سازه lsf

ظهور سیستم قاب سبک فولادی به سال ۱۸۵۰ در ایالات متحده بازمی‌گردد؛ زمانی که مهندسان برای نخستین بار ایدهٔ جایگزینی چوب با فولاد را در قاب‌ بندی اجرا کردند. با این‌ حال، نبود استاندارد و ضعف فناوری تولید، سبب شد توسعهٔ جدی آن تا دههٔ ۱۹۶۰ به تأخیر بیفتد. در این دهه، با تدوین آیین‌ نامهٔ AISI و معرفی پوشش گالوانیزه، سازه LSF جهشی بزرگ در صنعت ساختمان رقم زد.

معرفی سازه lsf

سازه فولادی سبک یا LSF (Light Steel Frame) نوعی سیستم پیش‌ ساخته و مهندسی‌ شده است که بر پایه‌ی پروفیل‌های فولادی گالوانیزه‌ی نورد سرد ساخته می‌شود. اجزای این سازه با استفاده از دستگاه‌های تمام ‌اتوماتیک در کارخانه تولید و مطابق نقشه معماری شماره‌ گذاری می‌شوند، سپس در محل پروژه با پیچ‌های سرمته‌ای، بولت و جوش به‌راحتی نصب می‌گردند. سازه‌های LSF دارای مقاطع C، U و Z با عرض متغیر (۸۹ تا ۳۰۸ میلی‌متر) و ضخامت بین ۰.۶ تا ۲.۵ میلی‌ متر هستند. این سیستم به ‌دلیل وزن سبک، سرعت بالای اجرا، دقت بالا، قابلیت استفاده از انواع نما و عایق حرارتی–صوتی، جایگزینی عالی برای سازه‌های بتنی و فلزی سنتی به شمار می‌رود.

از مهم‌ترین مزایای سازه LSF می‌توان به مقاومت بالا در برابر زلزله، کاهش ۵۰ درصدی وزن سازه، اجرای سریع، امکان ساخت تا ۵ طبقه، و سازگاری با شرایط اقلیمی مختلف اشاره کرد. این روش که شباهت زیادی به سازه‌های چوبی دارد، به دلیل کاهش بار مرده ساختمان، ایمنی جانی ساکنین را در برابر بلایای طبیعی مانند زلزله و سیل افزایش می‌دهد. LSF برای ساخت ویلاها، ساختمان‌های مسکونی، اداری و حتی سازه‌های ترکیبی کاربرد دارد و با انواع نما مانند سنگ، آجر، چوب، آلومینیوم، کاشی و PVC سازگار است. همچنین از داخل نیز مانند دیوارهای سنتی قابلیت نصب رنگ، کاغذ دیواری و سایر پوشش‌های داخلی را دارد.

کاربرد سازه فولادی سبک ال اس اف

اين سيستم در انواع ساخت و سازها مانند:

• ویلاها, ساختمان‌های مسكونی و اداری تا دو طبقه, هتل‌ها و هتل آپارتمان‌ها
• مدارس و دانشگاه‌ها, رستوران‌ها ,كمپ‌های اقامتی و تفريحی و ...
• ساختمان‌های چند واحدی
• دفاتر و ساختمان‌های تجاری كوچک
• ساختمان‌های ورزشی و آموزشی
• واحدهای صنعتی
• احداث نيم طبقه در داخل بناهایی با ارتقاع زياد
• توسعه تعداد طبقات بر روی پشت بام ساختمان‌های موجود
• فضاهای كاربردی پيش ساخته مثل سرويس‌های بهداشتی به صورت System Box
• بازسازی مناطق آسيب ديده از بلایای طبیعی مانند زلزله، سیل، طوفان، رانش زمین و ...
• اسكان نيمه موقت آسي بديدگان از بلایای طبيعی (با توجه به سرعت احداث و هزينه پايين)
• احداث شهرك‌های مسكونی جديد (در قالب انبوه سازی)

مراحل اجرایی بخش های مختلف سازه فولادی سبک

• مرحله اول: طراحی مهندسی ‌شده

ابتدا پلان اوليه طبق نظر و درخواست كارفرما با توجه به ويلایی بودن (فلت،دوبلكس،تريبلكس) يا در چند طبقه (آپارتمانی) تهيه و سپس طرح معماری تهيه شده با نرم افزارهای كامپيوتری اسكلت اصلی ساختمان (سازه) شامل تمامی ديتیل‌ها و محاسبات كه شامل مقاومت‌های باد ،برف ،زلزله و بارهای مختلف (زنده ،مرده) و رعايت فواصل ستون‌های باربر از هم، ضخامت ، عرض و نوع ستون‌ها و تيرها تعريف و جانمايی می گردد.

