سازه فولادی سبک (LSF) چیست و دلایل استفاده آن در کشورهای مختلف

از آن جایی که ایران بر روی کمربند زمین لرزه در جهان قرار دارد، لذا سبک کردن ساختمان ها با استفاده از روش های جدید از اهمیت خاصی برخوردار می باشد به همین دلیل از سازه فولادی سبک LSF استفاده می کنند که هدف اصلی استفاده از سازه های سبک فولادی ال اس اف در صنعت ساخت و ساز و کاهش وزن ساختمان ها است. این سازه یک سیستم پیش ساخته ساختمانی است که در بسیاری از نقاط جهان برای تولید انبوه مسکن به کار می رود.

سازه lsf در برابر رطوبت، حرارت و مهم تر از همه در برابر صدا عایق است به همین دلیل با سازه ال اس اف به احداث استودیوهای رادیویی و تلویزیونی می پردازند. این کار باعث می شود که کسانی که اطراف این استودیوهای رادیویی و تلویزیونی ساکن هستند دیگر از شرِ صدا داخل ساختمان ها خلاص شوند.

بنابراین  مهندسین عمران موفق که درصدد طراحی سازه فولادی هستند به طور کامل با مباحث ۲۲ گانه مقررات ملی ساختمان از جمله مبحث دهم آشنا هستند و در خصوص سازه های فولادی ظرافت بیشتری را به خرج می دهند. اگر می خواهید اطلاعات بیشتر در مورد طراحی سازه های فولادی کسب کنید با دانلود مبحث ۱۰ امکان پذیر است.

سازه فولادی سبک (LSF) چیست؟

سازه فولادی سبک LSF به صورت پیش ساخته است و در بیشتر کشورهای دنیا شناخته شده و کاربرد فراوانی دارد. این سازه مزایای قابل توجهی در ساخت و ساز ایجاد کرده است و به عنوان یک راه حل مناسب برای مشکل کمبود مسکن مورد توجه مسئولین قرار گرفته است. توجه به کیفیت ساخت،

افزایش دوام ساختمان و بهبود عملکرد در برابر زلزله تمایل به استفاده از سیستم های پیش ساخته در دنیا را افزایش داده است. به همین علت یکی از کتاب های پرطرفدار در زمینه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله با عنوان استاندارد ۲۸۰۰ در اختیار شماست و کافیست بر روی دانلود استاندارد ۲۸۰۰ کلیک کنید.

از سوی دیگر تلاش برای رفع کمبود مسکن در بیشتر کشورها، ضرورت استفاده از روش های پیشرفته تولید ساختمان به جای سیستم های سنتی را تبیین می نماید. استفاده از روش پیش ساخته برای تولید ساختمان باعث شده است مصالح پیشرفته جایگزین مصالح سنتی شوند.

امروزه متناسب با پیشرفت روش های جدید در ساخت ساختمان با بهره گیری از فناوری های پیشرفته مصالح ساختمانی جدید و باکیفیت بالا و بهره وری بسیار زیاد در مقایسه با مصالح سنتی تولید می شوند.

مزایای سازه فولادی سبک LSF

کمبود منابع مورد نیاز برای تأمین مصالح ساختمانی و صرفه جویی در مصرف مصالح در خانه های lsf و تمایل به استفاده از سازه فولادی سبک ال اس اف برای انجام ساخت وساز سریع را افزایش می دهد. از مهم ترین مواردی که تمایل به استفاده از سازه های سبک فولادی ال اس اف را افزایش می دهد شامل:

• محدود بودن منابع برای تأمین مصالح ساختمانی و ضروری بودن استفاده بهینه از مصالح؛ مقاطع جدار نازک سرد نورد شده نسبت به مقاطع گرم نورد شده دارای مقاومت بالایی برای وزن های بالا هستند و جایگزین کردن این مقاطع، با مقاطع فولادی سنگین باعث افزایش بهره وری در صنعت ساخت وساز می شود.
• افزایش قیمت مصالح در بیشتر نقاط دنیا یکی دیگر از مزایای استفاده از این سازه ها شده است. مقاطع سرد نورد شده به دلیل سادگی تولید و زمان کمتری که برای تولید آن ها به کاررفته می شود با قیمت مناسب تری در دسترس می باشند.
• زمان طولانی برای تولید مصالح ساختمانی؛ مقاطع سرد نورد شده نسبت به مقاطع گرم نورد شده یکی دیگر از مزایای سازه های فولادی سبک LSF است که در زمان کمتری تولید می شوند.
• مزایای زیاد این سیستم مانند پیش ساخته بودن، سرعت زیاد در اجرا، سازگاری مناسب با محیط زیست، مقاومت لرزه و اقتصادی بودن، استفاده از این سیستم را با استقبال زیادی مواجه کرده است.

