دیوارهای غیرباربر سبک پیش ساخته LSF

دیوارهای غیرباربر سبک پیش ساخته LSF:

 

صفحات دیواری سبک که از سیستم ساختمانی قاب‌های سبک سرد نورد شده منشعب می‌شوند قابل کاربرد در اکثر سیستم‌های ساختمانی می‌باشند. این صفحات دیواری بر اساس کاربرد اجزایی به نام ( stud) وادار و ( track) تیرچه شکل گرفته است و ساختار اصلی دیوارها از ترکیب نیمرخ های فولادی گالوانیزه سرد نورد شده LSF ال اس اف،بر پا می‌شود.
مقطع مورد استفاده در این دیوارها c شکل می‌باشد که معمولاً با اتصالات مکانیکی به یکدیگر متصل می‌شوند. هر دیوار از تعدادی اجزای عمودی شکل وادار به فواصل ۴۰ تا ۶۰ سانتی متر که در بالا وپایین به اجزای افقی ناودانی شکل U یا C شکل تیرچه متصل شده‌اند، تشکیل می‌شوند. در صورتی که از مقاطع C شکل به عنوان تیرچه استفاده شود، لازم است برش کاری در محل نصب وادار انجام شود.

این سیستم قابلیت بالایی برای نصب عایق حرارتی دارد. عایق حرارتی را به دو روش می‌توان بین وادارها نصب کرد.

در روش اول، وادارها هم راستا اجرا می‌شوند و عایق حرارتی، در فضای بین آن‌ها قرار می‌گیرد. اجرا در روش دوم، وادارها هم راستا اجرا نمی‌شوند و عایق حرارتی به صورت زیگزاگ بین آن‌ها حرکت می‌کند. در این حالت وادارها به صورت پلی حرارتی عمل نخواهند کرد و عایق کاری در شرایط بهتری انجام می‌شود. یکی دیگر از راه های عایق کاری دیوارها نصب یک لایه حرارتی صلب در طرف خارجی قاب فلزی است.
عایق صوتی از افزودن تخته گچی یا سیمانی در دو طرف عایق حرارتی (پشم شیشه، پشم سنگ یا فوم پلی اورتان) تأمین می‌شود.

از دیگر روش‌های ایجاد عایق صوتی در یک طبقه، استفاده از دیوارهای جداکننده با دو قاب مجزا از یکدیگر و نیز استفاده از وادارهای آکوستیکی می‌باشد.

ورق‌های نسبتاً نازک فولاد گالوانیزه در برابر آتش دارای مقاومت کمی بوده و از این نظر باید محافظت شوند در غیر اینصورت ساختارها از نوع LSFدر برابر آتش به سرعت دچار تغییر شکل شده و فرو خواهند ریخت. محافظت از این ساختارها در مقابل آتش به وسیله تخته های گچی که بر روی چهارچوب فولادی نصب می‌شود قابل تأمین است.
به طور کلی با توجه به کاهش قابل ملاحظه وزن و اتلاف اندک مصالح نسبت به شیوه های متداول وقابلیت انطباق این سیستم با مقررات ملی ساختمان، کاربرد این نوع دیوارهای سبک غیر باربر داخلی برای انبوه سازی مناسب می‌باشد.

این پانل‌ها در زمینه های انرژی، حریق، آکوستیک و سازه در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، مورد ارزیابی قرار گرفته و کاربرد آن، در حیطه الزامات ارائه شده، مجاز می‌باشد.

 

تاریخچه ساختمان با سازه ال اس اف (LSF)

تاریخچه ساختمان با سازه ال اس اف (LSF)

 

معرفی

تاریخچه ساختمان با سازه ال اس اف (LSF) ،استفاده از اعضای فولادی سرد نورد شده از دهه 1850 میلادی آغاز گردیده ولی استفاده از آن تا انتشار اولین ضوابط انجمن آمریکایی آهن و فولاد در 1946 گسترش زیادی پیدا نکرد.

اولین استاندارد طراحی بر مبنای تحقیقات انجام یافته در دانشگاه کرنل  در سال 1949 و با پشتیبانی AISI  تدوین گردید.

امروزه بدلیل کیفیت مناسب ساخت، سرعت بالای اجرا و مقاومت بالا در برابر زلزله از آن در کشورهای  انگلستان ، آمریکا ، کانادا ، استرالیا ، ژاپن و ….. بصورت وسیعی استفاده می شود.
در سراسر جهان بیشتر سازندگان از ساخت و ساز با سازه فولادی گالوانیزه LSF چه در ساختمان چند طبقه مسکونی ، ویلایی دوبلکس استفاده کرده و این روش ساختاری بین المللی و به خوبی اثبات شده است اکنون وارد بازار اروپا شده است. قاب فولاد مسکن مورد علاقه در انگلستان شبیه به ثابت در سیستم های ساختمان اداری موفق است. خانه های فلزی و یا خانه های قاب فلزی با پروفیل های نورد سرد را می توان در طیف گسترده ای از پایه های معمولی مونتاژ شده است.

