پاورپوینت بررسی و تحلیل سیستم سازه ای LSF

فهرست مطالب
مقدمه
اجزای سیستم
روشهاي توليد در صنعت نوردسرد
تاریخچه LSF
مزاياي ويژه مقاطع سرد نورد شده
حفاظت از سازه هاي فولادي
برخی از خصوصیات LSF
1-انعطاف پذیری
2-بادوام
3-وزن سبك
4-قوی بودن مقاطع (Strong)
5- دارای ثبات در ابعاد
6-مقاوم در برابر آتش
7-مقاومت(Strength)
عناصر سیستم پیش ساخته فولادی سبک
 انواع سيستم هاي سازه ايدر ساختمان هاي  LSF
اتصال سقف به تيرچه
سيستم LSF دال بتن
روش ساخت سازه های LSF
مراحل ساخت
عناصر سیستم پیش ساخته فولادی سبک
 الف) اجزاء تشكيل دهنده ديوارها
ضخامت اجزا
مشکلات رطوبتی مرتبط:
مقاومت در برابر پوسیدگی و آفت زدگی
شکم دادگی
 سازه های احتراق ناپذیر:
کیفیت هوای داخل ساختمان:
 معرفی اجزا اصلي سيستم LSF به همراه نحوه ي اجراي هر قسمت
1-شالوده
2-ديوار
3- سیستم کف
4-سیستم بام
5-  عوامل مربوط به زمان
 اجزاء اسکلت بندی
1- Standard TrackSection
2-مقطع مرکب سازه
3-  Accessories
4-بغلبندی دیوارهای افقی
5-سخت کننده جان
6-نبشی بست ها
7-اتصال دهنده ها
 بررسي رفتار سيستم در برابر آتش
محافظت اين ساختارها در برابر آتش
1-نقاط ضعف سيستم از ديد انتقال حرارتي و روش هاي رفع آنها
2-افزايش ضخامت و در نتيجه مقاومت حرارتي عايق حرارتي
اجزای قاب سبک فولادی LSF
سازه هایLSF بصورت پانل تولید شده و اجزای هر پانل عبارتند از :
 Stud: اعضای قائم باربر
 Track : اعضای همبند قاب
 Joist: اعضای خمش سقف
 Flat Strap: اعضای باربر جانبی
مراحل طراحی و ساخت
نمونه های اجرایی در ایران
از پروژه های ساخته شده به روش قاب سبک فولادی :
مدرسه فردیس کرج
ساختمان دوبلکس شهر جدید پرند
ساختمان ویلایی اردبیل
نمونه اجرا شده در هشتمین نمایشگاه بین المللی تهران
ساختمان ویلایی یزد
اضافه اشکوب شهرداری
کتابخانه پارک پلیس
منابع
 
 
 
بخشی از مطلب
سیستم سازه های فولادی سبک (LSF و LSS)، یک سیستم سازه ای پیشرفته است که در انواع ساخت و سازها مانند ویلاها، خانه های ویلایی تک خانوار و چندخانوار ، ساختمانهای مسکونی، اداری و صنعتی یک، دو و سه طبقه، هتل ها و هتل آپارتمانها، ساختمانهای مدارس و دانشگاهی، رستورانها و .... دارای کاربرد می باشد.
سیستم سازه های فولادی سبک (LSFو LSS) یکی از مناسبترین سیستم های ساختمانی است که امروزه در جهان مورداستفاده قرار می گیرد. اصلی ترین عامل در سازه ای فولادی سبک، مقاطع فولادی جدار نازک (LGS) می باشد.
مقاطع فولادی جدار نازک، مقاطع فلزی سرد نورد شده ای می باشند که با استفاده از ورقهای فولادی نازک و با استفاده از روشRoll Forming  شکل دهی می شوند. داشتن ضخامت یکنواخت در عرض مقاطع و استفاده از روش Roll Forming برای ساخت آنهاست که باعث می گردد، تولید در حجم بسیار بالا و با کیفیت مناسب و یکنواخت انجام گیرد.
 
مقاطع فولادی جدار نازک ، سبک بوده و به راحتی قابل حمل می باشد.بخش های مختلف ساختمان را به راحتی می توان با این مقاطع مونتاژ نمود. این عوامل باعث می گردد که عملیات ساخت با این سیستم بسیار سریع باشد.
 
مزایای مقاطع فولادی جدار نازک:
اغلب مصالح مورد استفاده در سیستم سازه های فولادی سبک قابل بازیافت بوده و 100 درصد مصالح زاید که در طول ساخت سیستم ایجاد می گردد،قابل بازیافت می باشد.
 