در اين مرحله كه تمامی محاسبات با نرم افزارها و مطابق استانداردهای مشخص انجام شده، مسير انتقال تمامی تاسيسات مكانيكال (آب گرم و سرد) و برق نيز مشخص و در زمان توليد با دستگاه‌های مشخص پانچ و سوراخ می‌گردد. تمامی برش‌ها و جای پيچ‌ها (اتصاالت سازه ای) در اين مرحله طراحی و تعيين می‌شود.

• مرحله دوم: اجرای پی

شالوده معمول این سیستم به ‌صورت نواری یا گسترده است. برای زیرزمین از دیوارهای بتن مسلح استفاده می‌شود و اعضای فولادی هیچ‌گاه نباید با خاک تماس مستقیم داشته باشند.

• مرحله سوم: نصب اسکلت سازه

دیوارها: شامل دیوارهای باربر و غیرباربر هستند که یا در کارخانه به‌ صورت پانل پیش‌ ساخته تولید شده یا در محل پروژه مونتاژ می‌شوند. فضای داخلی دیوارها با بتن سبک یا فوم پر می‌شود.

سقف‌ها: از تيرچه، پروفیل‌های فولادی سرد نورد شده و پوشش‌هایی مانند صفحات چوبی یا سمنت بورد تشکیل می‌شود. امکان اجرای سقف‌های مرکب نیز وجود دارد.

• مرحله چهارم: پوشش دیوارها و کف

دیوار خارجی: با عایق‌های قوی مانند پشم سنگ، پلی‌ استایرن و پلی‌ اتیلن پوشیده می‌شود تا مانع اتلاف انرژی شود.

دیوار داخلی: از عایق پلی‌ استایرن و پوشش‌هایی مانند گچ‌ برد، سمنت بورد یا MDF استفاده می‌شود.

کف: قابل اجرا با سرامیک، پارکت، موکت یا سنگ گرانیت است.

• مرحله پنجم: تاسیسات الکتریکی و مکانیکی

مکانیکی: با استفاده از لوله‌های سوپرپایپ یا PVC و تجهیزات گرمایشی مانند پکیج یا تهویه مرکزی انجام می‌شود.

برق‌کشی: سیم‌کشی‌ها به‌راحتی از فضای خالی دیوارها و سقف کاذب عبور داده می‌شوند و تجهیزات کامل برق، تلفن و اینترنت نصب می‌گردند.

• مرحله ششم: نصب درب و پنجره

درب‌ها: از جنس UPVC، MDF، HDF یا آلومینیوم ضدحریق و ضدسرقت با چهارچوب فلزی–چوبی هستند.

پنجره‌ها: از نوع UPVC یا آلومینیومی با شیشه‌های تک یا دوجداره، متناسب با نیاز پروژه.

دیتیل نصب فایبر سمنت برد روی سازه lsf

نصب فایبر سمنت برد روی سازه‌های LSF، یکی از روش‌های رایج در ساخت و ساز خشک (Dry Construction) هست که به دلیل سرعت اجرا، مقاومت بالا، وزن کم و دوام فوق‌ العاده‌، طرفداران زیادی پیدا کرده است. در این بخش، به بررسی مراحل و دیتیل اجرایی نصب این پنل‌ها می‌پردازیم:

1. سازه LSF
   از پروفیل‌های فلزی برای ایجاد ساختار پایه استفاده می شود. این نوع سازه‌ها به دلیل سبکی و سرعت اجرای بالا، به طور گسترده در ساختمان‌های مدرن و سازه‌های خشک به کار می‌روند.
2. پشم سنگ با دانسیته 80
   پشم سنگ با دانسیته 80 بین پروفیل‌های سازه LSF قرار می گیرد. این لایه عایق، علاوه بر افزایش کیفیت حرارتی و صوتی، به استحکام و عمر مفید ساختمان نیز کمک می‌کند. این عایق به صورت یک لایه همگن در داخل فضای دیوار نصب شده و به خوبی در برابر انتقال حرارت و صدا عملکرد مطلوبی دارد.
3. لایه بخار بند تایوک
   در این دیتیل، لایه بخار بند تایوک به عنوان یک مانع برای جلوگیری از عبور بخار آب نصب می شود. این لایه به جلوگیری از نفوذ رطوبت و تشکیل قارچ و کپک کمک می‌کند و دوام سازه را افزایش می‌دهد.
4. فایبر سمنت برد با ضخامت 10 تا 12 میلی‌متر
   فایبر سمنت برد ماده‌ای مقاوم و سبک است که برای نمای خارجی و داخلی ساختمان استفاده می‌شود. ضخامت این پنل‌ها بین 10 تا 12 میلی‌ متر است، که موجب می‌شود این پنل‌ها هم از نظر وزن و هم از نظر مقاومت عملکرد خوبی داشته باشند.
5. پیچ‌های سرمته‌ دار مخصوص نصب فایبر سمنت برد
   پیچ‌های سرمته‌دار مخصوص به راحتی در فایبر سمنت بردها وارد می‌شوند و نصب پنل‌ها را آسان می‌کنند. این پیچ‌ها معمولاً از جنس ضد زنگ و مقاوم در برابر خوردگی هستند.