 


ایالات متحده آمریکا
سطح پایین خانه فولاد ساخته شده با استفاده از یک قاب فولادی در حال حاضر برای حدود ۲۰ درصد از ساخت جدید در ایالات متحده به حساب. نه تنها ساخت و ساز قاب فولاد یک سطح پایین اتلاف در مرحله ساخت و ساز و کم در حال هزینه های نگهداری، اما علاوه بر این، بین ۲۵٪ و ۱۰۰٪ از سازه های فولادی بازیافت است. و ۱۰۰٪ قابل بازیافت است. توسعه بازار برای فولاد ضد زنگ در خانه فولاد در ایالات متحده آمریکا انفجاری بود. در سال ۱۹۹۲ حدود ۵۰۰ خانه ها را با یک قاب فولادی، سال پس از ۱۵۰۰۰ خانه ها، در سال گذشته ۱۰۰٫۰۰۰ خانه های فولادی ساخته شده اند ساخته شده است، و بازار به نظر می رسد مجموعه ای به ادامه برای خانه های فلزی رشد.

 


استرالیا
ساخت و ساز قاب فولاد در پروژه های مسکونی در حال حاضر در استرالیا با سازندگان زیادی از خانه های فولادی اغلب به عنوان مدیران پروژه اقدام گسترده است. تجار پیمانکاری تأمین و نصب اجزای اصلی، مانند لوله کشی، برق، آشپزخانه، سقف و دیوار خارجی. طرح های استفاده مجدد از پروژه به پروژه به منظور حفظ اقتصاد مقیاس.

 


ژاپن
در ژاپن استفاده از قاب فولادی در خانه های خانواده مشترک از سال ۱۹۵۰ بوده است. پس از جنگ جهانی دوم کمبود خانه چنان حاد است که بیش از ۴ میلیون خانه های جدید به حال به فوریت ساخته شده است. قبل از سال ۱۹۴۰ بسیاری از ساختمان از چوب ساخته شده اند و آتش سوزی در طول جنگ نابود شدند. به جای تمام کسانی که خانه های چوبی نیاز میداشت تولید ۱۵۰ سال از چوب. برای محافظت از منابع جنگل و ترویج ساخت و ساز غیر قابل اشتعال، استفاده از چوب در ساخت و ساز تحمل بار محدود شده است. با استفاده از این محدودیت ها، صنعت فولاد ژاپن شروع به تولید نور سنج اشکال فولاد به عنوان یک جایگزین برای محصولات ساختاری چوبی به قاب خانه های فولادی. به عنوان یک نتیجه از این، یک مقدار زیادی از دانش است در این زمینه به دست آمده است و بسیاری از سیستم قاب فولادی کارآمد توسعه یافته اند. از آن زمان، سهم بازار برای فولاد ضد زنگ ساخت و ساز در بخش مسکن نیز نسبتا ثابت بوده است. امروز تعداد زیادی از نقاشی های استاندارد موجود برای خانه های مسکونی با استفاده از فولاد یک قاب پروفیل های فولادی نور سنج وجود دارد.

 


سرزمین اصلی اروپا

در اروپا، بازار اصلی خارج از انگلستان است اسکاندیناوی و دانمارک، که در آن تعدادی از تحولات سطح پایین و آپارتمان با استفاده از ساخت و ساز قاب فولاد در طول چند سال گذشته ساخته شده است. این خانه ها از فولاد با استفاده از حداقل تعداد مصالح ساختمانی مونتاژ؛ معمولا فولاد، گچی و پشم معدنی.

 


انگلستان
چند از انگلستان بالا ۲۰ سازندگان خانه در حال حاضر با استفاده از قاب های فولادی برای آپارتمان ها و خانه های دو طبقه. برخی از شرکت ها در حال حاضر مشخص فولاد در مقادیر تولید، در حالی که دیگران در پروژه های آزمایشی درگیر به مقایسه قاب سبک فولادی با سایر تکنیک های ساخت و ساز های نوآورانه. در مواجهه با کمبود نیروی کار ماهر و افزایش تقاضا برای کیفیت از مشتریان، این صنعت به رسمیت شناخته شده است که باید آن را به سمت زمان ساخت کوتاه، طراحی کارآمد تر و افزایش تولید صنعتی از خانه های فولاد و یا خانه های فلزی حرکت می کند. فولاد یکی از موثر ترین راه برای پاسخگویی به این اهداف است.

 

پیشرفته ترین ماشین تولید ال اس اف LSF

پیشرفته ترین ماشین تولید ال اس اف LSF:

 

پیشرفته ترین ماشین تولید سازه های سردنورد برای ساختمان های سبک فولادی LSFاز سوی شرکت پیشرو Pinnacle در 5 آوریل 2016 معرفی و نخستین نمونه‌ی آن به شرکت مهندسین مشاور آقای استفان نیپر تحویل گردید .