مقاطع فولادی جدار نازک مقاطع بسیار مفاومی در مقابل خوردگی ،کج شدگی و ایجاد ترک می باشند.
 
مقاطع مورد نیاز برای ساخت ساختمان با سیستم (LSF)می توانند با طول های دقیق مورد نیاز سفارش داده شوند یه این کار باعث می گردد حجم عملیات و تعداد کارگر مورد نیاز در محل سایت کاهش یافته و نیز پرت مصالح نیز به حداقل ممکن برسد.مصالح مورد نیاز برای ساخت این سیستم حداقل 67 درصد سبک تر از مصالح مرسوم در ساخت و ساز می باشد.جهت گیری کنونی سازه های فولادی سبک به سمت تکنیک پانل های پیش ساخته (Panelization)است که در این روش دیوارهای ساختمان در محل کارخانه و تحت شرایط کنترل شده مونتاژشده و سپس به محل سایت جهت نصب منتقل می گردند. این روش باعث بالا رفتن سرعت نصب این سیستم در محل کارگاه می گردد.پروسه شکل دهی و ساخت مقاطع فولادی جدار نازک یک سری سوراخ های استاندارد درون این مقاطع ایجاد می نمایند که عبور دادن سیم ها و لوله ها از داخل این سوراخ ها باعث تسهیل در نصب سیستم های الکتریکی و لوله کشی ها در داخل دیوار می گردند. این سیستم نسبت به بقیه مصالح مزیت های بالاتری دارد.
 
برخی از این مزایا به شرح زیر است:
 
انعطاف پذیری:
این مقاطع می توانند به صورت اعضای تکی و یا به صورت پانل های آماده شده در کارخانه،به سایت منتقل گردند.تنوع ضخامت و ابعاد مقاطع جدار نازک امکان انعطاف پذیری زیادی را در مرحله طراحی ایجاد می نمایند.به عنوان نمونه در طراحی یک سیستم خاص که ارتفاع تیرچه ها باید محدود باشد،بدون اینکه لازم شود فواصل المانهای کف و یا دیوار را تغییر داد،می توان باتغییر ضخامت مقطع جدار نازک ،این محدودیت را برآورده نمود.
 
بادوام بودن:
در مقاطع فولادی جدار نازک جمع شدگی و تغییر شکل و کج شدگی مقطع وجود نداشته و لذا مشکلات ایجاد شده برای پانلهای چوبی و پانل های گچی متصل شده  به این اجزای فلزی نیز به حداقل ممکن کاهش خواهد یافت. همچنین فلز یک ماده غیر اورگانیک بوده و بنابراین در مقابل رطوبت و هجوم حشرات مقاوم است و چرخش ،کج شدگی ،جداشدگی،ترک و خزش در آن ایجاد نخواهد شد.
 
وزن سبک:
مقاطع فولادی جدار نازک به دلیل سبک بودن به راحتی قابل حمل و جابجایی در محل کارگاه بوده و لذا هزینه مربوط به کارگر را کاهش می دهد.
 
قوی بودن مقاطع:
این مقاطع و سیستم سازه ای به راحتی می توانند بالاترین نیروهای زلزله وباد را تحمل نمایند.
 
ثبات در ابعاد:
به دلیل این که فلز ماده ای است که در مقایسه با مصالح ارگانیک،در مراحل پروسه مختلف شکل      می گیرد،بنابراین مقاطع کاملا صاف،و هم شکل بوده و دارای کیفیت یکسانی می باشند.
 
مقاوم در برابر آتش:
مقاطع فولادی،مصالح غیر قابل اشتعال می باشند. این مصالح نمی سوزند و باعث گسترش حریق در فضاهای مختلف ساختمان نمی گردند. بنابراین مالکان می توانند هزینه بیمه کمتری را برای بیمه نمودن ساختمان در برابر آتش بپردازند.
 
مقاومت:
مقاطع فولادی جدار نازک سرد نورد شده، در مقایسه با دیگر مصالح ساختمانی دارای بالاترین نسبت مقاومت به وزن می باشند.
 
