سازه‌های سبک فولادی، LSF که مخفف Lightweight Steel Frame است، یکی از انواع نسبتا جدید ساختمان است که با توجه به مزیت‌ها و معایب موجود، توسط کارفرما اجرا می‌شود.
با توجه به قرارگیری ایران بر روی نوار زلزله و زلزله‌خیز بودن آن، استفاده از ایده‌ها و روش‌های جدید در ساختمان سازی بسیار پر‌اهمیت می‌باشد. سبک کردن ساختمان نیز یکی از روش‌هایی می‌باشد که خطر تخریب و خرابی توسط زلزله را کاهش می‌دهد و در سازه‌های LSF این ضعف به خوبی پوشش داده می‌شود.
سازه LSF سازه‌ای از پیش ساخته شده است که بر اساس طرح دلخواه در کارخانه ساخته شده و در محل اجرا به وسیله اتصالات مورد نظر مانند بولت، پیچ‌‌های سر مته ای و غیره اجرا خواهد شد. این سازه از مقطع‌های فولادی با جدار نازک که با روش نورد‌سرد بر روی فلزهای نازک فلزی تولید شده اند ساخته می‌شود.
فهرست این مطلب
تاریخچه سازه سبک فولادی (LSF)
با توجه به ویژگی‌ها و مزیت‌های سازه‌های LSF مانند سرعت اجرای بالا، کیفیت مناسب و مقاومت بالا در برابر زلزله، این نوع سازه طرفداران بسیاری پیدا کرده است و در بسیاری از کشورها مورد استفاده قرار گرفته است. شروع استفاده از سازه‌های LSF در ساختمان‌سازی از سال 1946 بوده ولی به دلیل اقتصادی نبودن، به صورت محدود اجرا میشد. از سال 1990 با توجه به افزایش قیمت چوب و کمبود آن، دلایل محیط زیستی و همچنین کاهش مدت زمان اجرا، استفاده از سازه LSF دوباره رونق گرفته و در بسیاری از کشورها مانند آمریکا، ژاپن، استرالیا، کانادا، آلمان و غیره استفاده می‌شود.
استفاده از سازه LSF در ایران
همان طور که پیش‌تر نیز اشاره شد، ایران از جمله کشور‌هایی است که به دلیل تلاقی چندین پوسته مختلف زمینی و قرارگیری بر روی کمربند زلزله، سالانه در معرض خطرات مالی و جانی ناشی از زمین لرزه قرار دارد. این امر نشان دهنده آن است که تا چه حد سازه‌های LSF می‌توانند در کشور عزیزمان نقشی کلیدی و راه‌گشا داشته باشند.
اما علی‌رغم اهمیت بالای آن مشاهده می‌شود که هنوز استقبال عمومی از این سازه‌ها به حد بالایی در کشور نرسیده است و کمتر جایگزین سازه‌های کلاسیک می‌شوند. استفاده از شبکه‌های اجتماعی و کمک مسئولین از تولیدکنندگان احتمالی سازه‌های LSF میتواند به گسترش هرچه بیشتر آن در بین عموم مردم کمک شایانی بنماید.
مزایا و معایب سازه سبک فولادی (LSF)
از مزایای سازه‌های LSF می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- داشتن وزن پایین‌تر(حدود 25 تا 30 درصد) نسبت به سایر سازه‌ها، در نتیجه آسیب کمتر در مقابل زلزله
- سرعت اجرای بالا و نصب که باعث برگشت سرمایه در زمان کوتاه، به همراه کیفیت بالای ساخت شود.
- صرفه‌جویی در مصرف انرژی با توجه با عایق بندی مناسب دیوارها
- مقاومت بالا در برابر مواردی مانند خوردگی، آتش سوزی، حشرات، با‌د، طوفان و غیره.
- ایجاد فضای مفید 9 تا 11 درصدی نسبت به روش‌های سنتی به دلیل کم بودن ضخامت دیوارها
- قابلیت تولید به تعداد زیاد
- حمل و نقل راحت و آسان با توجه به وزن کم سازه
- طول عمر زیاد
- قابل بازیافت بودن
- امکان اجرای سازه در شرایط آب و هوایی مختلف
با اینکه سازه LSF مزیت‌های بسیاری دارد، اما دارای نقطه ضعف‌هایی نیز می‌باشد. از جمله این نقطه ضعف‌ها می‌توان به نیاز حتمی به نیروی متخصص و باتجربه هنگام اجرای کار، داشتن محدودیت طبقاتی و مناسب نبودن برای ساختمانهای دارای طبقات زیاد و محدودیت در ابعاد دهنه اشاره کرد.