مانند همیشه آقای نیپر به عنوان شروع کننده‌ی طراحی و اجرای نخستین ساختمان سبک فولادی LSF‌ بلند مرتبه در جهان، طراحی و تولید یک پروژه ی مجتمع مسکونی 14 طبقه به نام جرانیوم Geranium و یک هتل 15 طبقه به نام هیپیستروم Hippeastrum را کلید بزند.

این ماشین بی نظیر قدرتمند به عنوان ابرماشین رول فورمینگ مقاطع ساختمانی سرد نورد جهان، با توان تولید تمام اتوماتیک مقاطع سردنورد به صورت تمام CNC و پانچ شده با مشخصات تولید مقاطع به ضخامت 5 میلی متر، جان مقطع از 10 سانتی متر تا 45 سانتی متر، بال مقطع از 5 سانتی متر تا 10 سانتی متر و لبه داخلی از 15 میلی متر تا 25 میلی متر، با سرعت 300 متر در ساعت تولید مقاطع برای دیوار و خرپا، به عنوان پیشرفته ترین محصول تکنولوژی ماشین های تولید مقاطع سازه های سردنورد به شمار می رود که به شکلی بی رقیب مهندسی طراحی ساختمان های سبک فولادی را به 15 طبقه ارتقاء می دهد .

در ادبیات سازه‌های سبک، عنوان جدیدی به نام Heavy Gauge Steel Framing را علاوه بر عنوان Light Gauge Steel Framing به دامنه‌ی Gauge Steel Framing اضافه می نماید. این محصول قدرتمند تحت عنوان X888، استانداردهای ساختمان های قاب سبک فولادی را به سمت ارتقای طبقات و افزایش بسیار بالای ظرفیت باربری مقاطع سرد نورد، به روزرسانی و جا به جا می کند.

تولید این ماشین از سوی شرکت Pinnacle انقلابی در صنعت پیش ساخته سازی و سبک سازی ساختمان با تکنولوژی سازه های سبک سردنورد شده به شمار می رود. این شرکت پیشرو در سال 2012 نیز با معرفی ماشین قدرتمند X6+9 ساختمان سبک فولادی 10 طبقه را به منصه ی ظهور رسانیده بود.

 

 

 

 خطای طراحی و اجرای دیوار و مهاربندی LSF

 خطای طراحی و اجرای دیوار و مهاربندی LSF:

         برخی از ایرادات ثبت شده طراحی و اجرای سازه ال اس اف (LSF) توسط موسسه تحقیقات و توسعه سازه های قاب فلزی سبک

در طراحی دیوارهای ساختمان LSF و موارد مترتب بر آن، دو مورد از موارد مهم، طراحی دیوار مهاربندی و اتصال دیوار بر روی بستر ساختگاه می باشد.

اصولاً مهاربندی عضو مؤثری است که عملکرد آن، ایجاد سختی کافی در قاب های lsf برای تحمل نیروی برشی حاصل از نیروی باد، زلزله و نیروهای طبیعی و یا غیرطبیعی وارد بر قاب دیوار در ساختمان های قاب سبک فولادی می باشد.

این سختی، در یک قاب مهاربندی شده lsf، در حقیقت محوری است از پای عضو stud در یک سر دیوار به امتداد تاج یک عضو stud در سر دیگر دیوار lsf.

 

در تصویر فوق دو نمونه از اشتباهات اساسی که توسط شرکت های نا آشنا به مسایل سازه ای ساختمان قاب سبک فولادی lsf رخ می دهند، مشاهده می شود.

اشتباه نخست که اشتباه بسیار بزرگی برای قاب دیوار lsf می باشد، نوع مهاربندی است. همان طور که در تصویر قابل مشاهده است، طراحی معماری منطبق بر سیستم سازه ای lsf نبوده و احتمالاً برداشتی است آزاد و غیر منطقی از قاب خمشی که به همان شکل به سیستم ساختمانی قاب سبک فولادی منتقل گردیده است و اصلاحات لازم منطبق بر شرایط سیستم سازه ای lsf بر روی آن لحاظ نگردیده است.

به دلیل وجود بازشوهای متعدد در قاب دیوار، شرایط و الزامات قاب های مهاربندی مورد اشاره در آیین نامه AISI-S213 برآورده نشده است و مهاربندی صرفاً به شکلی فریبنده بر بالای نال درگاه پنجره ها اجرا شده است. در حالی که پای اعضا فاقد مهاربندی می باشند و نه تنا در اثر برش حاصل از نیروهای جانبی وارده هیچ گونه مقاومتی ندارند و به دلیل افزایش سختی در قمست بالای دیوار، نرمی مضاعف در قسمت پایینی دیوار ایجاد شده است که موجب تسریع در برش در تراز کف می باشد.

با وجود خطای ایجاد شده در قاب های ساختمان، بستر اتصال دیوار نیز بستر مناسبی نیست و فاقد شرایط سازه ای برای اتصال دیوار سازه ای lsf می باشد.