مزایای سیستم LSF در ساخت و ساز:
 
1- برای طراحان:
 
انعطاف در طراحی:
وجود تنوع زیاد در شکل مقاطع فولادی جدار نازک و اجزایی که برای تکمیل این سیستم ساختمانی تولید می گردد،امکانات نامحدودی را برای طراح جهت ارائه ایده های مختلف طراحی ایجاد
 
می نماید.لذا طراح می تواند از این سیستم در انواع پروژه های ساختمانی با کاربری های متنوع ،بدون نیاز به تولید مقاطع و مصالح خاص ، استفاده نماید
 
تنوع در مصالح نما:
سطوح بیرونی ساختمان باسیستم LSF،می تواند با انواع مصالح نمایی که معمار پروژه می خواهد،پوشش داده شود.از نماهای قابل استفاده می توان به مصالح بنایی وآجر،انواع سنگ های نما،نماهای آلمینیومی، نماهای چوبی ، مصالح سرامیکی،نمای PVCو... اشاره نمود.در سطوح داخلی ساختمان، پانل های گچی(Gypsum Wallboard) مستقیما بر روی المانهای فولادی جدار نازک دیوار متصل می گردند.
 
برآورده نمودن الزامات استانداردهای مربوط به عملکرد ساختمان:
سیستم سازه های فولادی سبک(LSF)به راحتی می تواند بالاترین ضوابط استانداردهای مربوط به طراحی سازه،انرژی،مقاومت در برابر آتش و عملکرد صوتی را برآورده نماید.
 
سیستم ساختمان مدرن:
سیستم LSF یک سیستم ساختمانی کاملا سازگار با مدرن ترین سیستم های ساختمان سازی در دنیا      می باشد.
 
2- برای سازندگان:
 
سرعت در اجرای سیستم:
 
سیستم LSF یک سیستم سریع وآسان است و بدون استفاده از نیروهای کاری با تخصص بالا قابل اجرا می باشد.به دلیل سبک بودن وزن اجرای سازه های فولادی سبک نسبت به مصالح مرسوم دیگر،المان ها به راحتی قابل حمل و نصب بوده،درنتیجه سرعت کار بسیار بالاست. به طور معمول در سیستم های متداول یک تیم باتجربه چهارنفره قادرهستند تمام دیوارهای یک خانه سه اتاق خوابه را در یک روز نصب نمایند. این سرعت باعث می گردد که زمان اتمام پروژه به حداقل ممکن برسد.
 
زمان توقف کم:
به دلیل این که این سیستم قابلیت نصب در تمام شرایط جوی مانند هوای خشک و سرمای شدید را دارا می باشد و از طرفی زمان اندکی را برای نصب در کاگاه نیاز دارد،لذا به طور معمول می توان در تمام فصول سال و در تمام شرایط جوی این سیستم ساختمانی را نصب نمود.
 
فعالیت های موازی و بدون وقفه در بخش های دیگر ساختمان:
به دلیل این که سیستم سازه ای ساختمان و پوشش خارجی آن بسیار سریع نصب می گردد،لذا بقیه   فعالیت های ساختمان مانند تاسیسات مکانیکی و برقی و نازک کاری سطوح داخلی،می توانند به طور مستقل و به موازات تکمیل شدن نمای بیرون انجام گیرند.
 
سهولت در نصب سیستم های تاسیساتی:
کلیه کابل های برق ،لوله های آب و داکت های تاسیساتی می توانند قبل از نصب پانلهای گچی سطوح داخلی به راحتی در فضای خالی موجود در داخل دیوارها اجرا گردند.
 
نیاز کم به تجهیزات:
به دلیل این که قطعات ساختمانی سیستم LSF در قطعات سبک و قابل حمل توسط افراد،به کارگاه منتقل می گردد،لذا برای جابجایی و نصب این سیستم، نیازبه ماشین آلات خاص نمی باشد.تجهیزات مورد نیاز برای نصب این سیستم محدود به یک سری تجهیزات پایه ای قابل حمل است.
 
نیاز به فضای کم کارگاهی:
به دلیل تحویل قطعات ساختمانی در زمان مقرر مورد نیاز و نیز آماده بودن اغلب  قطعات برای نصب ، فضای بسیار محدودی برای نگهداری قطعات نیاز بوده و اتلاف مصالح نیز،حداقل ممکن میباشد.بنابراین اجرای سیستم در سایتهای کوچک و محدود به راحتی انجام می گیرد.
 
ایمنی در محل کارگاه:
بدلیل سبک بودن قطعات ، نیاز به  تجهیزات وماشین آلات خاص نبوده و سطح مورد نیاز برای کار نیز فضای محدودی می خواهد  لذا  باعث می شود تا امنیت افراد و کارکنان به طور کامل در کارگاه تامین می باشد.
 
