سازه هاي فولادي از ورق نازك سرد فرم داده شده=L.S.F

L.S.F بهترین گزینه پيشنهادي برای مناطق نيازمند ساخت و ساز فوري
"سازه هاي فولادي از ورق نازك سرد فرم داده شده"=L.S.F

طرح واجراي ساختمان با اين روش بر اساس استاندارد A.I.S.I (انسيتو آهن و فولاد آمريكا ) بوده و مقاطع به صورت سرد فرم داده شده و ضخامت ورق از 4/. تا 4/6 ميليمتر بصورت معمول استفاده مي شود. اين روش بطور وسيع و همه جانبه از سال 1940 در آمريكا و اروپا بكار رفته و استاندارد A.I.S.I   در سال 1946 تدوين گرديده است.
در حال حاضر كليه كشورهاي صنعتي جهان رويه فوق را كه داراي مزاياي فراوان مي باشد مورد استفاده قرار مي دهند بطوريكه در اين رابطه بسياري از كشورها از جمله استراليا ، كانادا، ژاپن ، و آلمان اقدام به تدوين استاندارد ملي نموده ودر دانشگاه ها تدريس مي شود . اين تيپ ساختمانها به علت سبكي و اتصالات متعدد و نزديكي به هم در مقابل زلزله مقاوم بوده و با توجه به ساخت كليه قطعات در كارخانه كنترل اجرا و كيفيت به سادگي انجام مي شود.
سرعت ساخت اين نوع سازه با يك برنامه ريزي حساب شده بسيار بالاست ضخامت ورق از 4/. تا 85/. براي سازه هاي بدون بار (مانند تيغه ها و قطعات تزييني ) و از 85/. تا 4/6 ميليمتر براي قسمتهاي باربر سازه مورد استفاده قرار مي گيرد .
در ساختمانهاي تا 4 طبقه كل اسكلت ساختمان (باربر و غير بار بر ) از ورق نازك استفاده مي شود و براي ساختمانهاي بلندتر ،تيغه ها و سقفها با استفاده از ورق نازك و اسكلت از مقاطع معمولي مي باشد.
ورقهاي سرد فرم داده شده را بوسيله گالوانيزه نمودن در مقابل زنگ زدگي محافظت مي نمايد .
برا ي قطعات كم اهميت از رنگ نيز استفاده مي شود:
1- ZINC COATED IN ACCORDANCE WTTH ASTM- A 525 G-60
اتصالات اين نوع سازه بوسيله پيچ خودكار و يا جوش قابل اجرا مي باشد.
طراحي پي در اين نوع سازه به علت سبكي ساختمان در مقابل UPLIFT بايستي كنترل شود بطور كلي عمليات پي سازي بسيار ساده تر و كم حجم تر از پي سازي ساختمانهاي سنتي مي باشد.
در كشور ما كه جزو مناطق زلزله خيز دنيا محسوب مي شود استفاده از اين روش ساخت از اهميت ويژه اي برخوردار است زيرا وزن مرده ساختمان ( DEA LOAD) كمتر از 50 كيلوگرم در متر مربع مي باشد . كه كمتر از 10/1 نيروي وارده در مقايسه با ساختمان سنتي بوده و با توجه به قابليت جذب بهتر انرژي بوسيله سازه (نزديك بودن فواصل اعضاء سازه ) خطر تخريب ، بخصوص ريزش ناگهاني(COLLAPSE) وجود ندارد . نوسازي هاي بعد از زلزله با استفاده از اين روش ساختماني ضمن برطرف نمودن خطر هاي آتي ، از سرعت قابل توجهي نيز بر خوردار است.
اشكال معمول مقاطع شامل ناوادنيها ،Z ، نبشي ، Hatsectios   و مقاطع I ، T و دايره بطور كلي اجزاء سازه اي از اندازه 2 اينچ تا 12 اينچ و ضخامت 4/. ميليمتر تا 6 ميليمتر ساخته مي شود و در مواردي تا 18 اينچ و ضخامت يك دوم اينچ نيز ساخته شده اند . ظرفيت باربري و سختي اين مقاطع از موضوعات اصلي مورد مطالعه اين سيستم مي باشد.
اين مقاطع براي ساختمانهاي تا 4 طبقه مورد استفاده قرار مي گيرند. در ساختمانهاي بلندتر مقاطع اين مقاطع از فولاد گرم نورد شده استفاده مي شود و مقاطع درجه دوم مانند تيرچه و پانلها از سيستم سرد استفاده مي شود.
در اين سيستم مقاطع بصورت اعضاء جداگانه و يا بصورت پانل و deck   مورد استفاده قرار مي گيرند . در پوشش استفاده از سيستم پانل خرپايي مركب Acomposit Aruss-Panel System معمول و اقتصادي مي باشد كه در اروپا بعمق 200 ميليمتر بطور وسيع مورد استفاده است . مقاطع سرد فرم داده شده (Formed Sections ) به عنوان خرپا، فريم فضا يي ، قوسها و انبارها كركره هاي مورد استفاده ميباشند. يك گام از ورق كركره هاي 30 تا 75 ميليمتر و ارتفاع آن 5 تا 25 ميليمتر مي باشد. ضخامت بين 3/. تا 2/4 ميليمتر متغيير است البته گام 150 ميليمتر و عمق 50 ميليمتر هم ساخته مي شود.
مشخصه هاي مهم شامل FY    ، مقاومت كششي مدول الاستيسته مشخصه هاي Strwss-Strain نرمي Ductility، جوش پذيري ،مقاومت Fatigue بالاخره سختي Toughnes و بالاخره فرم پذيري و دوام و پا يداري Duralility از مشخصه هاي مهم مي باشد.
مدول الستيسيته E براي طراحي معمولاً 10 2×Kg/cm2 در نظر گرفته مي شود.
فلز گرم نورد شده مقاومت كمانشي بيشتري نسبت به سرد نورد شده دارد (E) آنها بالاتر است .