نحوه اجرای سازه LSF

برای اجرای ساختمان پیش ساخته lsf مانند سایر سیستم های ساختمان سازی ابتدا طرح های معماری و سپس نقشه های اجرایی تهیه می شود و براساس آن سیستم اجرا می گردد.

مقایسه سازه فولادی سبک LSF با سیستم اسکلت فولادی و بتنی

 استفاده از سازه های فولادی سبک در ساخت ساختمان پیش ساخته lsf، ویلایی، اداری، دفاتر تجاری کوچک و آموزشی به دلیل مزایای بسیار مانند سبک بودن، اقتصادی بودن، مصرف کم مصالح ساختمانی، افزایش فضای مفید داخلی و اتلاف کم انرژی در بسیاری از کشورهای دنیا استفاده می شود.

تفاوت ساختمان پیش ساخته lsf با سیستم های اسکلت فولادی و بتنی در ساخت ساختمان های کوتاه است.

برای اجرای هر متر مربع از سازه LSF 300 کیلوگرم ماده اولیه نیاز دارد و ضایعات کمتر از ۲ تا ۳ کیلوگرم به جا خواهد ماند، اما در سیستم های سنتی بیش از ۱۰۰۰ کیلوگرم ماده اولیه نیاز دارد که حداقل ۱۰۰ کیلوگرم ضایعات غیر قابل بازیافت به جا خواهد ماند.

دلایل استفاده از سازه های فولادی سبک LSF در کشورهای مختلف

استفاده از سازه های فولادی سبک LSF به دلیل مزایای فراوان مانند سرعت، کیفیت ساخت و مقاومت در برابر زلزله در سال های اخیر در بسیاری از کشورهای دنیا رواج بسیاری دارد. سازه LSF از اعضای فولادی سرد نورد شده تولید می شود و از سال ۱۹۴۶ وارد صنعت ساختمان شده است اما به دلیل اقتصادی نبودن کاربرد زیادی نداشت.

از سال ۱۹۹۰ به دلایل بسیاری مانند افزایش قیمت چوب و محدود بودن منابع، مشکلات زیست محیطی، نیاز به تولید سریع مسکن و ضرورت استفاده از سازه های فولادی سبک LSF بیشتر شد. به طوری که امروزه این سیستم در آمریکا، کانادا، استرالیا، ژاپن و بسیاری از کشورهای دیگر برای احداث ساختمان های تجاری و مسکونی کوتاه کاربرد زیادی دارد. استفاده از سازه LSF در کشورهای گوناگون به شرح زیر است:

استفاده از سازه های سبک فولادی ال اس اف در آمریکا

در شمال آمریکا چوب برای قرن ها فراوان بود و دسترسی به آن ها آسان و قیمت آن نسبت به دیگر مصالح ساختمانی پایین بود. به همین دلیل برای ساخت و ساز به عنوان کاربردی ترین مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار می گرفت.

اما از سال ۱۹۳۰ با توجه به ملاحظات زیست محیطی باعث شد تحقیقات گسترده ای برای شناسایی مصالح ساختمانی مناسب برای جایگزین کردن با مصالح ساختمانی نامناسب انجام شود. این تحقیقات شروعی برای استفاده از قطعات CFS در صنعت ساختمان سازی در آمریکا گردید.

 از سال ۱۹۵۶ به دلیل پایین آمدن کیفیت چوب و ارزان شدن قیمت فولاد استفاده از سازه فولادی سبک LSF مورد توجه متخصصین و سازندگان ساختمان قرار گرفت، طوری که از قطعات سبک فولادی در ساخت دیوارهای جدا کننده و ساخت دیوارهای پیرامونی در ساختمان های بلند استفاده می شد.

مزایای استفاده از این روش مانند سازگاری با محیط زیست، کاهش میزان ضایعات ساختمانی، امکان استفاده دوباره از قطعات به کار رفته در ساخت و ساز و امکان بازیافت قطعات به کار رفته با هزینه مناسب، سرعت بالای ساخت و اقتصادی بودن، فولاد را به عنوان عنصر اصلی ساخت و ساز در آمریکا مطرح نمود طوری که امروزه سهم مهمی از ساختمان های مسکونی ساخته شده در آمریکا با استفاده از سازه سبک فولادی ال اس اف ساخته می شود.

 سازه های فولادی سبک LSF در انگلستان

در کشور انگلستان از سال ۱۹۳۰ به کارگیری فولاد در خانه های lsf طرف داران بسیاری داشت و از سال ۱۹۴۰ برای تأمین قطعات فولادی از مقاطع فولادی فرم داده شده در حالت سرد برای جایگزین کردن با قطعات فولادی گرم در ساختمان های صنعتی استفاده می شد.

