سیستم ساختمانی قاب های سبک فولادی سرد نورد شده (LSF)
استفاده از اعضای فولاد سرد نوردشده از دهه 1850 میلادی آغاز گردید. ولی استفاده از آن تا انتشار اولین ضوابط انجمن امریکایی آهن در1946گسترش زیادی پیدا نکرد. اولین استاندارد طراحی بر مبنای تحقیقات انجام
یافته در دانشگاه کرنل سال 1939 و با پشتیبانی AISI تدوین گردید. امروزه بدلیل کیفیت مناسب ساخت و سرعت بالا و مقاومت بالا در برابر زلزله از آن در کشورهای انگلستان، امریکا، کانادا، استرالیا، ژاپن و... استفاده می کنند.
ساختمان های پیش ساخته فولادی سبک (Light Weight Steel Frame)به LSFموسوم بوده که بصورت خشک وعمدتا با استفاده از اتصالات پیچی بکار می روند.این ساختمان ها از 3جزءاصلی شامل:مقاطع متشکل از ورق های فولادی سرد نوردشده برای سازه،صفحات تخته گچی به عنوان پوشش رویه درونی ولایه عایق حرارتی وصوتی تشکیل می شوند. کاربرد این ساختمان ها به عنوان یک سیستم سازه ای مستقل و اکثرا درانبوه سازی ساختمان های دوطبقه، دفاتر و ساختمان های تجاری کوچک، واحدهای صنعتی و سالن های ورزشی یک طبقه است. یک سیستم سازه ای باربر ثقلی است که قابلیت ترکیب شدن با سیستم سازه ای دیگر، مانند دیوارهای بتن مسلح سازه ای را دارد. در ساختمان های کوتاه بصورت سیستم سازه ای مختلط بکار می رود. استفاده از اشکال مختلف آن طبق آیین نامه مجاز بوده است. مقاطع آن دارای ابعاد متنوع و محدوده تغییرات ضخامتی بین 2.5 تا 6/0 میلیمتر می باشند. اتصال LSF به شالوده به واسطه کلاف افقی با مقطع c، شکل می گیرد. اجزاء قائم به عنوان عضو باربر ستونی در بارهای ثقلی عمل می کند، برخی از این اعضا در دهانه مهاربندی جانبی سازه علاوه بر بار ثقلی، متحمل نیروهای ناشی از بار جانبی هم بوده که تحت نام وادار(stud) در سیستم معرفی شده اند. سقف این سازه ها متشکل از تیرچه های فلزی سردنوردشده است. تیرها و تیرچه ها عمدتا دارای مقاطع با اشکال cوz می باشند. پوشش سقف با دال بتنی در صورت یکپارچگی لازم بین بتن و پروفیل فولادی تیرچه، می تواند به عنوان سقف مرکب فلزی طراحی شود. LSF، بمنظور باربری جانبی سازه در امتداد اصلی متعامد، از دهانه های بار برجانبی استفاده می شود (Load Bearing Wall).
دهانه های باربر به 4روش ایجاد شده: سیستم دهانه های مهاربندی با اعضای قطری، سیستم دیوار برشی با ورق فولادی نازک، سیستم دیوار باربر با پوشش OSBو سیستم دیوار برشی بتن مسلح؛ که مهاربندی با اعضاء قطری برای ساختمان های تا 2طبقه مسکونی و سیستم باربر جانبی دیوار برشی بتن مسلح تا 4طبقه مسکونی مجاز است.
انتقال حرارتی کم، آن را برای استفاده دائم مانند: ساختمان های مسکونی با مشکلاتی روبرو می سازد ولی عملکردش برای استفاده های منقطع مناسب است. عملکرد صوتی دیوارها و سقف های ساخته شده درصورت رعایت تمهیدات پاسخ گوی انتظارات تعیین شده مقررات ملی ساختمان می باشد. مواد تشکیل دهنده LSF بار حریق ندارند و لیپروفیل های سرد نورد شده مقاومت کمی در برابر حریق دارند و بایستی بخوبی محافظت گردند، که یکی از دلایل کاربرد گچ به عنوان پوشش داخلی رسیدن به این هدف است.
از عمده مزایای LSF کاهش جرم ساختمان، کاهش هزینه در مصالح، نیروی انسانی و زمان احداث پروژه هاست. بکارگیری این روش در ساختمان های 5 طبقه کشور بارعایت تمهیدات خاص مقدور می باشد.
