معرفی سیستم قاب سبک فولادی (LSF) و آشنایی با ضوابط آن بر اساس مبحث دوازدم
به گزارش کلید واژه در فصل دوم، مبحث یازدهم مقررات ملی ساختمان ویرایش سال ۱۳۹۲ تحت عنوان (طرح و اجرای صنعتی ساختمانها) به معرفی سیستم قاب سبک فولادی پرداخته شده است.
طرح و اجرای صنعتی ساختمان ها، با توجه به محدودیت هایی که دارد سبب اجرای سریعتر ساختمان می شود که این شیوه ساخت برای انبوه سازی گزینه مناسبی است.
یکی از روش های صنعتی سازی ساختمان استفاده از قاب فولادی سبک (Light weight Steel Frames) است که در این نوشتار به معرفی و حداقل ضوابط اجرایی این سیستم می پردازیم.
معرفی:
سیستم فاب های فولادی سبک (LSF) بعنوان یک سیستم متشکل از مقاطع فولادی سرد نورد شده (CFS) بوده که اجزای آن با اتصالات پیچی، پرچی یا جوشی به یکدیگر متصل می شوند.
محدودیت کاربرد:
اجرای ساختمان به روش LSF به صورت طبقه ای یا دیوار ممتد می باشد. میتوان از سیستم مهار جانبی همچون مهاربند تسمه ای، دیوار برشی فولادی، چوبی یا تخته های سیمانی استفاده نمود. کاربرد قاب های سبک فولادی صرفا بعنوان سیستم باربر ثقلی، حداکثر تا ۵ طبقه یا ۱۵ متر ارتفاع می باشد.
مصالح مورد استفاده:
انواع ورق های فولادی مجاز برای استفاده در اعضاء سرد نورد شده عبارتند از:
الف) فولاد سازه ای (S230H)
ب) فولاد سازه ای (S340H)
پ) فولاد سازه ای (S230L)
ت) فولاد سازه ای (S340L)
نکته: استفاده از فولادهای تیپ L تنها برای لاپه ها و تیرچه ها مجاز است.
ضوابط انتخاب مصالح:
الف) نسبت مقاومت نهایی کششی به مقاومت تسلیم فولادهای تیپ H نباید از ۱/۰۸ کمتر باشد.
ب) ورق های قاب فولادی سرد نورد شده باید با پوشش محافظ از خوردگی با آلیاژ روی- آلومینیوم طبق استاندارد معتبر پوشانده شود.
پ) ضخامت فولاد اعضای سازه ای و غیرسازه ای سرد نورد شده بدون احتساب پوشش های محافظ از خوردگی بین ۰/۵ تا ۳ میلیمتر باشد.
ت) حداقل ضخامت فولاد بدون پوشش محافظ در برابر خوردگی تحویل شده در کارخانه در هیچ نقطه ای نباید از ۰/۹۵ ضخامت در نظر گرفته شده کمتر باشد، اگرچه ضخامت های کمتر در محل خم ها نظیر گوشه ها که تحت اثر نورد سرد قرار گرفته اند قابل قبول می باشد.
شالوده:
الف) شالوده سیستم قاب سبک فولادی سرد نورد شده از نوع نواری و یا در صورت لزوم گسترده می باشد.
ب) باید زیر تمامی دیوارهای باربر شالوده اجرا شود.
پ) شالوده ها باید برای بارهای متمرکز وادارها (استادها)، مهاربندها و برشگیرها طراحی شوند.
ت) حداکثر فاصله قابل قبول سطح شالوده و لاوک (تراک) تحتانی دیوارهای باربر ۶ میلیمتر می باشد که باید با قرار دادن صفحات باربر پر کننده یا گروت پر شوند.
ث) هیچ یک از اعضا قاب های فولادی سبک نباید در تماس مستقیم با زمین قرار گیرند.
اجزای سازه ای:
مقاطع استاندارد فولادی سرد نورد شده شامل مقاطع C شکل، U شکل، Z شکل با لبه و بدون لبه، مقطع L شکل با لبه و بدون لبه و مقطع کلاهی Ω می باشد و برای سایر مقاطع مطابق استاندارد معتبر است.
