سیستم سازهای ال اس اف LSF (Light Steel Frame)؛ بررسی علمی، فنی و اجرایی قاب فولادی سبک
سیستم LSF یا قاب فولادی سبک یکی از روشهای نوین ساختمانسازی صنعتی است. در این مقاله به بررسی علمی، فنی، مزایا، معایب، آییننامهها و اجرای سازه LSF میپردازیم.
مقدمه
با رشد سریع جمعیت و توسعه شهرنشینی، نیاز به روشهای نوین، سریع، سبک و اقتصادی در صنعت ساختمان بیش از پیش احساس میشود. سیستم سازهای LSF (Light Steel Frame) بهعنوان یکی از روشهای مدرن ساختمانسازی صنعتی، پاسخی مناسب به این نیازها ارائه داده است. این سیستم با تکیه بر مقاطع فولادی سردنورد شده، وزن سازه را کاهش داده و در عین حال عملکرد سازهای مطلوبی بهویژه در برابر زلزله فراهم میکند.
سیستم (ال اس اف) چیست؟
سیستم LSF نوعی سیستم سازهای سبک است که از قابهای فولادی سردنورد شده (CFS) برای تحمل بارهای قائم و جانبی ساختمان استفاده میکند. اجزای این سیستم بهصورت صنعتی و پیشساخته تولید شده و در محل پروژه مونتاژ میشوند. استفاده از این روش موجب افزایش سرعت ساخت، کاهش هزینههای اجرایی و ارتقای کیفیت نهایی ساختمان میشود.
مصالح و اجزای اصلی سازه LSF
1. اجزای باربر قائم و افقی
اعضای اصلی سازه (ال اس اف) شامل مقاطع فولادی سردنورد شده مانند:
Stud (استاد) بهعنوان عضو قائم دیوار
Track (رانر) بهعنوان عضو افقی بالا و پایین دیوار
این مقاطع از ورقهای فولادی گالوانیزه با ضخامت کم و دقت ابعادی بالا ساخته میشوند.
2. پوششهای داخلی
پوشش داخلی دیوارها و سقفها معمولاً از پانلهای گچی (Drywall) تشکیل شده که ضمن کاهش وزن سازه، سرعت اجرا را نیز افزایش میدهد.
3. عایقهای حرارتی و صوتی
در فضای خالی دیوارها از عایقهایی نظیر پشم سنگ یا پشم شیشه استفاده میشود که نقش مؤثری در کاهش مصرف انرژی و بهبود عملکرد صوتی ساختمان دارند.
فولاد سردنورد شده (CFS) و ویژگیهای آن
فولاد سردنورد شده یا Cold Formed Steel فولادی است که بدون عملیات حرارتی و تنها از طریق شکلدهی سرد به مقاطع مختلف تبدیل میشود. از مهمترین ویژگیهای این نوع فولاد میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
مقاومت بالا نسبت به وزن
شکلپذیری مناسب
دقت ابعادی بالا
ضخامت معمول بین ۰٫۶ تا ۳ میلیمتر
تنوع زیاد در شکل مقطع
مزایای سیستم سازهای LSF
مزایای فنی و اجرایی
کاهش وزن سازه تا حدود ۶۰٪ نسبت به سیستمهای سنتی
افزایش سرعت اجرا
کاهش مصرف بتن و آب
نصب آسان تأسیسات
استفاده از پیچهای خودکار (Self Drilling)
قابلیت پیشساختگی و تولید انبوه
مزایای معماری
آزادی کامل در طراحی معماری
امکان ایجاد بازشوهای متنوع
قابلیت توسعه افقی و عمودی
امکان اجرای بالکن و فضاهای خاص معماری
مزایای زیستمحیطی
کاهش مصرف سیمان
قابلیت بازیافت کامل مصالح
کاهش ضایعات ساختمانی
سازگاری با اصول توسعه پایدار
در کنار مزایایی که برای این نوع سازه ساختمانی ذکر کردیم بد نیست نگاهی به محدودیتها و در واقع معایب این سازه نیز داشته باشیم:
١- برای استفاده از سازههای LSF شما به نیروهای متخصص نیاز دارید که هم از نظر علمی و هم از نظر عملی مهارت بسیار بالایی داشته باشند. در واقع هر پیمانکاری نمیتواند این سازه را در ساختمان شما مورد استفاده قرار دهد.
