سازه LSF چیست و چه مزایا و معایبی دارد؟

بخش‌های مختلف سازه LSF از قبل با استفاده از ورق‌های فولادی ساخته می‌شوند. سپس این بخش‌های پیش‌ساخته با استفاده از روش‌های گوناگون مانند پیچ و مهره، بولت و سایر اتصالات به هم وصل شده و یک سازه کامل را تشکیل می‌دهند. با توجه به این که قسمت‌های مختلف مورد نیاز در سازه به صورت آماده تولید می‌شوند، تا حد زیادی در زمان و هزینه صرفه‌جویی خواهد شد. وزن این سازه‌ها نسبت به سازه‌های بتنی و فولادی سبک است. این مزیت کمک می‌کند تا بارهای وارد بر پایه به کمترین میزان برسد و ایمنی ساختمان‌ افزایش یابد. ساختمان‌های مختلف با انواع کاربری از جمله مسکونی، تجاری، ویلایی، مدرسه و هتل را می توان به روش LSF اجرا کرد.

استفاده از مصالح پیش ساخته فولادی تقریبا از سال ۱۹۳۰ میلادی به تدریج به صنعت ساختمان سازی وارد شد. با این حال، ظهور سازه LSF به صورت گسترده از سال ۱۹۴۶ اتفاق افتاد. در ابتدا به دلیل مقرون به صرفه نبودن این روش جدید، استقبال زیادی از آن صورت نمی‌گرفت و کاربرد محدودی داشت. اما از سال ۱۹۹۰ به دلایل گوناگون از جمله بالا رفتن قیمت چوب و محدود شدن منابع آن که در این دوره مهمترین مصالح ساختمان سازی به شمار می‌آمد، مشکلات زیست محیطی ناشی از قطع درختان، افزایش جمعیت و نیاز به ایجاد سریع و انبوه مسکن، این روش با استقبال عمومی مواجه شد.

البته برخی کشورها مانند ژاپن از همان حدود سال ۱۹۵۰ یعنی بعد از جنگ جهانی، تمرکز زیادی روی استفاده از سازه‌های پیش ساخته قرار داده و بخش قابل توجهی از ساختمان‌های خود را با استفاده از سازه LSF ایجاد کردند. به هر حال، امروزه این نوع سازه‌ها به دلیل ویژگی‌های مناسبی همچون سرعت اجرای بالا، کیفیت ساخت، عملکرد مناسب در برابر زمین در بسیاری از کشورهای دنیا رواج یافته‌ اند. آمریکا، کانادا، استرالیا و ژاپن کشورهایی هستند که به صورت گسترده از سازه‌های LSF در بخش ساختمان سازی بهره می‌برند. این سازه‌ها در کشور ما هم جایگاه خود را به دست آورده و تعداد ساختمان‌هایی که با این روش ساخته می‌شوند، به تدریج در حال افزایش است.

همانند سازه‌های بتنی و فولادی، برای اجرای سازه‌های پیش ساخته هم ابتدا باید طراحی انجام گرفته و نقشه‌های معماری و اجرایی بر اساس آن تهیه شوند. با تکمیل این مراحل، امکان شروع ساخت سازه وجود خواهد داشت. این فرایند هم خود دارای مراحل مختلفی است که برخلاف سایر انواع سازه، امکان پیشبرد کار در بخش‌های مختلف به صورت همزمان وجود دارد. مهمترین اجزای این نوع سازه‌ها که امکان ساخت‌ شان به صورت همزمان و همچنین مرحله به مرحله وجود دارد، به صورت زیر است.

1. پِی ریزی و فونداسیون
2. نصب دیوارها و اسکلت سازه
3. اجرای سقف سازه
4. پوشش خارجی و داخلی سازه
5. نصب تأسیسات
6. نصب درب و پنجره

1- پی و فونداسیون

همانند سازه‌های فولادی و بتنی، اولین مرحله در اجرای سازه‌های LSF ایجاد فونداسیونی مناسب است. تفاوتی که در اینجا وجود دارد، ارتفاع پی ساختمان‌ در سازه‌های LSF است. ارتفاع پی در این ساختمان ها به دلیل سبک بودن وزن‌شان و استفاده برای اجرای ساختمان‌های کم ارتفاع، تا حدودی کمتر است. به طور میانگین، برای این نوع سازه‌ها شالوده‌ای به عمق حدود ۵۰ سانتی‌متر ایجاد می‌شود. پس از این که شالوده آماده شد، آرماتور بندی و قالب‌بندی انجام‌ می‌گیرد. در آخر هم انکر بولت‌ها در فاصله‌هایی مشخص و استاندارد کار گذاشته می‌شوند تا بتوانند دیوارها را به خوبی نگه دارند.