 

خطای نصب دیوار فونداسیون

جهت نصب دیوار قاب سبک فولادی lsf بر روی فونداسیون، می بایست به 2 نکته ی اصلی در خصوص نحوه ی تماس اعضای قاب های فلزی سبک LSF با فونداسیون مورد توجه قرار گیرد که:

  1. پس از اجرای فونداسیون، حتماً می بایست حداقل 14 روز از زمان آخرین عملیات بتن ریزی در فونداسیون سپری شده باشد تا حداقل استحکام اولیه ی بتن فونداسیون تأمین شده و آماده ی عملیات سوراخ کاری برای نصب بولت ها شود و علاوه بر آن، بتن به خشکی کامل برسد تا از اثر قلیایی بتن بر روی پوشش زینک عناصر سازه ای قاب های سبک فولادی lsf به ممانعت نماید.
  2. سازه های قاب فلزی سبک LSF هرگز نباید با بتن خیس در تماس باشند یا در مجاورت بتن و سیمان خیس به کار روند یا بتن و سیمان هرگز نباید با اعضای قاب های سبک فلزی lsf در تماس مستقیم باشند.

از دو الزام فوق می توان به بررسی برخی خطاهای اجرایی و ایرادات فنی در این خصوص پرداخت. در تصویر نشان داده شده، به نقض إلزامات فوق اشاره شده است. در تصویر مورد اشاره، ابتدا قاب سازه ای lsf به میلگردهای فونداسیون بسته شده و سپس عملیات بتن ریزی بر روی آن انجام شده است.

 

پس از بستن قاب دیوار سازه lsf به میلگردهای فونداسیون، عملیات بتن ریزی انجام شده و استادها طبق تصویر زیر در داخل بتن دفن شده اند.

این عمل موجب تأثیر شدید محیط قلیایی بتن بر روی زینک پوشش اعضای سازه ای ساختمان قاب فلزی سبک شده و در اثر گذشت زمان و تأثیر رطوبت و زنگ زدگی، موجب بروز عامل برش پایه در تراز ساختمان می گردد.

علاوه بر بلا اثر شدن پوشش سازه و ایجاد پوسیدگی در اعضای سازه ای در محل مرز تماس بین اعضای سازه ای lsf و بتن فونداسیون، این عمل موجب بروز یک اتصال بسیار صلب بین اعضای عمودی سازه ی lsf (إستادها)و اعضای جمع کننده(رانر یا ترک) شده و به دلیل بالا بودن ظرفیت جذب نیروی اتصال به وجود آمده به دلیل غرق شدن در بتن، موجب از بین رفتن گشتاروهای مورد نیاز سازه جهت رفتار مناسب در اثر نیروی برشی، موجب انتقال نیروی خمشی به اعضای عمودی سازه شده و به دلیل پایین بودن ظرفیت مقاومت این اعضا در برابر خمش و پیچش، موجب شکست در دیوار می گردد.

 

خطای طراحی و نصب مهاربند LSF

برای مهار ساختمان قاب سبک فولادی LSF در برابر نیروهای جانبی باد و زلزله، از انواع روش های مهاربندی یا دیوارهای برشی استفاده می گردد. مهاربندی قطری با تسمه های فولادی یکی از متداول ترین روش های مهاربندی برای اغلب ساختمان های کوتاه مرتبه LSF در نواحی زلزله خیزی، در شرایطی استفاده می گردد که نیاز به افزایش ضریب رفتار R در ضریب زلزله نباشد.

طراحی مهاربندی قطری مطابق با ضوابط استانداردهای AISI S213 یا AISI S400 2016 یا ضوابط فصل ششم نشریه ی 612 انجام می گیرد.

نخشتین گام برای طراحی مهاربندهای قطری، در نحوه ی مکان یابی مهاربندهای قطری می باشد. این مکان یابی در پلان معماری ساختمان، تعیین کننده ی اصلی انتخاب نوع مهاربندی براساس قطری تسمه ای یا پوشش های سازه ای فولادی و چوبی می باشد. زیرا پلان معماری تعیین کننده ی نحوه ی توزیه نیروها بر اساس دیوارهای برشی و مهاربندی خواهد بود. از این رو نخستین موضوع، بررسی وضعیت دیوارها برای تعیی نوع دیوار برشی یا مهاربندی و مکان یابی آن خواهد بود.

  1. برای مکان یابی دیوارهای مهاربندی قطری با تسمه های فولادی (Diagonal Steel Strap Bracing) در سازه های قاب سبک فولادی، نخستین شرط الزامی، رعایت زاویه ی حداقل 30 درجه ای و حداکثر 60 درجه در زاویه ی نصب مهاربندهای قطری می باشد. در صورتی که این زاویه تأمین نباشد باید نوع دیوار را از مهاربندی قطری به دیوار برشی با پوشش ورق های سازه ای فولادی یا چوبی تغییر داد. در شرایطی هم که نیروی توزیع شده دیوار چندان زیاد نباشد، می توان با تقسیم دیوار دقیقاً از نقطه ی وسط به دو قسمت بالا و پایین، از 2 ناحیه ی مهاربندی قطری در ارتفاع دیوار استفاده کرد.