فرم منحني خستگي :
تغيير شكل نسبي براي نورد گرم معمولاً تيز (نقطه تسليم مشخص است ) و براي سرد نورد شده كه حالت تردي بيشتري دارد بصورت منحني است كه مدول آنرا كمي كمتر از گرم نورد شده بحساب مي آورند .

نرمي يا   Ductility:
فلزي را شامل مي شود كه تغيير شكل پلاستيك را بدون شكستن تحمل نمايند. كه براي توزيع خستگي پلاستيك در اتصالات مورد توجه مي باشد. نرمي فلز به وسيله تست كشش يا تست خمش Bend يا تست شيار Notchtestاندازه گيري مي شود.
قابليت جوشكاري به ظرفيت فولاد جهت جوش پذيري در يك وضعيت مطلوب عاري از ترك و سلامتي اتصال بستگي دارد كه اين ظرفيت از طريق تركيب شيميايي فولاد تعيين مي شود و با تغيير نوع فولاد و مراحل اجرايي جوشكاري تغيير مينمايد كه جوشكاري سازه و صفحه فولادي ANS1/AWSD1.3)) مراحل جوشكاري براي جوش قوسي (SMAW) Shielded Metal Are جوشكاري قوسي با گاز ، SAW)) ، GMAW))،FCAW)) را توضيح مي دهد.
جهت خستگي Fatigue هيچگونه پيش بيني خاصي در A.I.S.I نگرديده و در حال حاضر از استاندارد AISC كه عموميت دارد استفاده مي شود.
پانل هاي ساخته شده از صفحات كر كره اي با عمق غير معمول در حالات بدون فريم باربر مورد استفاده است . متدود هاي فرم دادن به ورقها به سه طريق مي باشد، Rol Forming Acid ،Bending Brake Operation، Press Brake Operation
اقتصادي ترين روش اين سيستم استفاده از ماشين فريم Foamer)) مي باشد كه مقاطع يا پانلها و دكها به عرض 750 ميليمتر از كويلها به طول بيش از 1000 متر توليد مي نمايند . مقاطع ساده با شش جفت رول شكل نهايي خود را پيدا مي كنند در حالي كه مقاطع پيچيده گاه با 15 دستگاه رول فرم نهايي خود را پيدا مي كنند.
سرعت پيشرفت رول 6 تا 90 متر در دقيقه است . سرعت معمول 25 تا 45 متر در دقيقه مي باشد.
مقاطع نهايي در طول مورد نياز بصورت اتوماتيك قطع مي شود .
دستگاه فرم تا ضخامت 20 ميليمتر را فرم داده است و بصورت معمول بين 2/. تا 5/7 ميليمتر را فرم مي دهد.
قدرت قلطكها ضخامت نهايي را تعيين مي نمايند خطاي خطهاي قطع توليد مقاطع ، بين 4/. تا 6/1 ميليمتر و زاويه تا 2 درجه مي باشد.