2- نصب دیوارها و اسکلت سازه

دومین مرحله در اجرای سازه‌های LSF، مربوط به نصب دیوارها و اسکلت اصلی ساختمان است. در این مرحله دیوارهای باربر یا حمال نصب خواهند شد. وظیفه این دیوارها، دریافت بارهای عمودی و افقی و انتقال آن‌ها به کف سازه می‌باشد. این دیوارها همچنین از سازه در برابر نیروهای ناشی از باد، زمین لرزه و سایر عوامل این چنینی، محافظت می‌کنند. مهمترین مصالح مورد استفاده در نصب و برپایی این دیوارهای باربر، تراک، استاد و پانل‌های گچی هستند. تراک و استاد به ترتیب اعضای افقی و عمودی سازه‌های پیش ساخته هستند. ابتدا باید این دو المان نصب شده و سپس پانل‌های گچی به صورت کشویی در آن‌ها تعبیه گردند. برای جلوگیری از آسیب سازه LSF در برابر نیروی باد و غیره، از یک سری مهاربندهای موقت استفاده می‌شود. این مهاربندها به انتهای قالب‌ها و استادهای میانی متصل می‌گردند.

3- اجرای سقف سازه LSF

بعد از آنکه نصب دیوارها تکمیل شد، اجرای سقف آغاز می‌گردد. سقف یکی از بخش‌های مهم در این نوع سازه‌ها است که از تنوع بالایی برخوردار بوده و بسته به محیط جغرافیایی محل ساخت اجرا می‌شود. خرپاهای سقفی و تیر ریزی مسطح دو نمونه از رایج‌ترین شیوه‌هایی هستند که برای اجرای سقف سازه LSF مورد استفاده قرار می‌گیرند. در صورتی که از روش تیر ریزی مسطح استفاه شود، تیرها را در امتداد استادها قرار می‌دهند تا بار سقف مستقیما به این اعضای عمودی و از آن جا به پی ساختمان وارد شود. ذکر این نکته هم الزامی است که پوشش سقف سازه‌های پیش ساخته در بیشتر موارد به صورت خشک و گاهی اوقات بتن درجا اجرا می‌شود.

4- پوشش داخلی و خارجی سازه

سازه‌های پیش‌ساخته دارای ظاهری نسبتا مناسب هستند. با این حال، هم در بخش داخل و هم خارج ساختمان آن‌ها را با مصالح دیگری پوشش می‌دهند تا ظاهری زیباتر داشته باشند. مزیت سازه LSF در این بخش، امکان استفاده از انواع مصالح سنتی و مدرن برای پوشش دهی است. برای مثال، سقف این سازه‌ها معمولا با بتن یا تخته‌های چوبی و گچی پوشش داده می‌شوند. امکان پوشش دهی نمای داخلی ساختمان نیز با روش‌های گوناگونی وجود دارد که دیوار پوش، رنگ، کاغذ دیواری، کاشی و گچ برخی از مهمترین آن‌ها به شمار می‌آيند. اجرای نمای خارجی ساختمان را نیز می‌توان با استفاده از ملات خشک و تر انجام داد.

5- نصب تاسیسات

اجرای تاسیسات هم در سازه‌های پیش ساخته نسبت با سایر سازه‌ها تا حد زیادی ساده‌تر است. برای مثال، جهت عبور لوله‌های آب و گاز و سیم کشی در سازه‌های بتنی نیاز به کند و کاوهای زیادی وجود دارد. این در حالی است که سازه LSF دارای فضایی مناسب برای رد شدن این تاسیسات بوده و نیاز به اتلاف هزینه و انرژی جهت این امر وجود ندارد. لوله‌های مورد استفاده در این سازه‌ها هم عمدتا از نوع پی وی سی و سوپر پایپ است که مقاومتی تقریبا برابر با لوله‌های فولادی و چدنی دارند. اما از نظر وزن نسبت به آن‌ها سبک‌تر بوده و انعطاف پذیری بالاتری هم دارند.

