مرکز سازه های قاب فلزی سبک LSF

به اطلاع کارفرمایان، انبوه سازان و نظام مهندسی می رساند

در پی فجایع ساختمانی رخ داده در پروژه های پرند، پردیس، مهرآباد، نظرآباد، پردیسان، مرودشت، تیران، چادگان، جاجرم، ارومیه و دیگر پروژه های شخصی از سوی مدعیان سیستم LSF و به خطر افتادن جان و مال افراد بی گناه، هرگونه ادعایی در ارتباط با تخصص طراحی و اجرای سازه های LSF از سوی شرکت ها و مهندسین باید مورد استعلام و صحت و سقم آن مورد پی گیری قرار بگیرد. بدیهی است ساخت و سازهایی که دفترچه محاسبات و نقشه های آن ها مورد کنترل و بازبینی این مؤسسه واقع نگردند از اعتبار ساقط می باشند و در صورت بازرسی به دفترکل بازرسی و مدیریت عملکرد وزارت راه و شهرسازی و دادسرای منطقه گزارش خواهند گردید.

از آنجا که خدمات بازبینی و کنترل محاسبات و نقشه های اجرایی در این مؤسسه به طور رایگان انجام می گیرد، لذا قبل از اقدام به اجرا این مهم را مورد عنایت قرار داده و از مشکلات بعدی ممانعت به عمل آورند.

مدیرعامل مؤسسه تحقیقات و توسعه سازه های قاب فلزی سبک

ساختمان LSF نیز طبعاً مانند دیگر ساختمان های رایج نیاز به بسترسازی در خاک و محل ساختمان دارد.

1. فونداسیون ساختمان LSF می تواند به دو صورت پی نواری یا دال گسترده رادیه طراحی شود.

2. در موارد لازم فونداسیون باید به گونه ای طراحی گردد که از نفوذ گازهای خطرناک خاک مانند رادون ممانعت نماید.

3. برای بستر سازی زیر ساختمان های خاص یک طبقه که طراحی مدولار یا شبه مدولار دارند می توان از فولاد IP نیز استفاده نمود.

4. دیواره فونداسیون سازه های LSF از بتن، دیوار برشی، مصالح بنایی مانند بلوک های سیمانی که با بتن پر شده باشند یا ICF یا چوب های محافظت شده ساخته می شوند.

5. فونداسیون باید زیر کلیه ی دیوارهای باربر، ستون های نما، پایه ها، شومینه و دودکش های خارجی طراحی و اجرا گردد و بارهای وارده را به طور صحیح انتقال داده و توزیع کند. دیوارهای غیرباربر به فونداسیون نیازی ندارد و تنها اجرای یک شالوده کم عمق با بتن مگر جهت بسترسازی برای اتصال مناسب دیوارغیرباربر به محل نصب کفایت می کند.

6. شالوده فونداسیون دیوارهای جانبی(خارجی) ساختمان LSF با نمای فایبرسمنت برد یا دیگر گونه های نمای خشک و حداقل ظرفیت باربری خاک برابر با 0.75kg/cm² به عرض 256mm بوده و به ازای هر طبقه افزایش 107mm به عرض شالوده افزایش می یابد.

7. شالوده فونداسیون دیوارهای جانبی(خارجی) ساختمان LSF با نمای آجری یا سنتی و حداقل ظرفیت باربری خاک برابر با 0.75kg/cm² به عرض 318mm بوده و به ازای هر طبقه افزایش 119mm به عرض شالوده افزایش می یابد.

8. شالوده فونداسیون دیوارهای داخلی ساختمان LSF با دیواره های بتنی، بلوک های سیمانی یا ICF به عنوان تکیه گاه قاب های فلزی سبک LSF و ظرفیت باربری خاک برابر با 0.75kg/cm² به عرض 305mm بوده و به ازای هر طبقه افزایش 153mm به عرض شالوده افزایش می یابد.

9. شالوده فونداسیون دیوارهای داخلی ساختمان LSF با قاب فلزی سبک LSF به عنوان تکیه گاه قاب های فلزی سبک LSF و ظرفیت باربری خاک برابر با 0.75kg/cm² به عرض 203mm بوده و به ازای هر طبقه افزایش 152mm به عرض شالوده افزایش می یابد.

10. سازه LSF باید از تماس با بتن خیس فونداسیون محافظت شده باشد. استفاده از لایه پلی اتیلن یا دیگر ایزولاسیون ها مانند ایزوگام می تواند مانع از تماس باشد. این کار موجب می گردد در آینده نیز اگر بتن به هر دلیلی مرطوب شد اثر خورنده بر روی لایه ی محافظ زینک سازه LSF نداشته باشد.

11. پس از تعیین مقدار عرض شالوده می توان ضخامت شالوده را بر اساس مقدار بار وارده محاسبه نمود.