کاهش هزینه ها:
علاوه برمزیت های فوق که باعث کاهش هزینه های اجرا می گردد، به دلیل عملکرد حرارتی خوب    سیستم LSF حجم موتورخانه و ظرفیت سیستم گرمایش و سرمایش کم شده و باعث کاهش در     هزینه های سیستم های تاسیساتی می گردد.
 
3-برای ساکنین:
 
هزینه های بهره برداری کمتر:
سیستمLSF هزینه های بهره برداری کمتری را به ساکنین تحمیل خواهد کرد. به دلیل دوام بالای مصالح و نیز عملکرد حرارتی خوب این سیستم ، ساکنین هزینه کمتری را برای تعمیرات و نیزسرمایش  گرمایش و محیط ساختمان پرداخت خواهند نمود.
 
عملکرد صوتی خوب:
عایق های صوتی موجود در سیستمLSF ، باعث کاهش شدت ضربات (Sound Impact)  شده و نیز عایق های صوتی تعبیه شده در فضاهای داخلی دیوار باعث کاهش صوت منتقل شده در فضاهای داخلی ساختمان می گردند. در این سیستم فضاهای داخلی ساختمان دارای آرامش و راحتی بالایی می باشند.
 
سلامت محیط زیستک:
به دلیل سازگار بودن مصالح مورد استفاده دراین سیستم با محیط زیست انسانی،  و بی اثر بودن مصالح، هیچ گونه بخارات سمی در محیط وجود نخواهد داشت. با کنترل و مسدود نمودن روزنه های ورود هوا، در این سیستم کیفیت هوای داخلی ساختمان قابل کنترل و مطبوع می باشد. مشکلاتی مانند جمع شدگی، کپک زدگی بر روی اجزای دیوارها،در این سیستم وجود نخواهد داشت.
 
عدم اشتعال:
تمام مصالحی که در سیستم ساختمانی LSF مورد استفاده قرار می گیرد قابل اشتعال نبوده و دارای مقاومت بالا در برابر آتش می باشد. سیستم های ساختمانی LSF کلیه ضوابط استانداردهای معتبر را در زمینه عملکرد آتش برآورد نموده و تائیدیه های لازم دراین زمینه را دارا می باشند.
 
مقاوم در برابر زلزله و طوفان های شدید:
تجربه های قبلی در طوفان ها و زلزله های گذشته نشان می دهد که سازه هایFSL،دارای عملکرد بهتری در برابر بارهای زلزله و طوفان نسبت به سیستم های ساختمانی دیگر می باشند. به دلیل سبک بودن این سیستم ساختمانی، نیروی زلزله کمتری به آن اعمال می گردد.
 
4-برای محیط زیست:
 
قابل بازیافت بودن اتلاف مصالح:
در هنگام ساخت ساختمان با سیستم LSF،کمترین اتلاف در مصالح وجود دارد و در انتهای عمر مفید ساختمان نیز، مصالح به کار برده شده در این سیستم قابل بازیافت می باشند.
 
ترافیک و حمل و نقل کمتر:
بدلیل استفاده از مصالح پیش ساخته در این سیستم و کوتاه بودن زمان نصب آن،ترافیک و حمل و نقل کمتری در محل ساخت پروژه ایجاد خواهد شد.
 
الزامات طراحی و اجرا این برای سیستم ساختمانی قاب های سبک فولادی سرد نورد شده (LSF)
 