جوشكاري ورقهاي نازك شامل انواع زير است :Arewelds (Groove Welds Arespot Welds Fillt welds And Flare Groove Welds) مقاومت جان در انتها (نشيمن گاه ) تحت عنوان Webcripling يكي از محدوديتهاي طراحي است كه با استاندارد A.I.S.I شرطهاي لازم و مقاومت هاي باربري مجاز تعيين شده است .

ضخامت ورق و محدوديتها:
ضخامت ورق به تنهايي محدوديتي را بيان نمي كند بلكه نسبت پهنا به ضخامت W/T عامل محدوديتها مي باشد و البته خستگي المان زير بار نيز در اين رابطه تاثير گذار مي باشد. A.I.S.I دوام اين اسكلت در رابطه مستقيم با محافظت Protectiopn مقاطع مي باشد.
استفاده از ورقهاي گالوانيزه فرم داده شده مقاومت بالايي را در مقابل خوردگي ورق بوجود مي آورد ، در مورد روكشهاي ضخيم جهت محافظت ، طول عمر بصورت خطي است يعني با افزايش ضخامت، عمر ورق هم افزايش مي يابد .
مثلاً با دو برابر شدن ضخامت روكش محافظ مي توان انتظار دو برابر شدن عمر سازه را داشت . متدهاي قابل قبول حفاظت در فصل سوم استاندارد A.I.S.I بحث شده است .

طراحي پلاستيك:
اعضايي كه نسبت پهنا به ضخامت آنها بزرگ مي باشند قادر به توسعه در لوله هاي پلاستيك قبل از كمانش موضعي نخواهد بود . براي نسبتهاي بزرگ W/T طراحي پلاستيك ضرورت دارد تا ظرفيت غير الاستيك رزرو تيرها را محاسبه نمود .
روش محاسبه خطي خواص مقاطع :
با توجه به يكنواختي ضخامت مقاطع در اينگونه سازه ، خواص مقاطع را مي توان بصورت ساده شده خطي (ميان تار مقاطع ) محاسبه و از ضخامت t صرفنظر نموده و در انتها t را وارد نمود A=I .t   I=IX t…..))

طراحي اقتصادي و ابعاد اوپتيموم:
بهترين طرح آنست كه تمام اعضاء سازه همزمان به مرحله Fail برسند كه رسيدن به چنين وضعي مشكل و در اغلب موارد امكان پذير نيست ، بطور كلي براي ستونهاي بلند كمانش و براي بالهاي( پهن w/t بالا ) كمانش موضعي تعيين كننده است براي پيچها لهيدگي ورق تعيين كننده است .
در موارد مربوط به كمانش انتخاب فلز با مقاومت بالا بي فايده است و بي سبب باعث بالا رفتن هزينه مي شود . چون كمانش ناشي از ارتفاع و يا كمانش موضعي به مقاومت بستگي ندارد بلكه جزء مشخصه هاي هندسي است ورق گالوانيزه از ورق سياه با پوشش محافظتي از فلز روي ( gal vanized)(zn) zinse-coated كه با مراحل گرما دهي انجام مي شود. Hot- Dip Process مشخصات در استاندارد ASTM446-83 آمده است.
براي اينگونه سازه به هر حال اين خستگي مهم است و بستگي به سيكل يا تكرار بارگذاري دارد و خستگي مجاز از منحني S.N (S ماكسيم خستگي و N تعداد سيكل تا رسيدن به مرحله تخريب ) استفاده مي شود. خستگي FATIGUE در رابطه با كشش براي فولادهاي مختلف از 35 /. تا 6/0 خستگي معمول كششي فولاد مي باشد .

