اسکلت های خانه ویلایی ال اس اف (LSF) مقدمه: فولاد به طور وسیع در ساختمان و سازه های چند منظوره استفاده می شود در بسیاری از نقاط جهان استفاده از چوب یا سازه های آهنی و بتنی ترجیح داده می شود. در طول سالیان سیستم های پیشرفته متنوعی برای استفاده در اومر ساختمان سازی یافت شده است . اخیرا سیستم قاب فولادی سبک اقتصادی استفاده زیادی در امریکا و اروپا و استرالیا و نیوزلند پیدا کرده است این قاب فولادی سبک در یک فرآیند شکل دهی سرد ( Cold Form) بدون استفاده از حرارت تولید می شود.این فرآیند به تولید کنندگان فولاد اجازه می دهد که ورق های فولادی سبک ولی با خواص مکانیکی بالا تولید کنند. رویه ورق توسط آلیاژ زنیک Zenic)) که به طور کامل سطح فولاد را می

پوشاند و آن را در مقابل عوامل خورنده محیطی محافظت می کند پوشش داده شده است . همه اینها منجر به احداث ساختمانی منسجم ، سخت ، منعطف ، پایدار و موجب سرعت بیشتر در ساخت می شود به گونه ای که هزینه های ساخت را به شدت کاهش می دهد.همین طور قاب فولادی سبک یک انتخاب جذاب برای استفاده در امور مربوط به ساختمان می باشد. به ویژه از نقطه نظر نگرانی های مربوط به کاهش تخریب جنگل ها و سازه ی با بتن مسطح مزایای بسیاری دارد. چرا از سیستم قاب فولادی سبک (LSF) استفاده می کتیم. فواید: - قابلیت ساخت: استفاده از عناصر فولادی پیش ساخته باعث کاهش فضای کارگاهی و کاهش ضایعات مصالح و بهبود کیفیت می شود. - سرعت: این سیستم نیاز به دوره ساخت و ساز کمتری در مقایسه با سیستم های رایج دارد. - قوسی اما سبک : فولاد یکی از بالاترین نسبت های قدرت به وزن را در مصالح ساختمانی دارد این منجر به صرفه جویی در فوندانسیون می شود همچنین سبکی باعث راحتی در حمل و نقل آن می شود. - ایمنی: قدرت ذاتی فولاد و کیفیت ضد حریق بودن آن خانه های با سازه فولادی را در مقابل حوادث زیانبار از قبیل آتش سوزی ، زلزله و طوفان و تند بادمقاوم می سازد. خانه میتواند طوری طراحی شود که بزرگترین زمین لرزه ها و بادها را در منطقه کشور تحمل کند. - کیفیت: خانه با کیفیت نهایی بهتر ، که بسیار پایدار است و نیازی به تعمیر و نگهداری در طول بهره برداری ندارد. - راحتی در جمع آوری: جمع آوری ساختمان می تواند به راحتی انجام شود . دیوارهای بدون بار می توانند به راحتی تعویض یا برداشته یا اینکه تغییر داده شوند. - انعطاف پذیری طراحی: به خاطر قدرت فولاد ، می تواند در طولهای زیاد تولید شود که باعث ایجاد ضاهای بازتر شده و انعطاف پذیری طراحی را بدون نیاز به ستونهای میانی یا دیواره های تحت بار افزایش می دهد. - قابلیت بازیافت: تمامی محصولات فولادی قابل بازیافت می باشند. - اقتصاد: رشد روز افزون قیمت مصالح سنتی و افزایش مستمر دستمزد و عوامل سازنده ساختمانهای سنتی موجب شده ساختمانهای سبک و ارزان قیمت مقاوم جای خود را در همه بخش های ساخت و ساز باز کنند. - سبکی:وزن پایین ساختمان های ساخته شده با سیستم (LSF) نقش به سزایی د رکاهش هزینه های حمل و نقل دارد. زبان و اصلاحات قاب فولادی: صفحه زیرین (Botton Plate) : یک صفحه که انتهای زیرین دیواره ها را پوشش می دهد. صفحه زیرین دارای بال و جان می باشد ولی بدون لبه. تیرک سقف (Ceiling Joist) : یک عضو قابی سازه ای که با سقف را تحمل می کند . عضو C شکل (C Section) : که برای اعضای قاب سازه ای مانند نشیمن تیر، تیرچه ، شاه تیر و تیرهای عرضی و خر پا استفاده می شود، اسم آن از شکل سطح مقطع عضو که شبیه حرف C است و شامل قسمت های جان ، بالا و لبه می باشد به وجود آمده است .