 

  1. یکی دیگر از شرایط بسیار مهم در تعیین جانمایی دیوارهای مهاربندی قطری با تسمه های فولادی یا دیوارهای برشی با پوشش صفحات سازه ای چوبی یا پوشش ورق های فولادی، دقت در تخت و یکنواخت بودن دیوارهاست. دیوارهایی که دارای انحنای صفحه ای بوده و یا برای نمادهای معماری انتخاب شده اند، برای انتخاب به عنوان دیوارها مهاربندی یا دیوارهای برشی با پوشش صفحات سازه ای چوبی یا پوشش ورق فولادی مناسب نیستند و مهاربندی روی دیوارهای با انحنای صفحه ای ممنوع می باشد.

نمونه هایی از ایرادات فنی اجرا شده در موضوع نقض زاویه ی مهاربندی را در تصاویر مشاهده می نمایید:

شرکت منازیل، لایسنز جنسیز کانادا در دوبی

 

 

 

اضافه طبقه با سازه LSF ال اس اف

اضافه طبقه با سازه LSF ال اس اف:

اضافه طبقه با سازه LSF ال اس اف،یکی از بهترین الگوهای ساختمانی برای بنای جدید،بدون اشغال اراضی محیط زیست برای بنا و هزینه های توسعه ی زیرساختی و خدمات شهری، افزایش طبقه بر روی ساختمان های موجود می باشد.

برای این منظور روش های ساختمانی محدودی را می توان به کار بست که هرکدام دارای مسایل مخصوص به خود هستند. روش هایی مانند الوارهای چوبی، پروفیل های بسته مانند قوطی ها، اسکلت فلزی و قاب سبک فولادی LSF را برای توسعه ی طبقات ساختمان های موجود می توان به کار گرفت.

اما می‌توان گفت سیستم ساختمانی LSF مطلوب ترین روش افزایش طبقه بر روی ساختمان های موجود بدون مقاوم سازی می باشد.

سیستم ساختمانی LSF به دلیل مزیت های خاص سازه ای خود مانند وزن بسیار کم بار مرده نسبت به تمام روش های ساختمانی دیگر، روش های اتصال مطمئن تر، عملکرد سازه ای بسیار کارآمدتر در برابر نیروهای جانبی، عملیات ساختمانی کمتر و فقدان نخاله های ساختمانی و پرت مصالح و زباله های آلاینده‌ی محیط، مطلوب ترین گزینه برای توسعه ی طبقات بنا بر روی ساختمان های موجود می باشد.

با این روش می توان نسبت به استحکام بنای ساختمان موجود، امکان سنجی توسعه ی طبقات نموده و طبقات را حداقل به میزان یک طبقه افزایش داد و در صورتی که استحکام بنای ساختمان موجود و سازه‌ی آن ظرفیت باربری بیشتری را داشته باشد می توان طبقات بیشتری را بر روی آن احداث نمود.

از نظر ماهیت سازه ای ساختمان های موجود نیز بر روی انواع ساختمان های سازه ای بتنی، فلزی و مصالح بنایی قابل اجرا بوده و با تمهیداتی که برای اتصال ساختمان های سبک فولادی LSF‌ برای هرکدام از این ساختمان ها در نظر گرفته شده است، جزییاتی اجرایی ویژه ی هر یک به طور مجزا طراحی شده و ساختمانی به طور امن احداث می گردد.

سازه های سرد نورد شده CFS چیست؟

سازه های سرد نورد شده CFS  چیست؟


اجزای خانواده فولاد سرد (CFS)از ورق های فولادی سازه ای ساخته می شود که از طریق پرس ورقهای بریده شده ویا رول فرمینیگ فولاد توسط مجموعه ای از قالب ها شکل داده می شوند برای شکل دهی به این شیوه به عملیات حرارتی نیاز نمی باشد (برخلاف فولاد نورد گرم) وبنابراین آنها را با نام فولاد سرد می شناسند .
اعضای خانواده فولاد سرد ودیگر محصولات آن نازک تر ، سبک تر ودارای تولید ساده تری بوده ونوعا” نسبت به همتاهای تولیدی به شیوه نورد گرم خود از هزینه های کمتری برخوردارند گستره ای از ضخامت های مختلف فولاد برای برآورده کردن نیازهای سازه ای وغیر سازه ای در دسترس می باشند .


