازدیدسرمایه گذاران :

کیفیت برتر – سرعت بالا – بازگشت سرمایه سریعتر – اقتصادی تر – ارزش افزوده بیشتر در مقایسه با سایر روش ها – مصرف فولاد کمتر – مصرف سیمان کمتر – ریسک کمتر

از دید مهندسی:

انعطاف پذیری در طراحی سازه ومعماری – امکان استفاده در کنار سایر سیستم ها – سهولت در نصب و اجرای تاسیسات – امکان اجرای پروژه در کلیه فصول و در شرایط جوی مختلف – افزایش ایمنی و انضباط در کارگاه – نظارت کمتر – هزینه و زمان قابل پیش بینی – سرعت بالای اجرا – سهولت در مونتاژ و تفکیک ضایعات و پرت مصالح بسیار کم – حداقل خطای ساخت.

ازدید زلزله و نیروهای جانبی :

وزن کمتر ناشی از سازه سبکتر و استفاده از مصالح جدید – رفتار مناسب با توجه به شکل پذیری فولاد- اتصالات مکانیکی استاندارد – دیوارها و سقف های مهاربندی شده – اتصال مطمئن به فونداسیون.

سایر مزایا :

مقاومت در برابر شرایط بد جوی – دوام بالا در برابر خوردگی – کاهش استفاده از جرثقیل و ماشین آلات سنگین به لحاظ وزن سبک پانلها – قابلیت بازیافت کامل سازه و سایر قطعات ساختمان عدم توقف تولید کارخانه ای ایجاد محیط کارگاهی فاقد نخاله و بسیارتمیز ایجاد شرایط کاری مطلوب و با ضریب ایمنی بالا و صدور گواهینامه فنی درخاتمه پروژه

این سیستم چندین سال است که در آمریکا – اروپا – ژاپن و… مورداستفاده قرار گرفته است که اخیراً نیز به سایر سیستم های ساختانی درایران افزوده شده و تعدادی کارخانه درایران این مقاطع سرد را تولید و عرضه می کنند.

برخی از ضوابط آئین نامه ای این سازه ها به شرح زیر است:

۱- در مناطق با خطر نسبی کم ؛متوسط و زیاد (مطابق آئین نامه ۲۸۰۰ ایران (استفاده از این سیستم سازه ای به عنوان قاب ساختمانی ساده به همراه دیوار برشی بتن مسلح حداکثر در پنج طبقه یا ارتفاع ۱۸ متر از تراز پایه بلامانع است.

۲- استفاده از این سیستم درمناطق با خطر نسبی کم متوسط و زیاد مطابق آئین نامه ۲۸۰۰ ایران تا حداکثر دو طبقه یا ارتفاع ۲۰/۷ متر از تراز پایه با اجرای مهاربندی قطری بلامانع است.

۳- به کارگیری این سیستم در مناطق لرزه خیز با خطر نسبی بسیار زیاد ( مطابق ائین نامه ۲۸۰۰ ایران ) مجاز نیست.

۴- به کارگیری حداکثر دهانه ۵ متر و حداکثر ارتفاع ناخالص (با احتساب ضخامت سقف) ۳٫۶۰ متر برای هر طبقه دراین سیستم مجاز است.

۵- طراحی کلیه اجزاء و اتصالات براساس استاندارد های AISI و طرح سازه ای و لرزه ای آن براساس آئین نامه IBC2003 ASCE 7-05 و ویرایش های بعد از آن انجام گیرد.

۶- کنترل سازه در مقابل بارباد برمبنای مقررات ملی ساختمان ایران مبحث ششم و با در نظر گرفتن سیستم مقاوم در مقابل بارجانبی ناشی از زلزله که در بندهای ۱ و ۲ آورده شده است انجام شود.

۷- رعایت محدودیت حداکثر بارزنده و مرده به ترتیب ۲۵۰ کیلوگرم بر متر مربع و ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مربع برای سقف ها الزامی است.

