سازه‌های سبک فولادی چیست؟
سازه‌های LSF سازه‌های سبک وزنی هستند که از فولاد سبک ساخته شده‌اند که باعث کاهش وزن پی و افزایش ارتفاع ساختمان می‌شوند. این سازه‌ها مقرون به صرفه هستند و به راحتی در کنار ساختمان‌های قدیمی قرار می‌گیرند و با هر نوع متریال و دکوراسیونی مطابقت دارند.
روش‌های نوین ساخت و ساز سال‌هاست که در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد و با آزمایش‌های فنی و تجربیات قابل قبول جایگاه خود را تقویت کرده است. به ویژه با توجه به بلایا و حوادث طبیعی از یک سو و ضرورت‌های اقتصادی از سوی دیگر، صنعت مسکن به سمت استفاده هر چه بیشتر از این گونه مصالح با هدف سبک سازی، سرعت بخشیدن و صرفه جویی در مصرف انرژی حرکت کرده است.
در مناطقی که زلزله خیز هستند، سبک سازی ساختمان به روش‌های جدید بسیار مهم است. سازه LSF یک سیستم ساختمانی پیش ساخته است که در دو دهه اخیر در بسیاری از نقاط جهان برای تولید انبوه مسکن مورد استفاده قرار گرفته است. ساختار LSF از مقاطع فولادی جدار نازک تشکیل شده است. این مقاطع با نورد سرد بر روی یک ورق فلزی نازک ساخته می‌شوند.
ساختار سازه‌های سبک فولادی (LSF)
سازه LSF سازه‌ای پیش ساخته و سبک است که در کارخانه بر اساس نقشه معماری ساختمان ساخته شده و سپس با استفاده از پیچ، پیچ و مهره و سایر اتصالات در محل ساختمان نصب می‌شود. از منظر بررسی مصالح به کار رفته در ساخت ساختمان، از مصالح سازه‌ای در شکل‌گیری سازه LSF استفاده شده و اعضا و مقاطع سازه‌ای، مقاطع مرکب، اتصالات و متعلقات آن را تشکیل می‌دهند. سازه سبک LSF که شباهت زیادی به روش‌های ساخت ساختمان‌های چوبی دارد، بر اساس استفاده از اجزایی به نام‌های «Stud» و «Track» یا «Runner» شکل گرفته و سازه اصلی ساختمان از ترکیب آن ساخته شده است. پروفیل‌های فولادی گالوانیزه نورد سرد. مقاطع مورد استفاده در سازه فولادی سبک U، C و Z می‌باشد که معمولاً توسط اتصالات سرد به یکدیگر متصل می‌شوند.
انواع سازه‌های LSF با استفاده از مقاطع فولادی جدار نازک به نام LGS تولید می‌شوند. این مقاطع اساساً محصولات فولادی نورد سرد هستند که از ورق‌های گالوانیزه با عرض پروفیل متغیر معمولاً ۸۹ تا ۳۰۸ میلی‌متر و همچنین ضخامت‌های ۰.۶ تا ۲.۵ میلی‌متر (بسته به طراحی و محاسبات انجام شده) و به عنوان جایگزین فلز تولید می‌شوند. سازه‌ها یا بتن موجود یا هر نوع بافر دیگری که در ساخت و ساز استفاده می‌شود. میزان روکش روی آن و درجه مقاومت آن باید مطابق با استانداردهای مربوطه باشد.
مزایای استفاده از سازه های LFS
اسکلت فلزی سبک مزایای عالی را برای پروژه‌های ساختمانی مختلف ارائه می‌دهد. سازه ی فلزی سبک چندین مزیت را برای ساختمان‌ها و شرکت‌های ساختمانی فراهم می‌کند، از مقرون به صرفه بودن تا تطبیق پذیری می‌توان از آن برای کاربردهای مختلف استفاده کرد و مزایای ساخت سریع، دوام و حتی یک روش ساختمانی سازگار با محیط زیست را ارائه می‌دهد. اسکلت فولادی سبک برای حمل و نقل به سایت‌های ساختمانی راحت‌تر است. در ادامه تعدادی از ویژگی‌های سازه های سبک فولادی ذکر شده است.