عمق جان عضو C شکل و اندازه های بال از روی ابعاد خارجی آن خوانده می شوند. گیره (Clip angle) : یک قطعه فلزی کوتاه L شکل (عموما با زاویه 90 درجه ) که برای اتصالات استفاده می شود. شکل دهی سرد (Cold Formating) : فرآیندی که اعضای فولادی سبک بدون استفاده از حرارت تولید می شوند . فلنج (بال) (Flange) : قسمتی از عضو C شکل که عمود بر جان عضو می باشد . تسمه صاف ( Flat Stap) : فولاد ورقه بریده شده با پهنای خاص بدن هیچ خمشی که عموما برای مهار بندی و دیگر کاربردهای در سطح استفاده می شود . تیرک کف (Floor Joist) : یک سازه قابی افقی که بارهای کف را تحمل می کند. فولاد گالوانیزه (Galvanized Steel) : فولادی که دارای حفاظ پوششی زنیک برای مقاومت در مقابل خوردگی می باشد . میزان حفاظ پوششی با وزن پوشش گالوانیزه بر سطح فولادی محاسبه می شود مثل G – 40 یا G.60. کیج (Guge) : یک واحد اندازه گیری رایج برای توصیف ضخامت اسمی فولاد . کیج کمتر به معنی ضخامت بیشتر است. (Header) : یک سازه قابی افقی ساخته شده که برای تحمل بار بازشوهای دیواره یا سقف هنگام بازشدن استفاده می شود. (In – Line – Framing) : سیستم های قابی که تمامی اعضای حامل بارهای افقی و عمودی تراز شده اند. Jack Stud)) : یک عضو سازه ای عمودی که تمامی ارتفاع دیواره را دربرنمی گیرد و بارهای عمودی و بارهای جانبی افقی را مانند بار هدر تحمل می کند. ستون اصلی (King Stud) : یک عضو سازه ای عمودی که تمام ارتفاع دیواره را در بر میگیرد و بارهای عمودی و جانبی را تحمل می کند. عموما در دو انتهای هدر مجاور jack Stud به جهت مقاومت در مقابل بارهای جانبی قرار می گیرند. لبه (Lip) : بخشی از یک عضو C شکل که از انتهای باز بال خم شده است . این لبه خواص مقاومتی عضو را افزایش و به عنوان یک استیفنر برای بال عمل میکند. دیوارهای تحت بار (Load Bearing Wall) : یک دیوارکه بار عمودی را از بالا و بارهای ناشی از باد را تحمل می کند این بارها ممکن است به طور مجزا یا ترکیبی عمل کنند. هر دو حالت دیوار داخلی و خارجی ممکن است تحت بار باشند. ضخامت مصالح ( Material Thickness) :ضخامت فلز اصلی بون در نظر گرفتن پوشش حفاظتی . ضخامت ها در واحد میل ارائه می شوند. (به طور رایج در واحد کیج ارائه شده است) میل (Mil) : یک واحد اندازه گیری که نوعا در اندازه گیری ضخامت عناصر باریک استفاده می شود. Mil1برابر است با lnch001/0 می باشد. دهانه چند تکه (Multi Ples Pan) : دهنه ای که با یک عضو ممتد ساپرت های میانی ساخته شده باشد. دیوار بدون بار (Non – Load Bearing Wall) : دیوارهایی که هیچ باری را تحمل نمی کنند. حفره (Punch – Out) : یک سوراخ در جان عضو قاب فولادی که اجازه عملیات لوله کشی ، اتصالات الکتریکی و برقی و دیگر انواع نصب را می دهد. تیر عرضی (Rafter) : یک عضو سازه ای قابی که بارهای سقف را تحمل می کند. دیوار برشی (Shear Wall) : یک دیوار که قادر است د رمقابل نیروهای جانبی به جهت جلوگیری از نیروهای باد و زلزله مقاومت کند و به طور موازی با ضخامت دیواره قرار می گیرد. تک دهانه (Single Span) : دهانه ای که با یک عضو سازه ای ممتد بدون هیچ گونه ساپرت میانی ساخته شده است. دهانه(Span) : یک فاصله افقی مشخص بین اعضای حامل بار. پوشش سازه ای (Structural Sheathing) : یک پوشش که به طور مستقیم ( ورقه فولادی) روی اعضای سازه (ستون ها و تیرکها ) به جهت توزیع بار، تقویت دیوارها و مقاوم سازی مجموعه به کار می رود. ستون یا Stud عضو سازه ای عمودی یک مجموعه که بارهای عمودی و بارهای جانبی انتقالی را تحمل می کند. صفحه بالاسری (Top plate) :یک صفحه که به جهت انتقال بار خرپای سقف به ستون ها استفاده می شود به طوری که ستون ها به طور مستقیم زیر نقاط بار خرپا قرار نگرفته اند . صفحه بالا سری دارای جان و بال ولی بدون لبه می باشد. شیار (Track) : برای کاربردهایی از قبیل صفحات بالاسری و پایینی برای دیوارها و تیرکها سیستم های کف می باشد.