 
1ـ در مناطق با خطر نسبی کم، متوسط و زیاد (مطابق آئین نامه 2800 ایران) استفاده از این سیستم سازه ای به عنوان قاب ساختمانی ساده به همراه دیوار برشی بتن آرمه حداکثر در پنج طبقه یا ارتفاع 18 متر از ترازپایه بلا مانع است.
2ـ استفاده از این سیستم در مناطق با خطر نسبی کم،متوسط و زیاد(مطابق آئین نامه 2800 ایران)تا حداکثر دو طبقه یا ارتفاع 20/7 متر از تراز پایه،با اجرای مهار بندی قطری بلا مانع است.
3ـ بکارگیری این سیستم در مناطق لرزه خیز با خطر نسبی بسیار زیاد 0مطابق آئین نامه 2800 ایران) مجاز نمی باشد.
4ـ بکارگیری حداکثر دهانه 5 متر و حداکثر ارتفاع ناخالص(با احتساب ضخامت سقف)60/3 متر برای هر طبقه در این سیستم مجاز می باشد.
5ـ طراحی کلیه اجزاء و اتصالات بر اساس استانداردAISI و طرح سازه ای و لرزه ای آن بر اساس آئین نامه های 7ـ2005ASCE ، 2003 IBC و ویرایش های بعد از آن انجام گیرد.
6ـ کنترل سازه در مقابل بارباد بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران مبحث ششم و با در نظر گرفتن سیستم مقاوم در مقابل بار جانبی باشی از زلزله که در بندهای 1و2 آورده شده است انجام گردد.
7ـ رعایت محدودیت حداکثربار زنده و مرده به ترتیب 250 کیلوگرم بر متر مربع و350 کیلوگرم بر متر مربع برای سقف ها الزامی است.
8ـ رعایت مشخصات فولاد سرد نورد شده بر اساس استاندارد ASTM  الزامی است.
9ـ رعایت ضوابط فصل 21 آئین نامه 05ـ318 ACI  و ویرایش های پس از آن برای طراحی دیوارهای برشی بتن آرمه الزامی است.
10ـ تامین ضوابط دیافراگم صلب برای کلیه سقف ها الزامی است.
11ـکلیه اتصالات اعضاء قائم به اعضاء‌ افقی می بایستی به گونه ای باشد که یکپارچگی اعضاء در ارتفاع سازه تامین گردد.
12ـ ضوابط مربوط به اجزاء اتصالی شامل پیچ خودکار،پیچ و مهره می بایستی مطابق آئین نامهAISC و استاندارد AISI تامین گردد.
13ـ در صورت استفاده از اتصالات جوشی ،اعایت ضوابط و مقررات مربوط به جوشکاری اعضاء سرد نورد شده مطابق استندارد AISIوآئین نامه های AWS وaisc الزامی است.
14ـ سقف سازه ای این سیستم متشکل از تیرچه فلزی و دال بتن آرمه فوقانی به صورت مقطع مرکب می باشد که می بایستی بر مبنای ضوابط مقاطع مرکب مطابق آئین نهمه AISC و دال های بتن آرمه بر مبنای آئین نامهACI تامین گردد.
15ـ بکارگیری مصالح بنائی خارجی و داخلی مجاز نمی باشد.حداکثر وزن متر مربع سطح دیوار تمام شده در جدا کننده های داخلی نبایستی بیشتر از 50 کیلو گرم بر متر مربع و در دیوارهای خارجی نبایستی بیشتر از 100 کیلوگرم بر متر مربع باشد.
16ـ لازم است تمهیدات لازم جهت عدم مشارکت پانل های غیر باربر و جدا کننده ها در سختی جانبی سازه صورت پذیرد.
17ـ لازم است تمهیدات لازم متناسب با شرایط مختلف اقلیمی و محیط های خورنده ایران صورت پذیرد.
18 – کلیه مصالح و اجزاء در این 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 معتبر بین المللی شناخته شده و مورد تایید بکار گرفته شود . در غیر این صورت اخذ تاییدیه فنی در این خصوص از مراجع ذیصلاح الزامی است .
19 – الزامات مربوط به انرژی باید مطابق مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان رعایت گردد .
20 – در صورتی که عایق حرارتی به صورت پر کننده اجرا شود ، باید نوع و ضخامت عایق ، مقاومت حرارتی مورد نیاز را تامین نماید .
21 – به منظور کاهش اثر پل حرارتی ، لازم است حد فاصل ستونک ها (( Stud و لایه خارجی جدار ه با نوعی عایق حرارتی متراکم پر گردد .
22 – لازم است ملاحظات کامل هوابندی در جداره های داخلی و خارجی ، بازشوها و خمچنین محل نصب اجزاء اتصالی نظیر پیچ و مهره ، با توجه به اقلیم مورد نظر و نیز خطر میعان به عمل آید .
23 – رعایت مبحث سوم مقررات ملی ساختمان در خصوص حفاظت ساختمان ها در مقابل حریق و همچنین الزامات نشریه شماره 444 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت جداره ها در مقابل حریق بادر نظر گرفتن ابعاد ساختمان ، کاربری و وظیفه عملکردی اجزاء ساختمانی الزامی است.
24 – صدابندی هوابرد جداکننده های بین واحد های مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات می بایست مطابق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان تامین گردد .
25 – چنانچه مجموعه ضوابط ، دستورالعمل و یا آیین نامه در خصوص این سیستم توسط این مرکز انتشار یابد ، شرکت های تولید کننده ، کارفرمایان ، مشاوران و پیمانکاران ملزم به رعایت آن می باشد .