خواص مكانيك و اثر فرم دادن سرد به فلز :
مقاومت تسليم ty و مقاومت نهايي در قسمتهايي كه تحت تاثير نيروهاي بالا براي فرم دادن قرار مي گيرد مقاومت تسليم افزايش مي يابد . مهم ترين عوامل تاثير نسبت r/t براي گوشه ها و نيبت fu/fy فلز مورد استفاده مي باشد.عوامل ديگر از قبيل نوع فولاد و نوع خستگي فشار يا كشش و جهت خستگي نسبت به عمليات فرم دادن عمود يا در جهت خستگي تاثير گذار مي باشد. بطوركلي با افزايش مقاومت تسليم نرمي فلز كاهش ميابد فلز ترد و شكننده مي شود  مراحل اجرا:
*********
مرحله اول – فونداسيون : فونداسيون بناهاي ساخته شده با روش LSF بسيار سبك بوده و به علت سبكي زياد اين سازه از سادگي خاصي بر خودار است و براساس طراحي مهندسين محاسب مي توان از شالوده هاي نواري يا راديه استفاده نمود ، همچنين در اين نوع فونداسيون قابليت اجراي محل چاه ارت – لوله فاضلاب وساير موارد ديده شده است .

مرحله دوم – اسكلت ساختمان (سازه هاي فولادي سبك )LSF:
اين نوع سازه ها از طريق روش رول فرمينگ (نورد سرد ) يا پرس ورق هاي بريده شده توليد و ساخته مي شوند .
جنس اين سازه ها از ورق گالوانيزه به ضخامت هاي مختلف 1ويا 2 ميليمتر بوده و يكي از شاخص هاي اين نوع سازه مقاومت در برابر اكسيد شدن (زنگ زدگي ) مي باشد.
-سطح مقطع اين سازه ها اكثراً به صورت UوC مي باشدكه توسط پيچ و پرچ به يكديگر متصل مي گردنند.
-كليه سازه ها مونتاژ شده وبرش خورده به محل پروژه حمل مي گردد ودر زمان بسيار كوتاه به يكديگر متصل شده و آماده براي نصب پانلها و يا در اصطلاح سفت كاري ساختمان مي گردنند.
-زمان اجراء استراكچر ساختمان ها با اين روش بسيار كوتاه و حدوداً بين 7 الي 14 روز مي باشد .
-در اين نوع ساختمان ها وزن آهن مصرفي در هر متر مربع معادل 30 تا 45 كيلوگرم محاسبه گرديده است .
-قابليت انعطاف پذيري و سازش با زمين هاي نا مساعد در سازه هاي فلزي نسبت به سازه هاي چوبي 21 برابر و نسبت به سازه هاي بتوني 10 برابر مي باشد.
مرحله سوم – پوشش هاي خارجي وداخلي سقف – ديوار
پوشش خارجي و داخلي سقف : گزينه هاي مختلفي را مي توان براي پوشش سقف نام برد به طور مثال ساندويچ پانل – ورقهاي گالوانيزه با تنوع رنگي زياد –پوشش هاي مثل فايبر سمند رنگي ، روف تايل ، آكرا و .....انتخاب پوشش سقف با توجه به شرايط اب و هوايي قابل تغيير و انتخاب مي باشد. و براي پوشش داخلي سقف مي توان از سقفهاي كاذب( كناف ) – تايلهاي گچي با روكش U.P.V.C يا گچبرگ و يا تايلهاي آرمسترانگ نام برد .
پوشش ديوارهاي داخلي و خارجي :