شیار دارای جان و بال ولی بدون لبه می باشد. اندازه های عمق جان شیار از داخل بالها به دست می آید. جان (Web):بخشی از عضو C شکل یا شیار که رو بال را به هم متصل میکند. تقویت کننده جان (web Stiffener) : عضو اضافی که به جان متصل می شود تا عضو را در مقابل آسیب های وارده به جان تقویت کند. تنش تسلیم (Yield Strength) : یک خاصیت ذاتی فولاد . بالاترین حد تنش که ماده می تواند قبل از رخ دادن تغییر شکل پلاستیک تحمل کند. یک خانه با سازه قابی فولادی با طور نرمال روی یک کف با بتن تقویت شده ساخته می شود. سپس دیواره های طبقه همکف روی این کف نگه داشته و بسته می شود. حامل های بار طبقه دوم دیوارهای تحت بار می نشینند . این حامل های بار سپس به تیرکهای طبقه متصل می شود. تیرکهای طبقه ، سطح طبقه و صفحات دیوارهای بالایی را تحمل مکند نقاط بار سقف روی دیوار به جهت حمل بارهاس سقف می نشینند. اندازه ها و فضاهای سازه به بارهای طراحی بستگی دارد. به طور کلی (BHP Steel Lysayht) مواد زیر را جهت طراحی توصیه میکند. Lysayht C75 & Lysayht C100: می توانند باری ستونهای دیوار استفاده شوند. تیرکهای طبقه می توانند از بین Lysayht C75 & Lysayht C100: بسته به بارهای طراحی و پیکربندی طبقه انتخاب شوند. اتصالات قاب فولادی می توانند شامل پیچ های خودکار ، پیچ و مهره و پرچ باشد. به طور کل در بیشتر حالات جوشکاری مورد نیاز نمی باشد و همین بست های مکانیک کافی میباشند. سیستم دیواره : دیوارهای تحت بار: یک دیوار تحت باد دیواری است که بارهای عمودی را از سازه بالاسری یا بارهای جانبی را در نتیجه وزش باد تحمل می کند این بارها ممکن است به طور مجزا یا ترکیبی عمل کنند هر دو نوع دیوارهای داخلی و خارجی می توانند تحت بار باشند. شرکت Steel Lysayh BHP موارد زیر را برای دیوارهای تحت بار توصیه می کند تمام ستون های تحت بار باید حداقل C75 C550 Lysayh با فرم دهی سرد باشند. صفحه بالایی سازه به جهت حمل بارهای خرپا از سقف به ستون ها استفاده می شود به طوری که ستون ها به طور مستقیم زیر نقاط خرپا قرار ندارند. صفحات بالایی باید Lay G550 با شکل دهی سرد باشند. صفحه بالایی باید به طو اریب در حداکثر 1800 میلیمتر از خرپا یا تیرهای عرضی با براکت های ساپرت دیوار در حالت ایمنی کامل قرار گیرند. صفحه پایینی باید حداقل G550 با فرم دهی سرد باشد صفحه پایینی باید به طور کامل زیر هرگونه ستون تحت بار قرار گیرد این برای ستونهای در کنار بازشوها و ستون های حامل بارهای اصلی از بام ، سقف یا سازه طبقه بالا بحرانی است . ساپرت باید با یک تیرک طبقه ، قطعه گیردار یا کف بتنی که مستقیما زیر ستون قرار دارد انجام شود. برای بازشوهای بیشتر از 1200 میلیمتر در دیوارهای تحت بار تیر سر درب ضروری می باشد تیرهای سر در زیر سقف های فلزی ورقه ای اساسا برای بارهای به سمت بالا که ناشی از باد روی سازه بام میباشد طراحی شده اند در حالی که سردرهای زیر بام های مشبک برای بارهای به سمت پایین از خرپای بام طراحی شده اند. در دیوارهای تحت بار به جهت ایجاد مقاومت جانبی در ستون های دیوار ممکن است از پنلهایی به شکل شکاف دار استفاده می شود. در دیوارهای معین به جهت مهیا کردن مقاومت در مقابل بارهای ناشی زا باد نیاز به مهار بندی می باشد. این می تواند به شکل تسمه های تقویت کننده یا ورقهای تقویت کننده باشد. ستون ها تیرها و خرپاها به خوبی به جهت انتقال بار به عضو پایینی تنظیم شوند. دیوارهای بدون بار: دیوارهای داخلی که بارهای طبقه یا خرپا را تحمل نمی کنند دیوارهای بدون بار در نظر گرفته می شوند. BHP Steel موارد زیر را برای دیوارهای بدون بار توصیه می کند: ستون های دیوارهای بدون بار داخلی باید حداقل Lysatht G550 C75 با فرم دهی سرد باشند. صفحات