چرا CFS راانتخاب می کنند ؟
فریم های فولاد سرد در طی سالیان اخیر بنابه دلایل متعددی مورد توجه مصرف کنندگان قرار گرفته وتوانسته است که سهمی از بازار را به خود تخصیص دهد . در واقع بیش از 50% از سازه های خانه سازی در ها وایی CFS می باشند. دلایل متعددی برای جلب توجه به سمت فریم های فولاد سرد وجود دارد. فریم های CFS برای کف ودیوارهای داخل بسیار با محصولات چوبی مهندسی و cement board وسازگار می باشند .
مطالعات زمان سنجی متعدد نشان داده اند که مزایایی هزینه ای برای کاربران با تجربه CFS در حدود 2 تا 6درصد کل هزینه بنا می باشند که وابسته به نوع خانه است. همچنین CFS ازتلرانس های ابعادی دقیقی برخوردار است . وبرای مناطقی با مشکل حشرات وموریانه مواجه می باشند گزینه مناسبی است .هیچ دلیلی وجودندارد که منابع
وجودندارد که منابع موجود برای کمک به طراحان از تسهیلات هزینه ای خاصی برخوردار باشند.
فریم های CFS آزادی در راهکارهای طراحی را ارایه می کنند که نسبت به استفاده از فریم سنتی با صرفه تر خواهند بود . (به عبارتی فضای باز بیشتر ،‌تیرهای بلند ترو سقف های بلند)


مزایای فریم های CFS 
برخی از مزایای منحصر به فرد فریم های فولادی عبارتنداز :
1.فراوانی : اعضای خانواده فولادهای سرد به راحتی توسط توزیع کنندگان محلی تامین کنندگان ومصالح ساختمانی در دسترس می باشند .
2. ثبات قیمت: بهای فولاد در طی دو دهه اخیر تقریبا ثابت بوده است .

 


3.کیفیت یکپارچه : فولاد دارای گره ،پیچش ویامعایب موضعی نمی باشد . همواره ا زنظر ابعادی دقیق بوده وتحت تلرانس های تعیین شده ای تولید می گردد .
همخوانی با استانداردها، فریم های CFS تحت استاندارد های ICC,CABO, IBC ,IRC قرار دارند ، عدم اشتعال ومقاومت بالای آنها امکان استفاده آنها را در ساختمانهایی تا ارتفاع 6 طبقه فراهم می آور ند.
4.انعطاف در طراحی: اعضای خانواده CFS در اندازه های مختلف موجود می باشند وطراح را قادر به برآورده ساختن ملزومات مورد نیاز خود برای بارها ، تحت شرایط اقتصادی ودستیابی به طول تیرهای بلند می نماید.
5.وزن سبک:لیستوفر وزن فلز مصرفی در CFS تاحد 40% نسبت به وزن آهن آلات مرسوم در نورد گرم از مصرف کمتری برخوردارند که این امر وزن سازه را کاهش می دهد .
6.نصب آسان: سوراخهای موجود بر روی این سازه ها نصب خطوط الکتریکی، لوله کشی ومکانیکی را سهولت می بخشد
7.ارتجاع کمتر: فریم های CFS توسط پیچ بهم متصل می گردند واین امر مجازا پس زدگی میخ ها را در روش ساخت منازل چوبی حذف می کند.
8.ظاهر مشابه: پس از نصب سطوح نهایی نمای داخل و خارج، ساختمانهای CFS و فولادی از هم قابل تشخیص نخواهند بود.
9.عدم اشتعال : فولادقابل اشتعال نمی باشد . از انتشار آتش جلوگیری بعمل می آورد وبه راحتی با مقررات اشتعال پذیری تطابق می نمایند .

مشخصات :

When specifying CFS framing members, the universal designator system is typically used. The “STUF” designation identifies any common CFS member using:
• Web Depth (D), expressed in 1/100th inches,
• Flange width (B), expressed in 1/100th inches,
• Minimum Base Metal Thickness (t), expressed in mils (1/1000th inches), and the following designators:
Example: Designation for a 5-½”-16 gauge C-shape stud with 1-5/8″ flanges: 550S162-54
CFS members are typically labeled with manufacturer’s identification or logo, minimum uncoated steel thickness, minimum yield strength and coating designation (if other than minimum) at a minimum spacing of 48 inches along the length of the member. For users that are accustomed to the old “gage” system of steel thickness, the following conversions may be useful
.
عضوهای CFS عمدتا توسط علامت شناسایی با لوگوی تولید کننده ، حداقل ضخامت فولاد بدون پوشش ، حداقل تنش شکست ومشخصات پوشش در حداقل فضای 46 اینچ در طول عضو برچسب زنی می شوند ، تبدیلهای زیر می توانند برای کاربرهای آشنا به سیستم ضخامت فولاد (gage)مفیدباشند .
ضخامت فولاد (mil) ضخامت فولاد gauge کد رنگ Ast/4-c955
18 25
27 22
33 20
سفید
43 18
زرد
54 16
سبز
68 14
نارنجی
97 12
قرمز

 