ملاحظات معماری:
باید در سیستم قاب بندی اعضای سازه ای دیورا، کف و بام در فواصل محور به محور حداکثر ۶۱۰ میلیمتر از یکدیگر قرار گیرند. فواصل بیشتر در محل بازشوها، هرگاه بار سازه به تیر درگاه ها یا نعل درگاه ها و از آن طریق به وادارها و تیرچه های سقف مسطح یا شیبدار بام منتقل می شود مجاز است.
ملاحظات طراحی:
الف) طراحی و جوشکاری کلیه اعضا و پوشش های بیرونی آنها منطبق بر آیین نامه طراحی و اجرای سازه های فولادی سبک سرد نورد شده نشریه ۶۰۸ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن صورت گیرد.
ب) حداکثر بار زنده و مرده سقف ها به ترتیب ۲/۵ و ۳/۵ کیلو نیوتن بر مترمربع الزامی است.
پ) به کارگیری مصالح بنایی در دیوارهای خارجی و داخلی مجاز نمی باشد.
ت) حداکثر وزن هر متر مربع سطح تمام شده دیوار در جداکننده های داخلی نبایستی بیشتر از ۰/۵ کیلونیوتن بر مترمربع و دیوارهای خارجی یک کیلونیوتن بر مترمربع باشد.
ث) رعایت محدودیت ارتفاع برای سیستم LSF با مهاربندی تسمه ای قطری یا دیوار برشی فولادی با پوشش فلزی یا چوبی و با مهار جانبی دیوار برشی با پوشش تخته های گچی یا سیمانی ۷/۲ متر الزامی است.
ج) مهاربندهای تسمه ای قطری در باربری جانبی باید صرفا به عنوان اعضای کششی در تحلیل و طراحی در نظر گرفته شوند.
ملاحظات اجرایی:
الف) پیچ های خودکار اتصالات باید به اندازه حداقل ۳ گام پیچ پس از عبور از جداره فولادی ادامه یابند.
ب) پیچ های خودکار را در اتصالات فولاد به فولاد به شرطی می توان کاملا موثر در نظر گرفت که فاصله مرکز به مرکز آنها از یکدیگر و فاصله پیچ از لبه حداقل سه برابر قطر اسمی پیچ باشد. اگر فاصله مرکز به مرکز پیچ ها ۲ برابر قطر اسمی آن باشد، ظرفیت پیچ های خودکار معادل ۸۰ درصد ظرفیت موثر در نظر گرفته می شود.
پ) از ظرفیت پیچ های هرز در کشش مستقیم صرفنظر می شود ولی در برش زمانی موثر است که تعداد آنها بیشتر از ۱۵ درصد تعداد کل پیچ های موثر در اتصال نباشد.
ت) روش های قاب بندی قاب فولادی سبک به د شیوه است. در روش اول که قاب بندی طبقه ای نام دارد ابتدا دیوار طبقه و سپس سقف طبقه اجرا می شود و پس از تکمیل قاب بندی دیوار و سقف، دیوار طبقه فوقانی اجرا می شود. در روش دوم که قاب بندی با دیوارهای ممتد نام دارد، دیوارها در چند طبقه ساخته و نصب شده و سپس سقف طبقات اجرا می شود.
ث) ایجاد پیش تنیدگی اولیه در مهاربندها برای جلوگیری از هرگونه افتادگی در عضو مهاربند الزامی است.
ج) برای تامین پایداری جانبی سیستم سازه در هر دو جهت متعامد اصلی ساختمان، اجرای صفحه های پوشش سازه ای در دیوارهای برشی قبل از اجرای سقف هر طبقه، الزامی است.
داوطلبان آزمون نظام مهندسی و همچنین مهندسان علاقه مند به طرح و اجرای صنعتی سازی در ساختمان ها می توانند از منابع زیر استفاده نمایند:
فیلم آمادگی مبحث ۱۱ ویژه آزمون نظام مهندسی (کد S36-10)
فیلم آموزشی مبحث ۱۱ (ساختمان های صنعتی)
پاسخ تشریحی تست مبحث ۱۱ در آزمون نظارت معماری مهر ۹۶
