بخش 1.2.1

ساختمان‌های پیش ساخته فولادی سبک (Light Weight Steel Frame) موسوم به LSF به صورت اجرای خشک و عمدتاً با استفاده از اتصالات پیچی و به روش تولید صنعتی بکار گرفته می‌شوند. این ساختمان‌ها از سه جزء اصلی شامل، ورق‌های فولادی سرد نورد شده جهت تأمین سازه، صفحات تخته گچی بعنوان پوشش رویه درونی و لایه عایق حرارتی و صوتی، تشکیل می‌شوند. کاربرد این ساختمان‌ها به‌عنوان یک سیستم سازه‌ای مستقل، اکثراً در انبوه‌سازی ساختمان‌های دو طبقه، دفاتر و ساختمان‌های تجاری کوچک، واحدهای صنعتی و سالن‌های ورزشی یک طبقه می‌باشد. به نظر می‌رسد این سیستم سازه‌ای توانایی ترکیب شدن با سیستم‌های سازه‌ای دیگر، همانند دیوارهای بتن‌آرمه سازه‌ای را نیز دارا می‌باشند و می‌تواند در ساخت ساختمان‌های کوتاه مرتبه به صورت سیستم سازه‌ای مختلط بکار گرفته شود. جهت ساخت مقاطع سرد نورد شده مطابق آیین‌نامه‌های مربوط به این سازه‌ها، استفاده از اشکال مختلف مجاز می‌باشد. این مقاطع معمولاً دارای ابعاد متنوع و محدوده تغییرات ضخامتی بین ۰/۶ الی ۲/۵ میلی‌متر می‌باشند. اتصال سازه LSF به شالوده، بواسطه یک کلاف افقی با مقطع C شکل صورت می‌گیرد. اجزاء قائم این سیستم به‌عنوان عضو باربر ستونی در بارهای ثقلی عمل می‌نمایند، برخی از این اعضا که در دهانه مهاربندی جانبی سازه قرار می‌گیرند علاوه بر بار ثقلی، متحمل نیروهای ناشی از بارهای جانبی نیز می‌شوند. این اعضا تحت نام وادار (Stud) در این سیستم معرفی می‌شوند. سقف سازه این ساختمان‌ها متشکل از تیرچه‌های فلزی سرد نورد شده بوده که فواصل تیرچه‌ها با توجه به میزان ظرفیت باربری عضو و ابعاد قطعات پوشش سقف که می‌تواند تخته‌های چوبی، سیمانی و یا دال بتن‌آرمه باشد تعیین می‌شود. تیرها و تیرچه‌ها عمدتاً دارای مقاطع با اشکال C یا Z می‌باشند. پوشش سقف با

دال بتن‌آرمه، در صورت تأمین یکپارچگی لازم بین بتن و پروفیل فولادی تیرچه، می‌تواند بعنوان یک سقف مرکب بتنی فلزی طراحی شود. در ساختمان‌های LSF به منظور باربری جانبی سازه در دو امتداد اصلی متعامد، از دهانه‌های باربر جانبی استفاده می‌شود که تحت عنوان (Load Bearing Wall) نامیده می‌شود. دهانه‌های باربر به چهار روش ایجاد می‌شود که عبارتند از: سیستم دهانه‌های مهاربندی شده با اعضای قطری، سیستم دیوار برشی با ورق فولادی نازک، سیستم دیوار باربر با پوشش‌های OSB، سیستم دیوار برشی بتن‌آرمه. در حال حاضر در کشور ایران استفاده از سیستم دهانه‌های مهاربندی شده با اعضای قطری برای ساختمان‌های تا دو طبقه مسکونی و سیستم باربر جانبی دیوار برشی بتن‌آرمه برای ساختمان‌های تا پنج طبقه مجاز می‌باشد. عملکرد صوتی دیوارها و سقف‌های ساخته شده با این سیستم، در صورت رعایت تمهیدات لازم به راحتی پاسخگوی انتظارات تعیین شده در مقررات ملی ساختمان می‌باشد.

پروفیل‌های سرد نورد شده مقاومت کمی در برابر حریق دارند و باید به خوبی محافظت شوند. یکی از دلایل کاربرد گچ به عنوان پوشش داخلی این سیستم‌ها، دستیابی به این هدف است. از عمده مزایای ساختمان‌های سبک فولادی (LSF)، کاهش جرم ساختمان می‌باشد که تأثیر فراوانی در جهت کاهش هزینه‌های ناشی از مصالح، نیروی انسانی و نیز زمان احداث پروژه‌ها خواهد داشت. به‌کارگیری این سیستم در ساختمان‌های ۵ طبقه کشور، با رعایت تمهیدات خاص مقدور بوده است. این سیستم در زمینه‌های 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.

۱- در مناطق با خطر نسبی کم، متوسط و زیاد (مطابق آیین‌نامه ۲۸۰۰ ایران) استفاده از این سیستم سازه‌ای به‌عنوان قاب ساختمانی ساده به همراه دیوار برشی بتن‌آرمه حداکثر در پنج طبقه یا ارتفاع ۱۸ متر از تراز پایه بلامانع است.

۲- استفاده از این سیستم در مناطق با خطر نسبی کم، متوسط و زیاد (مطابق آیین‌نامه ۲۸۰۰ ایران) حداکثر در دو طبقه یا ارتفاع ۷/۲۰ متر از تراز پایه، با اجرای مهاربندی قطری بلامانع است.

۳- به کارگیری این سیستم در مناطق لرزه خیز با خطر نسبی بسیار زیاد (مطابق آیین‌نامه ۲۸۰۰ ایران) مجاز نیست.