۸- رعایت مشخصات فولاد سرد نورد شده براساس استاندارد ASTM الزامی است.

۹- رعایت ضوابط فصل ۲۱ آئین نامه ACI 318-05 ویرایش های پس از آن برای طراحی دیوارهای برشی بتن مسلح الزامی است

۱۰- تامین ضوابط دیافراگم صلب برای کلیه سقف ها الزامی است.

۱۱- کلیه اتصالات اعضای قائم به اعضای افقی می باید به گونه ای باشند که یک پارچگی اعضا در ارتفاع سازه تامین شود

۱۲- ضوابط مربوط به اجزاء اتصالی شامل پیچ خودکار پیچ و مهره می بایستی مطابق آئین نامه AISC و استاندارد AISI تامین شود.

۱۳- درصورت استفاده از اتصالات جوشی رعایت ضوابط و مقررات مربوط به جوشکاری اعضا سرد نورد شده مطابق استاندارد AISI و آئین نامه های AISC و AWS الزامی است.

۱۴- سقف سازه ای این سیستم متشکل از تیرچه فلزی و دال بتن مسلح فوقانی به صورت مقطع مرکب است که می باید بر مبنای ضوابط مقاطع مرکب آئین نامه و دال های بتن مسلح بر مبنای آئین نامه ACI شود.

۱۵- به کارگیری مصالح بنایی در دیوارهای خارجی و داخلی مجاز نیست حداکثر وزن متر مربع سطح دیوار تمام شده در جداکننده های داخلی نبایستی بیشتر از ۵۰ کیلوگرم بر متر مربع و در دیوارهای خارجی نبایستی بیشتر از ۱۰۰کیلوگرم بر مترمربع باشد.

۱۶-لازم است تمهیدات لازم به منظور عدم مشارکت پانل های غیر باربر و جداکننده ها در سختی جانبی سازه صورت پذیرد

۱۷- لازم است تمهیدات لازم متناسب با شرایط مختلف اقلیمی و محیط های خورنده ایران صورت پذیرد.

۱۸- کلیه مصالح و اجزاء دراین سیستم اعم از معماری و سازه ای از حیث دوام ، خوردگی ، زیست محیطی و غیره می بایستی بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران و یا آئین نامه های ملی یا معتر بین المللی شناخته شده و مورد تایید به کار گرفته شود.

۱۹- الزامات مربوط به انرژی باید مطابق مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان رعایت شود.

۲۰- درصورتی که عایق حرارتی به صورت پرکننده اجرا شود بایدنوع و ضخامت عایق مقاومت حرارتی موردنیاز را تامین کند

۲۱- به منظور کاهش اثر پل حرارتی لازم حد فاصل وادارها (stud) و لایه خارجی جداره با نوعی عایق حرارتی متراکم پر شود

۲۲- لازم است ملاحظات کامل هوابندی در جداره های داخلی و خارجی بازشو ها و هم چنین محل نصب اجزاء اتصالی نظیر پیچ و مهره باتوجه به اقلیم مورد نظر و نیز خطر میعان به عمل آید .

۲۳- رعایتمبحثسوممقرراتملیساختماندرخصوصحفاظتساختمانهادرمقابلحریقوهمچنینالزاماتنشریهشماره ۴۴۴ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت جداره ها در مقابل حریق با در نظرگرفتن ابعاد ساختمان کاربردی و وظیفه عملکردی اجزای ساختمانی الزامی است.

۲۴- صدابندیهوابرجداکنندهبینواحدهایمستقلوپیوستهخارجیساختمانوصدابندی سقف بین طبقات می بایست مطابق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان تامین شود.

۲۵- اخذ گواهی نامه فنی برای محصول تولیدی پس از راه اندازی خط تولید کارخانه از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن الزامی است.

مقایسه باسازه های مرسوم در حال اجرای فولادی و بتنی در ایران.