12. مقدار ضخامت شالوده هرگز نباید کمتر از عرض المانی که روی سازه نصب می گردد باشد. حداقل مقدار ضخامت شالوده 102mm می باشد.

13. مقاومت بتن شالوده و فونداسیون باید با آیین نامه بتن ایران و مبحث نهم سازگار باشد. حداقل مقاومت بتن شالوده و فونداسیون درسن 28 روزه باید 150kg/cm² باشد.

14. دیواره فونداسیون LSF باید در کنترل ترک، درزگیری و نما کاری، ضد رطوبت سازی، زهکشی سطح و فونداسیون، ضد آب کردن، کنترل گازهای خاک و خاک ریزی پشت کار پاسخ دهی مناسب داشته باشد.

15. سازه LSF باید توسط میل مهار إتصالی مناسب و مقاوم مطمئن به فونداسیون داشته باشد.

16. حداقل سایز قطر بولت های مهار باید 13mm باشد.

17. فاصله مرکز به مرکز بین بولت های مهار حداکثر باید 2400mm باشد.

18. جای گذاری بولت های مهار با سوراخ کاری بر روی فونداسیون و تزریق رزین های اپوکسی صورت می گیرد.

19. درصورت اجرای کف برای ساختمان، جهت عدم تداخل بولت ها با جویست ها می توان اولین بولت را با فاصله 150mm از إستاد قاب جای گذاری نمود.

20. به جای بولت های مهار می توان از براکت های مهار إتصال ریم جویست ها و إستادها به فونداسیون استفاده نمود. این براکت ها با حداقل 8 عدد پیچ 8# به ریم جویست یا إستاد إتصال می یابند.

21. پس از اجرای فونداسیون با دوباره نقشه های اجرایی را با فونداسیون مطابقت داده و اندازه ها را دوباره بررسی و چک نمود. در صورتی که در هر جا در اندازه ها تغییری مشاهده شود باید اندازه ها را بر اساس اندازه های فونداسیون تنظیم نموده و کات لیست ها را براساس ابعاد و اندازه های فونداسیون تهیه نمود.

 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)

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.

با پیشرفت سیستم های تکنولوژی تولید و طراحی سازه های سرد نورد، طبقات ساختمانی LSF با قطعیت برای 11 طبقه طراحی و ساخته شد.

شرکت های Howick و Pinnacle که تولید کننده ی مادر تخصصی ماشین آلات و دانش تولید سازه های سرد نورد هستند، به همراه گروه مهندسی DEM و SNA با رهبری آقای استفن نیپر Stephen Napper در تولید و ساخت ساختمان های بلند پیشگام هستند و نمونه های اجرایی موفقی را در امریکا به ثبت رسانده اند.

آپارتمان wellington در 11 طبقه، طبقه ی همکف بتن  سال 2012 تولید و اجرا توسط ماشین آلات شرکت Howick طراحی و محاسبات توسط گروه مهندسی DEM	آپارتمان beach road در 12 طبقه، دو طبقه اول بتن  سال 2012 تولید و اجرا توسط ماشین آلات شرکت Howick طراحی و محاسبات توسط گروه مهندسی DEM

شرکت Icarus با استفاده از سازه های سرد نورد یک هتل را با سیستم LSF طراحی و به مرحله ی ساخت رساند. این هتل در المپیک پارک لندن ساخته شده و برای بازی های سال 2012 به بهره برداری رسید.

تولید قطعات توسط ماشین آلات Howick انجام گرفته و طراحی آن توسط گروه طراحی تحت نظر آقای استفن نیپر Stephen Napper بوده است.

طبقه ی همکف از بتن ساخته شده و 7 طبقه LSF بر روی آن طراحی و ساخته شد. کف سازی هتل با استفاده از دک و بتن سبک انجام گرفت.

پیشرفته ترین ماشین تولید تمام اتوماتیک قطعات LSF با تکنولوژی CAD/CAM در شرکت PinnacleLGS طراحی و تولید شد تا ارتفاع ساختمان های LSF را به 10 طبقه تا 12 افزایش دهد. این محصول با نام سیستم PinnacleCAD X6 در سال 2012 به بازار معرفی گردید.

+ طراحی و تولید قطعات سازه ای برای یک تا 10 طبقه شامل دیوار، کف، سقف و خرپا + شامل نرم افزار طراحی، جزییات و پنلایز و مدل سازی و محسبات سازه ای + عملیات پانچ، سوراخ کاری و برش قطعات مطابق نقشه های طراحی شده + تولید مقاطع از 89 میلی متر الی 350 میلی متر + بال های 41 تا 75 میلی متر و لبه تا 15 میلی متر + از ضخامت 0.7 تا 3 میلی متر + سرعت تولید 480 تا 950 متر در ساعت + خط تولید بیش از 3000 متر در ساعت + طول  10080 میلی متر + عرض  1730 میلی متر