۴- بکارگیری حداکثر دهانه ۵ متر و حداکثر ارتفاع ناخالص (با احتساب ضخامت سقف) ۳/۶۰ متر برای هر طبقه در این سیستم مجاز می‌باشد.

۵- طراحی کلیه اجزاء و اتصالات بر اساس استاندارد AISI و طرح سازه‌ای و لرزه‌ای آن بر اساس آیین‌نامه‌های ASCE 2005-07، IBC 2003 و ویرایش‌های بعد از آن انجام گیرد.

۶- کنترل سازه در مقابل بار باد بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران مبحث ششم و با در نظر گرفتن سیستم مقاوم در مقابل بارجانبی ناشی از زلزله که در بندهای ۱ و ۲ آورده شده است انجام گردد.

۷- رعایت محدودیت حداکثر بار زنده و مرده به ترتیب ۲۵۰ کیلوگرم بر متر مربع و ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مربع برای سقف‌ها الزامی است.

۸- رعایت مشخصات فولاد سرد نورد شده بر اساس استاندارد ASTM الزامی است.

۹- رعایت ضوابط فصل ۲۱ آیین‌نامه ACI 318-05 و ویرایش‌های پس از آن برای طراحی دیوارهای برشی بتن‌آرمه الزامی است.

۱۰- تأمین ضوابط دیافراگم صلب برای کلیه سقف‌ها الزامی است.

۱۱- کلیه اتصالات اعضا قائم به اعضا افقی می‌بایستی به گونه‌ای باشند که یکپارچگی اعضا در ارتفاع سازه تأمین گردد.

۱۲- ضوابط مربوط به اجزاء اتصالی شامل پیچ خودکار، پیچ و مهره می‌بایستی مطابق آیین‌نامه AISC و استاندارد AISI تأمین گردد.

۱۳- در صورت استفاده از اتصالات جوشی، رعایت ضوابط و مقررات مربوط به جوشکاری اعضاء سرد نورد شده مطابق استاندارد AISI و آیین‌نامه‌های AWS و AISC الزامی است.

۱۴- سقف سازه‌ای این سیستم متشکل از تیرچه فلزی و دال بتن‌آرمه فوقانی به صورت مقطع مرکب می‌باشد که می‌بایستی بر مبنای ضوابط مقاطع مرکب مطابق آیین‌نامه AISC و دال‌های بتن‌آرمه بر مبنای آیین‌نامه ACI تأمین گردد.

۱۵- بکارگیری مصالح بنایی در دیوارهای خارجی و داخلی مجاز نمی‌باشد. حداکثر وزن متر مربع سطح دیوار تمام شده در جداکننده‌های داخلی نبایستی بیشتر از ۵۰ کیلوگرم بر متر مربع و در دیوارهای خارجی نبایستی بیشتر از ۱۰۰ کیلوگرم بر متر مربع باشد.

۱۶- لازم است تمهیدات لازم جهت عدم مشارکت پانل‌های غیر باربر و جدا کننده‌ها در سختی جانبی سازه صورت پذیرد.

۱۷- لازم است تمهیدات لازم متناسب با شرایط مختلف اقلیمی و محیط‌های خورنده ایران صورت پذیرد.

۱۸- کلیه مصالح و اجزا در این سیستم اعم از معماری و سازه‌ای از حیث دوام، خوردگی، زیست محیطی و غیره می‌بایستی بر مبنای مقررات ملی ساختمان ایران و یا آیین‌نامه‌های ملی یا معتبر بین‌المللی شناخته شده و مورد تأیید بکار گرفته شود، در غیر این صورت اخذ تأییدیه فنی در این خصوص از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن الزامی است.

۱۹- الزامات مربوط به انرژی باید مطابق مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان رعایت گردد.

۲۰- در صورتی که عایق حرارتی به‌صورت پرکننده اجرا شود، باید نوع و ضخامت عایق، مقاومت حرارتی مورد نیاز را تأمین نماید.

۲۱- به منظور کاهش اثر پل حرارتی، لازم است حد فاصل ستونک‌ها (Stud) و لایه خارجی جداره، با نوعی عایق حرارتی متراکم پر گردد.

۲۲- لازم است ملاحظات کامل هوابندی در جدارهای داخلی و خارجی، بازشوها و همچنین محل نصب اجزا اتصالی نظیر پیچ و مهره، با توجه به اقلیم مورد نظر و نیز خطر میعان به عمل آید.

۲۳- رعایت مبحث سوم مقررات ملی ساختمان درخصوص حفاظت ساختمان‌ها در مقابل حریق و همچنین الزامات نشریه

شماره ۴۴۴ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مربوط به مقاومت جدارها در مقابل حریق با درنظر گرفتن ابعاد ساختمان، کاربری و وظیفه عملکردی اجزاء ساختمانی الزامی است.

۲۴- صدابندی هوابرد جداکننده‌های بین واحدهای مستقل و پوسته خارجی ساختمان و صدابندی سقف بین طبقات می‌بایست مطابق مبحث هجدهم مقررات ملی ساختمان تأمین گردد.

۲۵- چنانچه مجموعه ضوابط، دستورالعمل و یا آیین‌نامه در خصوص این سیستم توسط این مرکز انتشار یابد، شرکت‌های تولید کننده، کارفرمایان، مشاوران و پیمانکاران ملزم به رعایت آن می‌باشند.

۲۶- اخذ گواهینامه فنی برای محصول تولیدی، پس از راه اندازی خط تولید کارخانه، از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن الزامی است.

پوشش سقف

تیرچه خرپایی

تیر پیشانی

اتصال به شالوده