نحوه تعریف مقاطع در SAP,ETABS

چون درSAP,ETABS امکان تعریف بعضی از مقاطع دوبل مورد استفاده در سیستم LSF نیست و چون امکان تعریف خصوصیات هندسی واقعی مقطع براساس سرد نورد شده بودن آنها وجود ندارد به ناچار برای تعریف دقیق مصالح مورد استفاده می بایست از نرم افزار های جانبی برای مثال کمپانی CFS برای تعریف مقطع مورد نظر و دریافت مشخصات هندسی کاهش یافته مقطع با حساب خصوصیات مقاطع سرد نورد شده بادر نظر گرفتن ضوابط طول کمانشی و … که در آیین نامه AISI بطور مفصل برای اینگونه مقاطع امده است استفاده شود.

سپس شما با دریافت خصوصیات هندسی بدست آمده از این نرم افزار برای مقطع مورد نظر می تونید در SAP یا ETABS مقطع خود را با توجه به این خصوصیات هندسی بدست آمده به صورت GENERAL تعریف کنید بعد همانند سازه فولادی STEEL سازه را در نرم افزار مربوطه سه بعدی مدل و به صورت ASD یا LRFD طراحی کنیدبرای دریافت نسخه نرم افزار ۶٫۰٫۴ مربوطه به سال ۲۰۱۱ نرم افزار CFS می تونید به سایتزیر مراجعه کنید:

و با ارسال فرم مشخصات خود لینک دانلود نسخه free و البته محدود نرم افزار را دریافت کنید که در لینک زیر موجود می باشد:

http://www.rsgsoftware.com/

CFS Version 6.0.4 (3.6 MB) Download and install the CFS software at no charge and become more productive today! CFS will initially run in “light” mode , but if you decide purchase a license , activating the full version is easy.

The unlicensed light version of CFS is free, and may be sufficient for your use. But there are numerous additional features in the full licensed version if you decide to purchase it. You can get ordering information at:

The price for a personal license is US$595. Additional personal licenses

for other individuals with the same organization are US$295 each.

The price for shareable licenses are US$595 each plus US$80 per key. A

minimum of one key is required. If additional licenses are purchased at

a later date, they will require an additional key. And if you already

purchased a personal license for CFS Version 6.0, it may not be

converted to a shareable license.

طراحی چندین پروژه با استفاده از نرم افزارهای SAP2000 و ETABS2000

به منظور مشخص شدن تفاوت های سیستمLSF با سیستم های سنتی رایج در کشور در ساخت ساختمان های کوتاه مرتبه و میان مرتبه در این قسمت چندین پروژه ی مختلف با استفاده از سیستم سازه فولادی معمولی سازه ی بتنی و سیستم LSF طراحی شده و نتایج به دست آمده با یک دیگر مقایسه شده است پروژه های انجام شده شامل ۳ ساختمان دو طبقه سه طبقه و پنج طبقه است که با استفاده از هر سه روش طراحی شده و مقایسه : نسبتاً جامعی از نتایج به دست آمده ارائه شده است. در جدول (۱) مشخصات پروژه های طراحی شده ملاحظه می شود.

جدول ۱- مشخصات پروژه ها

مشخصات تعداد طبقات سیستم ساختمانی سیستم سازه سیستم مقاوم در برابرنیروهای جانبی سیستم سقف