آیا خانه های فولادی در معرض خوردگی قرار دارند ؟
مالکین منازل انتظار دارند که خانه هایشان یک عمر یا بیشتر دوام داشته باشند بنابراین، وجود سیستم حفاظتی مناسب در مواد فریم ها برای تحقق این منظور لازم می باشد درمورد فولاد این کار توسط گالوانیزه سازی انجام می گیرد عضوهای فولادی واقع درداخل منازل همچون فریم کف یا دیوارها، سطح خوردگی بسیار کمتری دارند مطالعات نشان داده اند که فولاد با پوشش مرسوم روی G40 بایستی تحت این شرایط تا بیش از 100سال عمر کند . تمامی عضوهای سازه های دارای حداقل پوشش فلزی G60 (یا معادل آن) می باشند . عضوهای فریم غیر سازه ای نیز دارای حداقل پوشش فلزی G40(یا معادل) می باشند . عدم نصب تیرچه های CFS در تماس با مس ضروری است . مواد CFS با چوب خشک دیوارهای پیش ساخته، محصولات ایزولاسیون ویا گچ خشک وسیمان وارد واکنش نمی شوند .درآب وهواهای خاص ونامساعد همچون ساحلی بایستی از پوشش G70برای حفاظت سازه ها استفاده گردد . مانند هاوایی که درآن خوردگی ، موریانه ، زمین لرزه جزو ملاحظات خاص محسوب می گردند .


مواد مورد نیاز
سطح مقطع Cشکل ،گونه مرسوم درفریم های CFS محسوب می شود . یک عضو Cشکل متشکل از یک صفحه جان، یک بال ویک لبه سوراخدار و یا بدون سوراخ می باشد . نبشی، صفحات ، کانالهای زیر سازی وکلاهی نیز می توانند موجود باشند . ضخامت عضو برحسب mils (یک هزارم اینچ) بیان می شود البته سیستم gauge هنوز به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد .(هر چه gauge بالاتر باشد ضخامت کمتر است) . فولاد دربین دیگر مصالح ساختمانی از بیشترین نسبت مقاومت به وزن برخوردار است .
عضوهای فریم CFS توسط عملیات سرد از ورقهای فولاد سازه ای وبرطبق یکی از استانداردهای زیر شکل دهی می شوند

 .
• ASTM A 653. Grades 33.37.40 &50(Class 1,3)
• ASTM A 722: Grades 33,37,40 & 50A
• ASTM A 875: Grades 33,37,40, & 50(Class 1,31)

فولادهای که برطبق استاندارد ASTM A653 ساخته می شوند بایستی در موارد ملزومات تنشی وارتجاعی با نسبت مقاومت تنشی به نقطه تسلیم حداقل 1.08 وازدیاد طول کل حداقل 10%برای طول 2و%7 برای 8 همخوانی داشته باشند .


تهیه کردن و حمل و نقل
CFS
را معمولاً می توان از پخش کننده های اسکلت فولادی ، تهیه کننده تیغه ها یا تولید کنندههای اسکلت های فولادی ، تهیه کرد.
اجزاء فولادی به صورت دسته یا پالت وجود دارند . با یک جرثقیل می توان تخلیه بار را به راحتی انجام داد . با طراحی برش های دقیق می توانید کار را ساده کنید . نرم افزار Steelxpert یک ابزار عالی برای طراحی این برش هاست . همچنین توصیه می شود که مواد درخواستی را 15% بیشتر سفارش دهید

اتصال دهنده های اجزاء CFS 
پیچ های خودکار دریل کننده (یا پیچ های نفوذ کننده ) شایع ترین اتصال دهنده ها هستند دیگر تکنولوژی های اتصال مثل اتصال دهنده های بادی ، پودری و چین دار( بدون اتصال دهنده ) نیز قابل استفاده می باشند .
اتصالات فولاد به فولاد ، معمولاً از پیچ های سرعت شماره 2/1-8 اینچ برای اتصال تیرچه ها / پایه ها به ناودانی ها استفاده می شود .از پیچ های دریل کننده شماره 4/3-10 اینج برای فولادهای ضخیم تر استفاده می شود. از پیچ های دریل کننده با سطح مقطع کوچک برای مواد سخت استفاده می شود . پیچ ها باید با حداقل فاصله مرکزی 0.5 اینچ از یکدیگر نصب شوند.
اتصالات چوب به فولاد : معمولاً از پیچ شماره 8 دریل کنند به همراه نقطه راهنما برای اتصال چوب به فولاد استفاده می شود . پیچ های خود دریل شونده با سر مخروطی نیز برای وارد شدن به چوب بدون ایجاد ترک در آن طراحی شده اند . پیچ هایی که سر آن آنها ویفر است برای اتصال مواد نرم به پایه های فولادی مورد استفاده قرار می گیرند . از پیچ های سرپخ نیز برای نفوذ در جسم بدون ایجاد خرابی یا ترک در سطح پرداخت استفاده می شود .
پیچ های پوشش ها باید قبل از اینکه سطح پوشش را به داخل فشار دهند ، آن را سوراخ کرده و از آن بگذرند.
اتصالات صفحات گچی به فولاد . صفحات گچی با پیچ های سرتیز مخروطی شماره 6 اینچ (با نام پیچ تیغه ) ، متصل می شوند . از یک تعیین کننده عمق جهت جلوگیری از ایجاد خسارت به صفحه گچی استفاده کنید. برای فولادهایی با ضخامت بیشتر از 43mils از پیچ های مخروطی خود دریل شونده استفاده کنید .