اجزای سازه lsf

سازه فولادی سبک از اجزای مختلفی تشکیل شده که عبارتند از:

• پوشش سقف (تیرچه سقف): این قسمت مسئول پشتیبانی از بارهای سقف است و در ساختار LSF نقش اساسی دارد.
• پروفیل‌های فلزی (پروفیل فولادی): این پروفیل‌ها ساختار اصلی و فریم‌های سازه را تشکیل می‌دهند.
• دیوارهای باربر داخلی (دیوار داخلی): این دیوارها به عنوان جداساز فضاها عمل می‌کنند و معمولاً از ورق‌های فلزی و پروفیل‌های فولادی ساخته می‌شوند.
• پوشش بیرونی دیوارها (پوشش دیوار خارجی): این پوشش‌ها معمولاً از ورق‌های فلزی و گاهی عایق‌های حرارتی و صوتی به‌کار رفته در دیوارها تشکیل می‌شوند.
• کلاف‌ بندی داخلی (کلاف داخلی): این بخش‌ها برای تقویت ساختار و جلوگیری از تغییر شکل در دیوارها و سقف‌ها استفاده می‌شود.
• کلاف‌بندی بیرونی (کلاف خارجی): مشابه به کلاف داخلی، اما برای تقویت دیوارهای خارجی.
• پله‌ها و راه‌پله‌ها: برای اتصال طبقات مختلف سازه از پله‌ها و راه‌پله‌های خاص استفاده می‌شود.
• سقف‌های شیب‌دار (پوشش سقف شیب‌دار): در سقف‌های شیب‌دار، قسمت‌هایی برای هدایت آب باران به بیرون در نظر گرفته شده است.
• تیرهای سقفی: این تیرها به عنوان پشتیبان اصلی در سقف عمل کرده و بارهای آن را تحمل می‌کنند.
• دیوارهای داخلی: این دیوارها به‌طور معمول به‌عنوان جداکننده‌های فضای داخلی در سازه‌های LSF به‌کار می‌روند.
• پوشش‌های ضد حریق: برخی از بخش‌های سازه ممکن است با پوشش‌های ضد حریق تقویت شوند.

این اجزا به‌طور کلی ساختار یک سازه LSF را تشکیل می‌دهند و هرکدام نقش مهمی در استحکام، ایمنی و عملکرد کلی سازه دارند.

مزایای سازه فولادی سبک LSF

1. سرعت اجرای بسیار بالا

   روش ال اس اف اين امكان را برای سرمايه گذاران فراهم می‌كند تا سرمايه آنها در كوتاه ترين زمان ممكن با بهترين كيفيت ساختمان سازی بازگردانده شود. به عنوان مثال برای احداث يک بنای 4 طبقه با مساحت 1000 متر مربع زير بنا تنها 114 روز كاری زمان نياز دارد. افزايش 8 الی 13 درصدی فضاهای مفيد داخلی در مقايسه با شيوه ی سنتی را در پی خواهد داشت.

2. كیفیت بالا و یكنواخت محصول نهایی

   به علت اينكه مقاطع سازه ای اين سيستم در كارخانه توليد و برش خورده و سپس توسط تكنسين های فنی اجرا می گردند, كيفيت محصول نهايی در مقايسه با ساخت و ساز سنتی بسيار بالاتر می باشد.

3. سبكی و در نتیجه كاهش نیروی زلزله وارد بر سازه

   وزن سازه ای اين سيستم حدودا %30-%25 سازه های معمول است در نتيجه به همين نسبت نيروی زلزله بسيار كمتری را به خود جذب می نمايد.

4. كیفیت بالای اجرای اتصالات

   بر خالف ساخت و سازهای سنتی كه در اغلب موارد كيفيت اجرای اتصالات پايين و منشاء بسياری از خرابي ها در زلزله می باشند, در اين سيستم اتصالات ساده و همانند ساير اجزای سازه دارای كيفيت اجرای بالایی می باشند.