جهتX جهتY جهتX جهتY

۲ فولادی قاب خمشی قاب ساده قاب خمشی متوسط قاب مهاربندی شده تیرچه بلوک

بتنی قاب خمشی قاب خمشی متوسط تیرچه بلوک

LSF قاب ساده سیستم مهاربندی کششی کامپوزیت

۳ فولادی قاب خمشی قاب ساده قاب خمشی متوسط قاب مهاربندی شده تیرچه بلوک

بتنی قاب خمشی قاب خمشی متوسط تیرچه بلوک

LSF قاب ساده سیستم مهاربندی کششی کامپوزیت

۵ فولادی قاب خمشی قاب ساده قاب خمشی متوسط قاب مهاربندی شده تیرچه بلوک

بتنی قاب خمشی قاب خمشی متوسط تیرچه بلوک

LSF قاب ساده سیستم مهاربندی کششی

طراحی ساختمان دو طبقه با استفاده از سیستم های فولادی ، بتنی و LSF

استفاده از سیستم LSF در ساخت انواع ساختمان های ۱ و ۲ طبقه مسکونی ویلایی اداری دفاتر تجاری کوچک آموزشی و واحدهای صنعتی به دلیل مزایای فراوان از جمله سبک بودن اقتصادی بودن مصرف کم مصالح ساختمانی ، افزایش فضای مفید داخلی ، عملکرد صوتی مطلوب و اتلاف کم انرژی در بسیاری از کشورهای دنیا مرسوم می باشد (۱۱) دراین بخش یک ساختمان مسکونی دو طبقه با مساحت زیربنای ۹۲ متر مربع در هر طبقه که در منطقه ای با خطر لرزه خیزی زیاد قرار دارد با استفاده از روش های مورد نظر در این مقاله طراحی شده و نتایج حاصل از روش های مختلف ساخت با یکدیگر مقایسه شده است در شکل (۴) تصاویر مربوطه به مدل سازه ای روش های مختلف مشاهده می شود.

نتایج بدست آمده از طراحی این پروژه در جدول شماره ۲ ارائه شده است لازم به ذکر است که در محاسبه ی مقادیر مندرج در جدول شماره ۲ مصالح به کار رفته در شالوده ی ساختمان نیز درنظر گرفته شده است همانطور که ملاحظه می شود استفاده از سیستم LSF منجر به کاهش قابل ملاحظه در وزن نیروی زلزله مصالح مصرفی و زمان صرف شده برای ساخت ساختمان شده است.

جدول ۲- نتایج به دست آمده از مقایسه ویژگی هایی سیستم LSF با سیستم ساختمان فولادی و بتنی

پارامترهای مهم سیستم lsf سیستم سازه فولادی سیستم سازه بتنی

جهتx جهتy

مقدارفولاد و آرماتور مصرفی(kg/m^2) 25.12 55 33.25

مقدار بتن مصرفی(kg/m^2) 240.4 546.5 1140.4

وزن اسکلت ساختمان (ton) 4.53 10.25 112.25

وزن کل ساختمان(ton) 86.4 209.18 317.6

برش پایه ساختمان در زلزله(ton) 16.1 24 26 36.2

بیشترین تغییر مکان مرکز جرم پشت بام (cm) 0.78 1.67 0.26 1.78

زمان صرف شده برای سفت کاری(day) 25 60 75

زمان صرف شده برای نازک کاری(day) 35 120 120

پرت مصالح(kg/m^2) 2 100 150

طراحی ساختمان سه طبقه با استفاده از سیستم های فولادی بتنی و LSF

از این بخش ساختمان مسکونی سه طبقه ای که دارای مساحت زیر بنای ۹۲ مترمربع در هر طبقه می باشد با استفاده از روش های یادشده طراحی شده که در شکل (۵) تصاویر مربوطه به مدل نرم افزاری هر یک از سیستم ها ارائه شده است.

انتخاب روش های مختلف برای اجرای این پروژه منجربه بروز نتایج متفاوتی می گردد که مهمترین این نتایج در جدول شماره ۳ ارائه شده است مانند پروژه قبلی مشاهده می شود که به کارگیری سیستم LSF در ساخت و سازهای کوتاه مرتبه منجر به صرفه جویی قابل ملاحظه در زمان و مصالح مصرف شده برای ساخت می گردد و به دلیل اتلاف بسیار کم مصالح مصرفی علاوه بر سازگاری مناسب با محیط زیست در حفظ سرمایه های ملی بسیار موثر خواهد بود.