منابع اطلاعات فنی 
اطلاعات فنی درباره فولاد سرد را می توانید در وب سایت North American steel framing alliance به آدرس http://www.steelframingalliance.com بیابید . این وب سایت به سایت های دیگر از جمله light gauge steel Engineers Association با آدرس زیر
/http:// www.Igsea.com
لینک دارد .
هر دو وب سایت دارای اطلاعات مفیدی برای طراحان ، سازندگان و افراد بررسی کننده رعایت شدن قوانین که به یادگیری علاقه مند هستند، می باشند .
فولاد سرد همچنین در قوانین بین المللی ساخت ساختمان ، منتشر شده د ر سال2000 ، توسط International code council. مورد توجه قرار گرفته است .
Steel Framing Standards

 

طراحی یک خانه با استفاده از اسکلت CFS 
کلا سه منبع برای راهنمایی طراح برای ساخت خانه ای با کاربرد CFS وجود دارد :
1. Prescriptive Method for Residential Cold-Formed Steel Framing, 2000 Edition;
2. Sections R505, R603 and R804 of the International Residential Code, 2000
Edition; and,
3. Manufacturer technical data.
دیگر موارد چاپ شده و بولتن های فنی برای اجزاء خاص یا روش های طراحی نیز در دسترس می باشند .
1. Design Guide for Cold-Formed Steel Trusses
2. Shearwall Design Guide
3. Low-Rise Residential Construction Details
4. Durability of Cold-Formed Steel Members
5. Builder’s Stud Guide
6. L-Shaped Header Field Guide
7. Builder’s Guide to Residential Steel Floors
8. Inspection Checklist for Cold-Formed Steel Framing
9. Shear Transfer at Top Plate: Drag Strut Design
10. Vertical Lateral Force Resisting System: Boundary Elements
11. Lateral Load Resisting Element: Diaphragm Design Values
12. Screw Fastener Selection for Light Gauge Steel Frame Construction
For unique conditions, it may be
necessary to use the AISI Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members
با دانستن راهنمایی های بالا ، اکثر تصمیمات طراحی CFS را می توان به سادگی وبا استفاده از جداول راه حل ها و جزئیات اتصالات گرفت.
اما نکات طراحی که می توانند برای تازه کاران مفید باشند در زیر ارائه می شود:
1.رویکرد گروهی شامل پیمان کار ، سازنده ، تولید کننده ، طراح ، مالک مفید است . این بدان معنی است که کل گروه باید هر چه زودتر ، و حتی در طول طراحی در روند داخل شوند.
2.مطمئن شوید که پیمان کار روشهای استفاده از CFS را به خوبی می داند . یک طرح ضعیف می تواند به شکل بدی در تکنولوژی CFS منعکس شود.
3. همیشه از خط مشی ایمنی و سلامت شغلی ناظران پیروی کنید
4. تماس اجزای ساختمانی بایستی به صورت عمودی به محل فونداسیون حمل شوند . مگر اینکه حمل افقی از خصوصیات عضو مربوطه محسوب شود
5.هنگام نصب اعضای فولادی به فولادی ابزار ذیل بایستی با سرعت پائین تر از 2500red/min حرکت کند تا از نصب ناصحیح جلوگیری گردد.
6.لوله کشی را حتی الامکان داخل زمین و دیواره های داخلی انجام دهید
7. از قرار دادن لوله ها در دیوارهای خارجی پرهیز کنید زیرا می تواند با اعضای ساختمانی تداخل داشته باشد و یا ارزش دمایی دیوار را کاهش دهد.
8. سخت کننده های صفحات حمال در مخل گره های سقف ها فراموش نشود. این اجزا ضروری می باشند. سخت کننده ها را می توان در سمت دیگر مخل گره های سقف ها نیز نصب نمود.
9. از راهنمایی طراحی حرارتی (http://www.stealframing alliance.com) برای فهم ضخامت مناسب استفاده کنید.
10. عایق های پلاستیکی ، واشرها و مجاری و یا دیگر روشهای حفاظتی کابلها را بایستی جهت محافظت از پوششهای پلاستیکی کابل های برق هنگامی که از سوراخهای اعضای CFS عبور می کند استفاده نمود .
11. همیشه از جدا بودن لوله های مسی از اسکلت فلزی به وسیله عایق های پلاستیکی و یا دیگر روش های مجاز اطمینان حاصل نمائید .
12. جزئیات تولیدی فولاددر رابطه بااشتعال را می توانید در Ul’s fire cypsum A ssociation fire Resistance Design Manual ، یا دیگر نشریات بیابید.
13. تمام پایه های تحمل کننده بار ، باید در ناودانی هایی با حداکثر شکاف 8/1 اینچ بین انتهای پایه و کف ناودانی ها ، بنشینند.