5.  برخوردار از استانداردهای جهانی مصرف انرژی

   به لحاظ عايق بندی مناسب ديوارها در سيستم LSF درصد انتقال انرژی در اين ساختمان ها بسيار پايين تر از سازه های سنتی است و در دراز مدت منجر به صرفه جويی قابل توجه در هزينه گرمايش و سرمايش ساختمان می شود.

6. حمل و نقل آسان

   سبكی و ابعاد كوچک مقاطع, زمينه را برای حمل و نقل آسان حتی برای نقاط صعب العبور فراهم می كند.

7.  قابلیت بازیافت بخش عمده مصالح

   اغلب اجزای سازه ای و غير سازه ای در اين سيستم به صورت پيچی اجرا می شوند و بازيافت آنها به سهولت امكانپذير است. نزديک به 70 درصد مصالح قابليت تعويض شدن دارند.

8. مقاومت و دوام بالا در برابر شرایط محیطی نامطلوب

   به دليل گالوانيزه بودن كليه مقاطع, ساختمانهای ساخته شده با اين روش دارای مقاومت مناسب تری در برابر خوردگی و رطوبت بوده و در شرايط محيطی شمال و جنوب كشور دارای عمر مفيد بيشتری خواهند بود.

9. سهولت اجرای تاسیسات برقی و مكانیكی

   در روند شكل دهی و ساخت مقاطع فولادی جدار نازک, سوراخ هايی استاندارد در جان اين مقاطع پيش بينی می شود كه عبور سيم ها و لوله ها از داخل آنها باعث تسهيل در نصب سيستم های الكتريكی و لوله كشی ها در داخل ديوار می گردند.

معایب سازه lsf

سازه‌های lsf با وجود مزایای زیادی که دارند، معایبی نیز دارند که باید در نظر گرفته شوند. اولین و مهم‌ترین عیب این نوع سازه‌ها، حساسیت بالای آنها به شرایط محیطی مانند رطوبت و زنگ‌ زدگی است. اگر محافظت مناسب از فلزات به کار نرود، ممکن است با گذشت زمان دچار خوردگی شوند که بر استحکام و دوام سازه تأثیر منفی می‌گذارد.

• در ابعاد دهانه محدوديت وجود دارد.
• تعداد طبقات قابل ساخت با اين سيستم محدود است.
• به نيروd كار متخصص و خبره نياز دارد.
• تامين قطعات فلز گالوانيزه توليد شده در كارخانه هزينه نسبتا بالایی دارد.
• آسیب‌پذیری در برابر آتش
• محدودیت در طراحی‌های خاص

قیمت سازه lsf

قیمت سازه‌های LSF (Light Steel Frame) به عوامل مختلفی، از جمله:

• نوع و کیفیت مصالح
• اندازه و پیچیدگی پروژه
• موقعیت جغرافیایی
• هزینه‌های اجرایی

بستگی دارد. به طور کلی، سازه‌های LSF نسبت به سازه‌های بتنی یا فولادی سنتی هزینه‌های کمتری دارند، چرا که وزن سبک‌ تری دارند و نیاز به هزینه‌های کمتری برای حمل و نقل و نصب دارند. همچنین، سرعت نصب بالاتر و نیاز کمتر به نیروی انسانی نیز می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد. با این حال، انتخاب مواد و مشخصات فنی خاص می‌تواند بر قیمت نهایی تأثیرگذار باشد. به همین دلیل، برای تعیین قیمت دقیق‌تر، مشاوره با یک مهندس یا متخصص در این حوزه ضروری است.

نحوه ساخت و اجرای سازه LSF

برای اجرای این سازه ساختمانی نیز باید مطابق با دیگر ساختمان­‌های معمولی عمل کرد و تمامی تمهیدات لازم از جمله آزمایشات خاک، طرح‌­ها و نقشه­‌های معماری را صورت داد. به طور خلاصه اجرای سازه ال اس اف (LSF ) را می‌­توان در مراحل زیر خلاصه کرد:

•  پی و فونداسیون
•  اسکلت سازه شامل دیوار و سقف
•  پوششهای داخلی و خارجی سازه
•  تأسیسات برقی و مکانیکی
•  درب پنجره

سخن پایانی

يک ساختمان به مصالحی كه در ساخت آن بنا بكار رفته بستگی دارد. در اين روش از بهترين و با كيفيت ترين مصالح موجود كه به صورت صنعتی فرآوری می شوند، با بهره گيری از آخرين دستاورد های علمی صنعت ساختمان در جهان استفاده می گردد. عمر مفيد اين ساختمان ها كمتر از ساختمان های رايج نمی باشد و حداقل عمر مفيد اين نوع ساختمان ها 60 سال برآورد شده است.