امروزه حدود ۲۰ تن از سازندگان مطرح خانه های مسکونی در انگلستان برای ساخت خانه های یک و دو طبقه از سازه های فولادی سبک LSF استفاده می کنند. مهندسان عمران همواره در تلاش هستند تا آموزش های زیادی که در ارتباط با مقاومت در برابر زلزله و ایمنی های مربوطه به ساختمان سازی مشاهده می کنند، گام بزرگی در این صنعت ایجاد کنند.

 سازه های فولادی سبک LSF ژاپن

در کشور ژاپن قبل از جنگ جهانی اول معمولاً ساختمان های شهری از چوب ساخته می شدند. با شروع جنگ جهانی اول و آتش سوزی های گسترده در مناطق مسکونی، بخش وسیعی از این خانه ها در اثر آتش سوزی از بین رفتند. به همین دلیل برای جبران خسارات این جنگ نیاز به ساخت سریع منازل مسکونی بود.

در صورت بازسازی خانه های آسیب دیده با روش سنتی نیاز به زمانی در حدود ۱۵۰ سال برای تولید الوارهای چوبی جهت ساخت بود. دولت ژاپن برای رفع این مشکل دستور به ساخت و ساز و فعال کردن کارخانه های تولیدکننده مسکن داد و وزارت ساختمان را در این کشور تأسیس نمود. این وزارتخانه برای تأمین مسکن سیاست های جدیدی را برای طراحی و ساخت مسکن ارائه کرد. مانند استفاده از ساختمان پیش ساخته lsf با استفاده از مصالح ساختمانی غیر آتش زا، کوتاه کردن مدت زمان عملیات ساختمانی و تلاش برای محافظت از منابع چوب.

در نتیجه استفاده از سازه فولادی سبک LSF در بخش مسکن استفاده شد و صنعت فولاد ژاپن اقدام به ساخت قطعات فرم داده شده از ورق فولادی با ضخامت نازک برای جایگزین کردن با قطعات چوبی کرد و از سال ۱۹۵۰ استفاده از سازه LSF در ساخت و ساز مسکن ژاپن رایج شد.

کاربرد مقاطع نورد سرد شده و روش های تولید آن

استفاده از اعضای فولادی سرد نورد شده (Cold Formed Steel Structures) در سازه های ماشین آلات، سازه های فضایی، خطوط راه آهن، انواع تجهیزات، قفسه های انبار، ظروف حبوبات، برج های انتقال نیرو، دکل های انتقال نیرو و ساخت پل مورد استفاده قرار می گیرد.

استفاده از اعضای فولادی نورد سرد شده در ساختمان ها از دهه ۱۸۵۰ در کشورهای آمریکا و انگلستان آغاز شد. اما این اعضای فولادی در همان ابتدا به طور گسترده در ساختمان ها استفاده نمی شد. از سال ۱۹۴۶ استفاده ساختمان های فولادی با مقاطع جدار نازک نورد سرد شده در آمریکا شتاب بیشتری پیدا کرد.

اعضای سازه ای فولادی سرد نورد شده مزیت های زیر را در ساختمان ها ایجاد می کند:

• در مقایسه با مقاطع گرم نورد شده اعضای سبک سرد نورد شده می توانند برای بارگذاری های سبک تولید شوند.
• اشکال این مقاطع را می توان با استفاده از عملیات نورد سرد تولید و برای آن ها مقاومت نسبت به وزن دست یافت.
• مقاطع برای انبارکردن متراکم می شوند و حمل و نقل آسان و اقتصادی می شود.
• عرشه ها و پانل های باربر می توانند سطوح مناسبی برای ساخت کف ها، سقف ها و دیوارها فراهم کنند.
• عرشه ها و پانل های باربر نه تنها در برابر بارهای عمود به سطح مقاومت دارند بلکه می توانند به عنوان دیافراگم های برشی برای مقاومت در برابر نیروی داخل صفحه ای عمل کنند به شرطی که به خوبی به هم و به اعضای تکیه گاهی متصل باشند.

جمع بندی

پیشنهاد می کنیم برای کسب اطلاعات بیشتر درباره سازه فولادی سبک LSF به سایت رایان بوک که عرضه کننده انواع کتب تخصصی و دانشگاهی است مراجعه کنید.

سوالات متداول

کاربرد مقاطع نورد سرد شده چیست؟

استفاده از اعضای فولادی سرد نورد شده در سازه های ماشین آلات، سازه های فضایی، خطوط راه آهن، انواع تجهیزات، قفسه های انبار و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

سازه فولادی سبک (LSF) چیست؟

سازه فولادی سبک LSF به صورت پیش ساخته است و در بیشتر کشورهای دنیا شناخته شده و کاربرد فراوانی دارد. این سازه مزایای قابل توجهی در ساخت و ساز ایجاد کرده است. اطلاعات بیشتر در مقاله بیان شده است.