مرکز سازه های قاب فلزی سبک LSF

برای تأمین مقاومت برشی ساختمان های قاب سبک فولادی LSF نسبت به نوع و شرایط طراحی، از انواع دیوار برشی می توان استفاده نمود. نوع دیوار برشی عمدتاً 4 عامل در نظر گرفته می شود:

1. شتاب مبنای طرح یا فشار باد و ضریب R_u

2. ارتفاع ساختمان و لنگر برشی و واژگونی

3. ضریب اهمیت ساختمان و امنیت سازه ای

4. تأمین طول دیوارهای مورد نیاز جهت مقاومت برشی

در سیستم سازه ای ساختمان سبک فولادی LSF از 6 نوع دیوار برشی شناخته شده می توان استفاده نمود که انتخاب نوع آن بستگی به نوع انتظارات طراحی دارد:

1. دیوار برشی صفحات سازه ای چوبی OSB

2. دیوار برشی صفحات سازه ای چوبی Plywood

3. دیوار برشی صفحات سازه ای ورق فولادی

4. دیوار برشی صفحات سازه ای آلومینیوم کربنات

5. دیوار برشی فولادی مقاوم شده

6. دیوار برشی بتنی

دیوار مهم ترین عنصر سیستم ساختمانی LSF به شمار می رود؛ به طوری که با طراحی و اجرای آن عمده مرحله ی ساختمان LSF انجام یافته است. به دلیل این که با طراحی و اجرای صحیح دیوارها، پایداری و ایستایی سازه تضمین می گردد و در غیر اینصورت هرچه قدر هم که ساختمان با رعایت موارد دیگر بنا شده باشد به دلیل این که ایستایی سازه ای لازم را ندارد ارزش ساختمانی نخواهد داشت.

در این بخش به روش اجرای دیوارها و مسائل و مواردی که باید در به هم بندی قطعات(Montage) و نصب (Assembly) دیوارهای LSF مورد توجه قرار گیرند و قواعدی که باید رعایت شوند عنوان می گردند.

 سیستم ساختمانی LSF دیوار به 2 روش ساختمانی ساخته می شود:

      1. دیوار به صورت ساخت درجا(Stick Built, On Site)

      2. دیوار به صورت پنل پیش ساخته (Precast, Prefabricated, Tilt-up, Panelized, Off Site)

در سیستم سازه LSF دیوار به 4 گونه تقسیم می گردند:

      1. پنل های قاب های باربر سازه ای(Structural Load bearing wall)

      2. پنل های قاب های باربر غیرسازه ای- میان قاب(Non-Structural Load bearing wall, Infill wall)

      3. پنل های غیرباربر غیرسازه ای- جداکننده(Non-Structural Non-Load bearing wall, Partition)

      4. دیوارهای پرده ای دیوار حایل- پوشش خارجی- برون قاب(Curtain wall)

نصب إستادهای قاب های LSF

 موارد و مقررات این بخش برای تأمین عملکرد بهینه و ایستایی سازه باید در زمان مونتاژ و اسمبلی دیوارها رعایت شوند.

إستاندارد LSSI CS - 200

 قاب های دیوارهای LSF به جهت ایجاد معابر دسترسی و تردد و نورگیری و تهویه و موارد دیگر دارای بازشوهایی هستند که موجب تحقق این موارد می گردد. محل این بازشوها در طراحی معماری و براساس ایده های طراحی و نیازهای معماری و یا اموری از قبیل تأسیسات و دیگر موارد موجب التزام مشخص و معین می گردند. جا نمایی این بازشوها در پلان معماری مشخص شده و در زمان طراحی دیوارهای LSF مورد توجه قرار می گیرند. برای ایجاد بازشوها در قاب دیوار LSF باید نکات مربوط به طراحی و ایجاد آن ها مورد توجه قرار گیرند.

 إستاندارد LSSI CS - 230

1. سقف ساختمان LSF بسته به نوع طراحی می تواند با روش های ذیل اجرا گردد:

    1. سقف با جویست گذاری این لاین با پوشش OSB یا Plywood

    2. سقف با پنل پیش ساخته LSF (متشکل از جویست قاب بندی شده مانند دیوارها) با پوشش OSB یاPlywood

    3. سقف با جویست این لاین یا قاب بندی شده با پوشش دک و بتن ریزی

    4. سقف دال بتنی یکپارچه پیش ساخته هالوکور (دال مجوف بتنی)

    5. سقف بدون استفاده از جویست با سیستم یکپارچه دک های اسلیم دک و کامفلور دک با بتن ریزی

2. برای مناطق با خطر لرزه پذیری زیاد و بسیار زیاد استفاده از سیستم جویست گذاری دارای توجیه فنی و اقتصادی نبوده و استفاده از گزینه های سقف های هالوکور و اسلیم دک بسیار فنی تر و به صرفه تر بوده و دارای پایداری و مقاومت در برابر نیروهای جانبی و انتقال دیافراگمی بهتری می باشند.

3. جداسازی طبقات و طراحی سقف بین طبقه در سازه های LSF به دو روش انجام می گیرد:

    1. سیستم سقف پلت فرم (Platform)

    2. سیستم سقف بالونی (Balloon)

4. تمام طبقات باید با میل مهارهای فولادی از میان قاب های طبقه ی بالا و پایین یا توسط براکت های فولادی مخصوص طبق استاندارد StrongTie از ناحیه ی بال إستادهای طبقات بالا و پایین به هم متصل باشند.