براي پوشش ديواره هاي داخلي مي توان از پانلهاي گجي – پانلهاي سيماني يا ديوار پوش MDF استفاده كرد كه در طرح ها و ضخامتهاي مختلف استفاده مي گردد. اين نوع پانلها به راحتي قابليت نصب بر روي اين نوع سازه را دارا مي باشد .همچنين مي توان نماي داخلي را با استفاده از كاغذ ديواري – رنگ روغني يا پلاستيكي ، بلكا و ديوار كوب هاي مختلف پوشش داد . و جهت عايق نمودن ديوارها نيز مي توان از پشم سنگ و يا فوم پلي استايرن در بين سازه ها استفاده نمود .
پوشش ديوارهاي خارجي را مي توان با استفاده از پانلهاي سيماني يا سمند برد – پانلهاي چوبي يا پلي وود ، پانلهاي صنعتي ( ساندويچ پانل، پانل دكوراتيو ) پوششهاي سنتي (سيمان – آجر نما   و يا غيره ..)به راحتي به سازه ها نصب كرد. پانلهاي سيماني در طرح ها ي ساده و چوبي و سنگي با ضخامتهاي بين 8 تا 12 ميليمتر در ابعاد متنوع توليد مي گردد. اين پانلها مقاوم در برابر شرايط جوي ناپايدار – ضربه پذيري و حمله موريانه ها بوده و از نظر زيبايي مانند
چوب و از نظر مقاومت مانند سنگ در نماي بيروني ساختمان جلوه مي نمايد. (مقاوم در برابر خش –سايش – غير قابل پوسته شدن و ترك خوردن )
مرحله چهارم –تاسيسات الكتريكي و مكانيكي
تاسيسات برقي شامل : ا سيم كشي –كليد –پريز- تابلو برق –چاه ارت – خط تلفن –كابل تلويزيون كه در اين نوع ساختمانها به راحتي ميسر مي باشد.
در اين شيوه لوله هاي پلاستيكي از بالاي سقف كاذب به ميان فضاي خالي ديوارها به محل قوطي ها كه از پيش به وسيله پشت بند هاي مخصوص در محل مورد نصب شده اند كشيده مي شوند .
تاسيسات مكانيكي : قابليت استفاده انواع لوله هاي تاسيساتي سرد و گرم -فاضلاب – – رادياتورها – پكيج – ملزومات سرويس بهداشتي در انواع مختلف –
اساس لوله هاي تاسيساتي با استفاده از سوپر پايپ و پي وسي فشرده مي باشد ،كه در مقايسه با لوله هاي فلزي و چدني از انعطاف و طول عمر بيشتري برخودار مي باشند. براي سيستم تهويه مطبوع نيز مي توان بسته به نظر كارفرما يا از پكيج يونيت و از سيستم تهويه مركزي استفاده كرد
مرحله پنجم – درب و پنجره
درب ها : استفاده از انواع درب ها از نوع MDF-HDF-UPVC - و آلومينيوم ضد حريق و ضد سرقت (چهارچوب درب ها از نوع فولاد با چوب مي باشد.)
پنجره : استفاده از انواع پنجره هاي UPVC و يا آلومينيومي با شيشه هاي تك جداره و دو جداره در ضخامت و ابعاد و اشكال مختلف )
مرحله ششم – كفسازي – نقاشي و رنگ
انواع سراميك و كاشي –لمينت –پاركت – موزاييك و كف سيماني در اين نوع سيستم مورد استفاده قرار مي گيرد

سازه هاي فولادي از ورق نازك سرد فرم داده شده=L.S.F

مطالب مشابه :

سازه هاي ورق تاشده و سيستم های پوسته ای

دانلود پاورپوینت سازه هاي ورق تاشده و سيستم های پوسته ای (مهندس حسن فراهانی)

سازه هاي فولادي از ورق نازك سرد فرم داده شده=L.S.F

معرفی سیستم ساختمان سازي صنعتي به روش قاب های سبک فولادی سرد نورد شده (LSF) :