جدول ۳- نتایج به دست آمده از مقایسه ویژگی هایی سیستم LSF با سیستم ساختمان فولادی و بتنی

پارامترهای مهم سیستم lsf سیستم سازه فولادی سیستم سازه بتنی

جهتx جهتy

مقدارفولاد و آرماتور مصرفی(kg/m^2) 25.74 60.25 33.25

مقدار بتن مصرفی(kg/m^2) 240.4 521.4 1140.4

وزن اسکلت ساختمان (ton) 6.96 16.3 16.4

وزن کل ساختمان(ton) 117.28 303.6 317.6

برش پایه ساختمان در زلزله(ton) 24.3 33.8 36.2 55.6

بیشترین تغییر مکان مرکز جرم پشت بام (cm) 2.33 3.18 1.78 3.3

زمان صرف شده برای سفت کاری(day) 25 75 75

زمان صرف شده برای نازک کاری(day) 35 120 120

پرت مصالح(kg/m^2) 2 100 150

نتایج ارائه شده در جدول شماره ۳ نشان می دهد وزن اسکلت سازه LSF نسبت به سازه فولادی در حدود ۴۰% و نسبت سازه بتنی در حدود ۹۵% سبک تر می باشد که این مسئله علاوه بر کاهش نیروهای لرزه ای سبب می شود آماده سازی و نصب اجزاء سیستم LSF به سادگی و بدون نیاز به استفاده از تجهیزات خاصی میسر گردد. در مقایسه با ساختمان فولادی معمولی استفاده از سیستم LSF مصرف فولاد و بتن مورد نیاز را به ترتیب در حدود ۵۵% و ۵۰% کاهش می دهد براساس نتایج موجود در جدول شماره ۳ سیستم LSF به دلیل مواجه شدن با نیروهای لرزه ای به مراتب کمتر نسبت به دیگر سیستم ها دارای عملکرد لرزه ای مناسبی می باشد.

طراحی ساختمان پنج طبقه با استفاده از سیستم های فولای و بتنی و LSF

۲-۳ طراحی ساختمان پنج طبقه با استفاده از سیستم های فولادی ،بتنی و LSF

با توجه به اینکه ساختمان های میان مرتبه بخش قابل توجهی از ساخت و ساز کشور را شامل می شوند به منظور روشن شدن مزایای استفاده از سیستم LSF در ساخت و سازهای میان مرتبه دراین بخش پروژه ای که مربوط به اجرای یک ساختمان ۵ طبقه مسکونی در منطقه ی با خطر لرزه ای زیاد می باشد با استفاده از سه روش گفته شده طراحی شده که مدل نرم افزاری مربوط به هر روش در شکل (۶) مشاهده می شود.

برای تامین پایداری سیستم LSF در برابر نیروهای جانبی از سیستم دیوار برشی بتنی استفاده شده است در جدول شماره ۴ نتایج حاصل از مقایسه سیستم LSF با سیستم های فولادی و بتنی ارائه شده است همانطور که ملاحظه می شود استفاده از سیستم LSF به جای ساختمان بتنی و فولادی نیروهای لرزه ای را به ترتیب ۴۰ % و ۳۰ % کاهش می دهد.

 

 

 

نتیجه گیری:

امروزه از فناوری های مختلف به منظور ایجاد آسایش و امنیت بیشتر و صرفه جویی در هزینه ها بخصوص در مصرف منابع انرژی بهره های فراوان برده می شود . از بررسی انجام شده در قسمت های قبل و مقایسه صورت گرفته بین سیستم LSF با دیگر سیستم ها نتایج زیر از این تحقیق به دست می آید:

– نیاز شدید به افزایش بهره وری در بخش ساختمان این واقعیت را آشکار کرده است که استفاده از سیستم های سنتی در امر ساخت و ساز جوابگوی نیاز جامعه نبوده و استفاده از فناوری در این بخش اجتناب ناپذیر می باشد روش های نوینی که در صنعت ساختمان مطرح است سیستم های ساختمانی با پتانسیل های تولید صنعتی و پیش ساختگی می باشد که نیاز های کمی و کیفی صنعت ساختمان سازی را می تواند براورده نماید. یکی از این سیستم ها سیستم قاب سبک فلزی می باشد که نه تنها امکان تولید صنعتی و پیش ساختگی آن وجود دارد بلکه بعلت سبک بودن سیستم در هنگام زمین لرزه آسیب پذیری ساختمان ها را به حداقل می رساند در این مقاله تلاش شده است نیاز کشور از نظر کمی و کیفی برای استفاده از فناوری در بخش ساختمان مورد بررسی قرار گیرد و همچنین مشخصات تئوری ، فنی ، ارزیابی کمی و کیفی سیستم قاب سبک فلزی برای افزایش بهره وری در صنعت ساختمان نیز عنوان گردد.

– استفاده از مقاطع سرد نورد شده فولادی مزایای به دنبال دارد که از مهمترین انها می توان به مواردی چون تولید راحت این مقاطع بدون نیاز به استفاده از عملیات حرارتی عدم وجود تنش های حرارتی پسماند در مقاطع ، امکان ایجاد مقاطع باشکل های متنوع و دلخواه جهت دستیابی به حداکثر بازده مقاومتی ممکن در مقطع ، سبک بودن ، مقاومت و سختی بالا دقت بالا در اجرای جزئیات و نصب سریع و آسان اشاره نمود

– باتوجه به نیاز روز افزون به ایجاد سازه های مورد نیاز با کاربری های گوناگون که دارای مقاومت و کیفیت مطلوب باشند لازم است از سیستم های نوین با قابلیت پیش ساختگی استفاده نمود که در این بین سیستم LSF به دلیل مزایای فراوان که در قسمت های قبلی به آن پرداخته شد دارای کاربردزیاد و موثری در انجام ساخت و سازهای سریع بدون ایجاد وقفه در کاربری های مختلف خواهد شد.

– نتایج نشان می دهند که میزان برش پایه در سیستم LSF در مقایسه با سیستم بتن مسلح ۵۵٫۵ درصد و در مقایسه با سیستم فلزی ۳۸٫۱ درصد کاهش می یابد میزان بیشترین تغییر مکان مرکز جرم پشت بام در سیستم LSF در مقایسه با سیستم بتن مسلح ۵۶٫۲ و در مقایسه با سیستم فلزی ۳۸٫۱درصد کاهش می یابد میزان وزن کل ساختمان در سیستم LSF در مقایسه با سیستم بتن مسلح ۷۲٫ درصد و در مقایسه با سیستم فلزی ۵۸٫۷ درصد کاهش می یابد میزان وزن اسکلت ساختمان در سیستم LSFدر مقایسه با سیستم بتن مسلح ۷۲٫۴ درصد و در مقایسه با سیستم فلزی ۵۵٫۸ درصد کاهش می یابد میزان مقدار بتن مصرفی در سیستم LSF در مقایسه با سیستم بتن مسلح ۷۸٫۹ درصد و درمقایسه با سیستم فلزی ۵۶٫۰ درصد کاهش می یابد میزان مقدار فولاد و آرماتور مصرفی در سیستم LSF در مقایسه با سیستم بتن مسلح ۲۴٫۵ درصد و درمقایسه با سیستم فلزی ۵۴٫۳ درصد کاهش می یابد.

تلاش در جهت ترویج بکارگیری این نوع ساخت و سازها می تواند راهکاری برای صنعتی کردن ساختمان سازی باشد و این تاثیر بسیاری در تقلیل مصرف ساختمانی و انرژی نیز می گذارد . صنعت ساختمان سازی کشور می باید توجه خاصی به این سیستم نمود و از پتانسیل های متعدد آن برای پاسخگویی به فن آوری مورد نیاز از آن جمله برای ساخت دیوارهای دو جداره بهره برداری مناسب بنماید.