   بام و سقف ساختمان LSF به طور معمول نسبت به نوع و منظر طراحی می تواند با انعطاف پذیری معمارانه ی بسیار طراحی گردد.

از بام های مسطح تخت تا انواع بام های شیب دار و اتاقی را می توان در سیستم ساختمانی LSF طراحی و اجرا نمود. بر همین مبنا محدودیت های چندانی از این نظر بر ساختمان های LSF مترتب نمی باشد.

برای طراحی بام های LSF باید با دقت نظر ترکیب بارگذاری و بارهای ثقلی و جانبی وارد بر آن به عمل آمده و مورد ارزیابی دقیق قرار گیرند تا در پایداری و ایستایی سازه ای آن دچار نقصان نگردد. به ویژه در طراحی بام های شیب دار، اهمیت به نیروهای جانبی و بارهای به ویژه باد بسیار مهم می نماید.

************************

طراحی بام های شیب دار LSF با سه روش انجام می گیرد:

1. استفاده از مقطع جویست که اصطلاحاً رفتر (Rafter) نامیده می شود. معمولاً برای بام هایی که در مناطق با بار برف کمتر از 200 کیلوگرم و فشار باد کمتر از 900 پاسکال دارند از رفتر استفاده می کنند که در کاهش مصالح مؤثر می باشد.

2. با استفاده از خرپای شیب دار. خرپای شیب دار خود کمپوننت های مختلفی دارد و از مقاطع گوناگونی برای طراحی آن استفاده می شود. معمولاً این مقاطع بر اساس میزان بار وارده و دهانه های خرپا انتخاب می شوند. ساده ترین شکل خرپا با استفاده از مقاطع استاد و رانر است ولی مقطع Hat یک مقطع خوب و سبک و با مقاومت بهتر نسبت به رانر به عنوان های یال های افقی تحتانی و یال فوقانی خرپا عملکرد بهتری دارد و یال های عمودی و مورب از مقاطع C شکل مانند استاد استفاده می شود. برای دهانه های بلندتر مقاطع دیگری نیز وجود دارند که SpanChord نامیده می شوند. اسپن کوردها خود مقاطع گوناگونی برای پوشش های بلندتر دارند.

3. بام هایی با اتاق های زیرشیروانی که با استفاده از رفتر یا کمپوننت های خرپایی ساخته می شود. این بام ها بسته نوع طراحی می توانند ترکیبی از بام های تخت و شیب دار نیز باشند.

************************

طراحی بام های تخت LSF با چهار نوع روش انجام می گیرد:

1. با استفاده از مقطع C شکل (جویست Joist) به صورت تیرریزی بر روی محور استادهای دیوار. در این حالت جویست ها بر روی یک لبه روی دیوار قرار داده می شوند و بال تحتانی عملکرد کششی پیدا می کند.

2. با استفاده از خرپای تخت (Truss ) که بر روی محور استادهای دیوار قرار داده می شود. برخلاف خرپای شیب دار که با استفاده از انواع مقاطع C ، Z ،  SpanChord ، Hat طراحی می شوند، خرپای تخت تنها با استفاده از مقاطع استاد و رانر طراحی می شوند. معمولاً در شرایطی که بارگذاری برای جویست های C شکل پاسخگو نمی باشد از خرپای تخت برای دایفراگم برای بام نهایی یا بین طبقات استفاده می شود.

3. با استفاده از مقاطع عرشه های فلزی سازه ای (W-Deck) که بر اساس تولیدات و ابتکارات شرکت های ارائه دهنده مقاطع گوناگونی مانند SlimDeck ، Comflor Deck و... را شامل می شوند که مکانیزم عملکردی یکسان با ظرفیت های گوناگون خمشی را شامل می شوند. استفاده از این نوع مقاطع موجب می شود تا تیرریزی حذف شده و به جای آن مقاطع دک استفاده می شوند. دک ها بسته به نوع طراحی و انتظارات سازه ای با پوشش های خشک پیش ساخته مانند Plywood یا OSB یا پنل های ساندویجی پلی یورتان یا پنل های درای وال پوشیده می شوند و یا توسط دال بتنی با بتن ریزی سازه ای طراحی و اجرا می شوند. معمولاً در شرایط طراحی ساختمان در مناطق با لرزه خیزی بالا دک های سازه ای به دلیل صلبیت کامل دایفراگم عملکرد بهتری دارند.

4. با استفاده از دال های بتنی مجوف (Hollow Core Section) این نوع مقاطع بتنی برای استفاده به عنوان دال های پیش ساخته ی سقفی کاربرد بهتری دارند و به دلیل عملکرد بهتر برای طراحی ساختمان های LSF طبقاتی در مناطق با لرزه خیزی بالا از این نوع دال ها استفاده می شود.

ضوابط طراحی ساختمان های مدولار (Modular) بر اساس ضوابط طراحی ساختمان های قاب سبک فولادی یا مقاطع نورد سرد بوده و شامل 3 بخش عمده می باشد.

   1. قالب شکلی ساختمان

   2. سازه و اتصالات

   3. عایق کاری