٢- اگر قرار است ساختمان شما بیش از ۵ طبقه داشته باشد محدودیتهایی برای استفاده از سازه ال اس اف به وجود میآید. در اغلب موارد مهندسین از شما میخواهند که برای ساختمانهای بیش از ۵ طبقه سازه LSF را کنار بگذارید. اما اگر اصرار دارید که حتماً این سازه استفاده شود باید پیش نیازهای آن به خوبی رعایت گردد که همین پیش نیازها هم مدت زمان کار را افزایش داده و هم باعث افزایش هزینهها میشود.
٣- اگر چه نصب سازههای LSF بسیار راحت است ولی اگر دقت کافی نداشته باشید و آسیبی به قطعهای از آن وارد گردد مجبور هستید دوباره برای سفارش سازه اقدام نمایید. همین موضوع در زمان حمل و نقل نیز صدق میکند. در واقع جابجایی سازه ال اس اف باید بسیار دقیق و ایمن انجام گیرد.
٤- همچنین فراموش نکنید که سازههای LSF در برابر انبساط و انقباض سر و صدا ایجاد میکنند بنابراین ممکن است هر از گاهی صداهایی را در ساختمان بشنوید.
عملکرد لرزهای سازه LSF
به دلیل وزن سبک، سازههای LSF نیروی زلزله کمتری جذب میکنند. همچنین رفتار یکپارچه قابها، درجه نامعینی بالا و شکلپذیری مناسب مقاطع فولادی سردنورد شده، این سیستم را به گزینهای مناسب برای مناطق با لرزهخیزی بالا تبدیل کرده است.
کاربردهای سیستم LSF
ساختمانهای مسکونی کمارتفاع و ویلاها
دفاتر اداری و تجاری کوچک
فضاهای آموزشی و ورزشی
اضافهطبقه روی ساختمانهای موجود
واحدهای صنعتی سبک
سرویسهای بهداشتی و فضاهای پیشساخته
مراحل اجرای سازه LSF
اجرای فونداسیون مشابه سایر سیستمها
نصب دیوارهای باربر و غیرباربر
اجرای بادبندها
اجرای سقف (معمولاً بهصورت خرپایی)
نصب پانلهای پوششی
اجرای نما و پوشش نهایی بام
اتصالات عمدتاً با پیچ و مهره انجام میشود و جوشکاری تنها در شرایط خاص مورد استفاده قرار میگیرد.
ضوابط آییننامهای و مقررات طراحی
بر اساس آییننامه ۲۸۰۰ و مقررات ملی ساختمان:
حداکثر ارتفاع مجاز: ۵ طبقه یا ۱۵ متر
حداکثر دهانه: ۶ متر
حداکثر ارتفاع ناخالص طبقه: ۳٫۶ متر
الزام تأمین دیافراگم صلب سقف
رعایت الزامات مبحث ۳ (حریق)، مبحث ۶ (باد) و مبحث ۱۹ (انرژی)
مقایسه اقتصادی سیستم LSF
بر اساس برآوردهای سال ۱۴۰۳:
هزینه ساخت سازه LSF: حدود ۸ میلیون تومان به ازای هر مترمربع
هزینه سازه اسکلت فولادی سنتی: حدود ۱۲ میلیون تومان به ازای هر مترمربع
این مقایسه نشاندهنده صرفه اقتصادی قابل توجه سیستم LSF است.
نتیجهگیری
سیستم سازهای LSF با برخورداری از وزن سبک، سرعت اجرای بالا، عملکرد لرزهای مناسب و سازگاری با محیطزیست، یکی از بهترین گزینهها برای ساختمانسازی مدرن بهویژه در مناطق زلزلهخیز محسوب میشود. توسعه استفاده از این سیستم میتواند نقش مؤثری در ارتقای کیفیت ساختوساز و کاهش هزینههای بلندمدت داشته باشد.