کاربرد سازه سبک فولادی (LSF)
با توجه به نیاز‌های موجود در بازار و همچنین ویژگی‌های خاص سازه LSF، معمولا در موارد زیر از این نوع سازه استفاده می‌شود.
- با توجه به یکسان بودن ساختمان‌ها در شهرک‌ها و همچنین نیاز به اجرا با سرعت بالا، سازه‌هایLSF گزینه بسیار مناسبی برای شهرک سازی می‌باشند.
- سالن‌های مختلف مانند مرغداری‌ها، گلخانه، گاوداری‌ها
- برای بازسازی و ترمیم مناطق آسیب دیده با توجه به سرعت بالای اجرا سازه‌های LSF
- ایجاد محل اسکان موقت در هنگام اجرای پروژه‌ها با توجه به مدت زمان پیشبینی شده
- ساخت سوله در مقیاس‌های کوچک
- استفاده به عنوان جداکننده فضا
- ویلاسازی
- قابلیت اضافه شدن به انواع سازه‌ها در پشت‌بام
اتصالات سازه سبک فولادی (LSF)
سازه‌های LSF معمولا با استفاده از پیچ و مهره و یا با استفاده از جوشکاری بهم متصل می‌شود، اتصال از نوع جوشکاری معمولا در مواقعی کاربرد دارد که نیاز به مقاومت و ایستایی بیشتر داشته باشیم، همچنین در هنگام استفاده از سازه‌های مورب نیز از جوشکاری استفاده می‌شود. اتصال از نوع پیچ و مهره نیز برای جلوگیری از خطرات زلزله توصیه می شود، واشرهای فنری‌‌ای که بر روی پیچ و مهره‌ها موجود می‌باشد انعطاف پذیری سازه را بالا می‌برند و از شکستن سازه جلوگیری می‌کنند.
در واقع هدف از این مدل اتصال در سازه‌های LSF جلوگیری از شکستن اتصالات می‌باشد.عدم اتصال درست در بین سازه‌های بتنی و فولادی میتواند یکی از دلایل مهم شکستن بتن‌ها و فولاد بر اثر فشار زلزله باشد، پس استفاده از سازه‌های منعطف در هنگام زلزله بسیار مهم می باشد.
تفاوت سازه‌های LSF و بتنی
تا به حال در مورد مزایا و کاربرد سازه‌های LSF به طور کامل توضیح داده شد، حال ممکن است این سوال در ذهنتان شکل گرفته باشد که این سازه‌ها چه برتری بر سازه‌های پرکاربرد قدیمی نظیر سازه‌های بتنی دارند. باید گفت برای جست و جو در خصوص تفاوت بین این دو سازه، باید به ذات این مواد مراجعه کرد.
سازه‌های LSF از فولادهای نسل جدید ساخته می‌شوند در نتیجه انعطاف بالایی دارند و در طراحی‌های بسیار متنوع می‌توانند به کار روند. همچنین به دلیل خاصیت چقرمگی بالای فولاد، این سازه‌ها در مقابل زلزله مقاوم‌ترند. سازه‌های بتنی بسیار سنگین هستند و در برابر زلزله، نرخ تخریب بالاتری دارند. استفاده از میلگرد در بتن نیز با توجه به تغییرات قیمت میلگرد با نوسانات بازار، در ساختمانهای کوچک به صرفه نیست. بدیهی است که در آینده‌ای نچندان دور می‌توان متصور بود که سازه‌های LSF در بسیاری از کاربری‌ها، جای سازه‌های کلاسیک نظیر بتنی را خواهند گرفت.
چشم‌انداز استفاده از سازه سبک فولادی
با توجه به ویژگی‌های سازه‌های LSF،این نوع سازه به صورت قطع از جایگاه بسیار مهمی در آینده ساخت و ساز ایران و جهان برخوردار خواهد بود. در واقع بر اساس اینکه مواردی مانند شرایط اقتصادی،مدت زمان اجرای پروژه، انرژی و حمل‌و‌نقل، نیروی انسانی، سرعت اجرای پروژه و غیره دارای اهمیت بالایی می‌باشند و در سازه‌های LSF این موارد همگی حل شده و مدنظر قرار گرفته‌اند ، می‌توان پیشبینی کرد که سازه LSF توان رقابت با سایر سیستم‌های ساختمانی را خواهد داشت و از آن استفاده بیشتری خواهد شد.