بالایی باید حداقل G550 فرم دهی سرد بوده و باید در حداکثر 1800 میلیمتر چهارچوب اتاق به جهت مهیا سازی پایداری جانبی دیوار فیکس شوند. صفحه پایینی باید حداقل G550 با فرم دهی سرد باشد. سردرهای زاویه دار برای بازشوها در دیوارهای بدون بارلازم نیست. پنل های شیار دار عموما برای دیوارهای بدون بار مورد نیاز نمی باشد. جزئیات دیوار و اتصالات: قاب های فولادی با صفحات پایینی بعد از اینکه تمامی پنل های به دقت تنظیم شدند به سازه کف بسته شده اند. برای ثابت کردن قاب فلزی روی کف بتنی با مصالح بنایی عموما از پیچ ، پرچ یا مصالح شیمیایی استفاده می شوند. توصیه های درست برای نوع و کمیت مصالح می تواند از طریق تولید کنندگان و کارشناسان تهیه شود. پنل های دیوار عموما با بست های مکانیکی از قبیل پیچ خودکار به یکدیگر متصل می شود. بازشوهای دیوار: قاب درها و پنجره های خارجی: قاب درها و پنجره های مشابه با سازه های چوبی در اینجا نیز مورد استفاده است اگر قاب پنجره آلومینیومی داخل چوب فیت شده باشد می توان آن را با بستن از طریق تیرهای میانی به پشت آن بعد از قرار دادن کامل نصب کرد.اگر امکان نداشته باشد که فریم به طور نا محسوس نصب شود پیچ های خودکار با طول مناسب میتوانند قاب پنجره را به قاب فولادی متصل کنند. پیچ های مشابه ممکن است برای بستن قاب پنجره های آلومینیومی به طور مستقیم به بازشوهای قاب فولادی استفاده شود. قاب های درهای چوبی در دیوارهای داخلی می توانند با میخ یا پیچ به طور نامحسوس به پشت ستون های میانی فیکس شوند. متناوبا قاب می تواند از طریق چهارچوب با پیچ های خودکار به ستون ها متصل گردد. پوشش دیوارها و پارتیشن ها: اگر نیاز باشد می توان در دیوارهای خارجی عایق های فویل دار انعکاسی را به بال خارجی ستون های فولادی با پیچ های خودکار و واشرهای تخت 25 میلیمتر متصل کرد .همین طور میتوان از پیچ های سر کنگره ای استفاده شود. اسکپ های سیمی که به سادگی روی ستون های فولادی اتصال داده می شوند به جهت سازه آجرهای نما مورد استفاده قرار میگیرند. برای سازه های تک جداره ورقه های سیمانی پنل شکل می توانند با پیچ خودکار به سازه فولادی متصل شوند تخته های ورود هوای چوی می توانند به ستون های فولادی سازه با پیچ های خودکار تخت دو سر متصل شوند. همچنین پوشش ورقه ای با پیچ های خودکار متصل می شود. سیستم کف: سیستم کف می تواند از عضو C شکل به صورت تیرکهای متصل به ستون حامل ساخته شود.تیرک های کف می توانند در رنج سایزهای عضوهای C شکل بسته به پارامترهای بارگذاری طراحی شود. سیستم های کف با تیرهای به صورت مشبک شکل کف مستحکم تری را تشکیل می دهند.این می تواند صداهای نا بهنجار در اثر خوب بسته نشدن کف به تیرها را حذف کند.این همچنین عایق کاری صوتی بهتری بین طبقه همکف و بالایی انجام می دهد ای سیستم کف می تواند روی سازه مسطح یا جایی که کف چند تکه می باشد انجام شود. سیستم بام: سازه بام مجموعا یک سیستم خرپای فولادی است که می تواندبا ورقه های فلزی یا پنل ها طراحی شود این یک سیستم خرپای بام است که شامل C100 و C75 به عنوان عضو های مور و اعضای خرپا استفاد شود. سیستم بام فولادی می تواند تمامی انواع Hip – Gable – Dutchadable و ورق های بام فولادی را انجام دهد و میتواند به طور مستقیم به قاب دیواره متصل شود در هنگام استفاده از تایل خرپای بام چوبی استفاده می شود با عبور دادن Purlins از روی تایل ها فیت کردن آنها انجام می شود. سرویس M & E : سوراخ های از پیش پانچ شد هدر جان قاب فولادی اجاره کار تاسیسات برقی گاز و لوله کشی سرویس ها را در سیستم قاب دیوارها می دهد.حلقه های لاستیکی و عایق های سیلیکونی به جهت محافظت سیم ها و لوله هل در مقابل خوردگی و آسیب در اثر ارتعاشات استفاده می شود.