مقرون به صرفه
یافتن راه‌هایی برای کاهش هزینه‌ها در صنعت ساخت و ساز بسیار مهم است. راه حل‌های مقرون به صرفه باید کیفیت خوبی را هم ارائه دهند. سازه‌های فولادی سبک برای این کار ایده آل هستند، مواد و روش ساخت مقرون به صرفه و در عین حال اطمینان از اینکه محصول نهایی از کیفیت عالی برخوردار است، کاهش زمان ساخت، استفاده از سازه‌های اسکلت فلزی را مقرون به صرفه‌تر می‌کند.
ماندگاری
دوام یکی دیگر از مزایای عالی ساخت قاب فولادی است. فولاد بسیار بادوام است و مطمئنا برای مدت طولانی دوام می‌آورد. علاوه بر این، با وجود دوام آن، بسیار سبک‌تر از چوب است. دوام فولاد به این معنی است که نیاز به نگهداری بسیار کمی دارد که باعث کاهش هزینه برای صاحبان ساختمان می‌شود. همچنین به ساختمان‌ها کمک می‌کند تا در برابر بادهای شدید و سایر شرایط نامطلوب از جمله آتش سوزی و حتی زلزله مقاومت کنند. همچنین در برابر پوسیدگی و آفات مقاوم است.
تطبیق پذیری
فولاد را می‌توان به هر شکلی قالب گیری کرد و به روش‌های مختلف در ساخت و ساز استفاده کرد. به دلیل دوام آن برای هر نوع ساختمانی مناسب است و می‌توان از آن برای ساخت هر چیزی از ساختمان‌های خانگی گرفته تا آشیانه‌های هوایی استفاده کرد. ساخت اسکلت فولادی سبک را می‌توان برای منازل مسکونی و ساختمان‌های تجاری یا صنعتی استفاده کرد و نه تنها ساخت ساختمان‌های جدید بلکه اصلاح ساختمان‌های موجود را نیز آسان می‌کند.
دوستی با محیط زیست
ساختمان‌های اسکلت فلزی سبک سنج نیز گزینه ای سازگار با محیط زیست هستند. فولاد بازیافتی ترین محصول جهان است و مصرف انرژی و انتشار CO2 در صنعت فولاد در چند دهه اخیر کاهش یافته است. ساختمان های فولادی نیز می توانند بهره وری انرژی عالی را ارائه دهند، به ویژه هنگامی که با راه حل های دیگر ترکیب شوند. اتصالات بدون هوا بین قطعات فولادی یک پاکت کاملاً مهر و موم شده برای ساختمان ایجاد می کند.
مقایسه سازه فولادی سبک و بتن مسلح
شرایط آب و هوایی
در یک سایت ساخت و ساز که روش ساخت فولاد سبک وزن به عنوان گزینه اصلی طراحی اتخاذ می‌شود، شرایط آب و هوایی هیچ تاثیری بر فعالیت‌های ساخت و ساز ایجاد نمی‌کند. از سوی دیگر، در سایتی که از روش ساخت بتن مسلح استفاده می‌شود، شرایط آب و هوایی بر فعالیت‌های ساختمانی تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، در کشورهای بسیار گرم مانند عربستان سعودی، ریختن بتن برای ساخت بتن مسلح در محل در شب انجام می‌شود تا از تبخیر ناگهانی آب جلوگیری شود. تا همین اواخر، در ترکیه، بیشتر سایت‌های ساخت و ساز بتن آرمه در محل در مقیاس بزرگ از ابتدای دسامبر تا مارس تعطیل می‌شدند تا از تأخیر در فعالیت‌های ساخت‌وساز به دلیل شرایط بد جوی جلوگیری شود. به این ترتیب پیمانکاران امیدوار بودند تا از تأخیر فعالیت‌های ساخت و ساز بر اساس هزینه‌های اضافی خلاص شوند.