مزایای سازه های فولادی گالوانیزه سردنوردشده سبک:
سبکی
سادگی در پیش ساختگی وتولید انبوه
کیفیت یکنواخت
مقاومت وسختی بالا
عدم تاخیر ناشی از شرایط جوی در ساخت و نصب سازه
حمل ونقل اقتصادی
نصب سریع وآسان
دقت بالا در اجرای جزئیات
قابلیت بازیافت مصالح
عدم قابلیت اشتعال
مقاومت بالا در برابر پوسیدگی وحمله موریانه ها
عدم نیاز به قالب بندی
عدم وجود افت وخزش در دماهای محیطی
مراحل ساخت خانه های پیش ساخته:
نام مرحله
متریال مورد استفاده
اجرای فونداسیون شناژی
میلگردهای طولی و فونداسیون نواری با ابعاد پایین
اجرای اسکلت
فولاد گالوانیزه سرد نوردشدهLSF
اجرای پوشش سقف
پانل های سیمانی (Fiber cement board) + ترکیب با مصالح سنتی و کلاسیک
نصب پانل های پوشش خارجی
فایبرسمنت یا فوم بتن
نصب لایه عایق حرارتی، رطوبتی و صوتی
پشم سنگ، فوم پلی استایرن ضدحریق و پوشش نهایی مطابق روش کلاسیک
نصب پانل های پوشش داخلی
فایبرسمنت، گچ برگ
اجرای عملیات تاسیسات الکترونیکی و مکانیکی
کلیه تاسیسات این سیستم می تواند بصورت عبور از فضای خالی (داکت) قابل دسترسی باشد
نصب درب و پنجره
UPVC، آلومینیومی، چوبی و ...
عملیات نازک کاری
کلیه این عملیت مطابق با روش های معمول انجام شده
اجرای ساختمان های l.s.f
سیستم ساخت قاب سبک فولادی Lightweight Steel Framing که به اختصار LSF می نامند، یک سیستم ساختمانی است، که برای اجرای ساختمان های عمدتاً کوتاه مرتبه و میان مرتبه (حداکثر تا 5 طبقه) استفاده می شود و از سیستم های مورد تایید مهندسان عمران در کشورهای توسعه یافته و مدرن می باشد.
این سیستم که شباهت زیادی به روش های ساخت ساختمان های چوبی دارد، بر اساس کاربرد اجزایی به نام استاد (Stud) یا وادار و تراک (Track) یا رانر شکل گرفته است و از ترکیب نیمرخ های فولادی گالوانیزه سرد نورد شده، ساختار اصلی ساختمان برپا می شود.
مقاطع مورد استفاده در این سیستم U,C و Z است، 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 می شود. در صورتی که از مقاطع C شکل به عنوان تراک (رانر) استفاده شود، لازم است برش هایی در محل نصب استاد انجام گیرد.
این سیستم در اکثر موارد با سقف سبک و به صورت موردی با انواع دیگر سقف اجرا می شود. تیر و تیرچه های این نوع سقف های سبک، همانند استاد و تراک های دیوار ها است.
سقف نهایی معمولاً از نوع شیب دار و با استفاده از خرپاهای فلزی ساخته شده از پروفیل های سرد نورد شده در نظر گرفته می شود (شکل زیر). قسمت های دیگر ساختمان نیز با استفاده از پروفیل های سرد نورد شده اجرا می شوند و با انواع مختلف تخته (گچی، سیمانی، چوبی، ...) پوشیده می شوند.
جزییات سقف مستوی یا شیب دارپوشش نهایی این سیستم می تواند با انواع تخته های ساختمان از جمله تخته سیمانی، چوب، تخته گچی و یا مصالح بنایی، سفال و آردواز صورت گیرد.
بررسی نقاط قوت و ضعف سیستم قاب سبک فولادی
عوامل مربوط به هزینه
این سیستم ساخت، نیازمند نیروی انسانی ماهر، ولی به تعداد کم و در زمان کم است. لذا مجموعه هزینه نیروی انسانی در این سیستم، کمتر از روش های سنتی است. ابزار مورد استفاده نیز نسبتاً کم هزینه هستند، ولی هزینه های بالای تامین مصالح، به خصوص در دوره ای که رواج چندانی نیافته است، این سیستم را جزو سیستم های گران قیمت دسته بندی می کند. این سیستم نیاز به مخارج ادواری خاصی ندارد و هزینه تعمیرات احتمالی آن بسته به نوع خرابی، می تواند خیلی متفاوت باشد.