نصب و راه اندازی
نصب و راه اندازی امور مربوط به لوله کشی و برقی مرتبط مانند گرمایش، سرمایش، برق و آب برای سازه بتنی مستلزم شکستن دیواره بتنی (ستون، تیر و غیره) است. با این حال، هنگامی که با ساخت و ساز فولادی سبک وزن کار می‌شود، حفره‌ها و فضاهای مورد نیاز برای کارهای لوله کشی، الکتریکی لازم را می‌توان در طول فرآیند ساخت عناصر سازه‌ای انجام داد. این نیز می‌تواند به عنوان یکی دیگر از پارامترهای کاهش هزینه برای ساخت و ساز فولادی سبک در مقایسه با ساخت و ساز بتن مسلح به دلیل کاهش نیروی انسانی و مدت زمان ساخت و همچنین کاهش مزاحمت‌های احتمالی برای محیط زیست که به دلیل اجرای کارهای شکستگی و تعمیر ایجاد می‌شود، در نظر گرفته شود.
همچنین از طریق تجربه و مشاهدات نسبتا قابل توجه است که ابعاد قاب پنجره و درب برای سازه های بتن به اندازه ساختار فولادی سبک وزن دقیق نیست که می تواند به دلیل ساخت عناصر سازه های فولادی سبک وزن در کارخانه با کمک ماشین آلات با تکنولوژی بالا باشد.
مدت زمان ساخت
اتمام یک پروژه ساختمانی در کوتاه ترین زمان ممکن مزایای مختلفی از جمله صرفه‌جویی و فعالیت‌های در محل و کاهش هزینه‌های مالی را به همراه دارد. در طول مقایسه انجام شده دو روش ساخت جایگزین از نظر مدت زمان، تنها؛ قاب سازه‌ای، دیوارها و پی ساختمان از محرک‌های زمان در نظر گرفته شده است.
در مطالعه انجام شده در خصوص یک پروژه‌ی ساختمانی با در نظر گرفتن فرآیند سازمانی شرکت، برنامه زمان‌بندی فعالیت‌های ساختمانی برای دو روش ساخت ساختمان به طور جداگانه تهیه شد. در این زمان‌بندی ساعات کاری پذیرفته شده ۸ ساعت در روز و روزهای کاری ۵ روز در هفته (دوشنبه تا جمعه) بود. در این چارچوب، برای یک ویلای دو طبقه مستقل طراحی شده به روش ساخت بتن، برای فعالیت‌های ساختمانی اسکلت سازه، دیوارها و محل ساخت فونداسیون مدت ۷۹ روز برآورد شد. از طرفی برای ساخت قاب، دیوارها و فونداسیون ویلای دو طبقه مستقل طراحی شده به روش فولادی سبک، مدت ساخت ۲۳ روز باز برآورد شد. بنابراین مشخص شد که مدت زمان اسکلت بتن آرمه ۷۰/۹ درصد بیشتر از قاب فولادی سبک وزن است.
در نتیجه با توجه به مطالب ذکر شده از خصوصیات اصلی استفاده از روش فولاد سازه‌های سبک، کوتاه بودن مدت زمان ساخت در سایت و سبک بودن آن است. این روش ساخت و ساز در کشورهایی که در مناطق زلزله‌خیز هستند بسیار سودمند است اما ساختار فولادی سبک وزن به ندرت استفاده می‌شود. دلیل اصلی استفاده نکردن از سازه‌های فولادی سبک، نبود دانش فنی مهندسین، معمار و کارگران و همچنین اختلاف پیمانکار در مورد ساخت و ساز فولادی سبک وزن است.