6- نصب درب و پنجره

تقریبا آخرین مرحله در ساخت سازه‌های LSF، نصب درب و پنجره در بخش‌های مختلف ساختمان است. البته امکان انجام مراحل مختلف به صورت همزمان در این سازه‌ها وجود داشته و به همین خاطر بعد از تکمیل دیوارها و سقف، می‌توانید درها و پنجره‌ها را کارگذاری کنید. جنس درب و پنجره مورد استفاده در ساختمان‌هایی که با سازه LSF ساخته می‌شوند هم بسیار متنوع بوده و شما می‌توانید از انواع پی وی سی، آلومینیوم و غیر استفاده کنید. در برخی موارد، دیوارهای جداکننده هم در مراحل آخر کارگذاری می‌شوند. اگر چه عمدتا همزمان با اجرای دیوارهای باربر و اسکلت ساختمان به این نوع دیوارها هم پرداخته می‌شود.

سازه‌های سبک فولادی ویژگی‌های مثبت منحصر به فردی دارند. ویژگی‌هایی که عمدتا در سایر سازه‌ها از جمله فولادی و بتنی وجود ندارد. مزایای به کارگیری سازه‌های پیش ساخته تنها برای مصرف کننده نیست، بلکه سایر گروه‌ها از جمله سازندگان و طراحان هم از آن برخوردار می‌باشند. نخستین مزیت قابل توجه، صرفۀ اقتصادی است. در اجرای این روش، زمان ساخت سازه‌ها تا حد زیادی کاهش یافته و هزینه نیروی کار هم به تبع آن پایین خواهد آمد. این سازه‌ها در برابر عوامل آسیب‌زا از جمله خوردگی، پوسیدگی و نفوذ حشرات و حیوانات موذی مقاومت بالایی دارند.

سایر مزیت‌های سازه‌های LSF در زیر بیان شده است.

• طول عمر بالا.
• وزن سبک.
• امکان استفاده از مصالح متنوع.
• به حدأقل رسیدن بارهای وارد بر فونداسیون.
• سرعت بالا در اجرای این ساختمان‌ها نسبت به سازه‌های بتنی و فولادی.
• انعطاف‌پذیری بالا در طراحی و ساخت انواع ساختمان‌ها با کاربری های مختلف.
• امکان ایجاد ساختمان‌هایی با استانداردهای کامل.
• در صورت آسیب دیدگی برخی قسمت‌ها، به سادگی امکان تعمیر یا تعویض آن وجود دارد.

سایر مزایای LSF عبارتست از:

• تعمیرات و مقاوم‌ سازی این سازه‌ها بسیار سریع و راحت است.
• نصب و اجرای تأسیسات در سازه‌های LSF به سرعت انجام می‌گیرد.
• امکان پیشبرد کار در تمام بخش‌های ساختمان به صورت همزمان وجود دارد.
• نیاز به تجهیزات کمی وجود داشته که همین موضوع امکان کار در فضای کم را هم فراهم می‌سازد.
• این سازه‌ها از عملکرد مناسبی در برابر صوت برخوردار بوده و محیطی سالم برای مصرف کننده ایجاد می‌کنند.
• مقاوت سازه‌های LSF در برابر آتش سوزی، زلزله و توفان‌های شدید بسیار زیاد است.
• با توجه به ضخامت کمتر سازه‌های پیش ساخته نسبت به انواع بتنی و فلزی، فضای مفید داخلی ساختمان بیشتر می‌شود.
• مصالح مورد نیاز در این ساختمان‌ها کمتر بوده و امکان بازیافت آن‌ها با درصد بالایی وجود دارد.
• سازه LSF تا حد زیادی در جلوگیری از اتلاف انرژی تاثیر گذار است.
• اجرای اتصالات در این سازه‌ها با کیفیت بالایی انجام می‌گیرد.
• برای ایجاد ساختمان‌هایی که با این روش ساخته می‌شوند، نیازی به انبار کردن مصالح در محل کارگاه نبوده و معمولا تاسیسات به صورت مستقیم از کارخانه فرستاده می‌شوند.

با وجود مزایای فراوان LSF،‌ این سازه‌ها معایبی هم دارند که البته نسبت به ویژگی‌های مثبتی که دارند، قابل چشم پوشی است. با این حال، هنگام انتخاب این روش برای اجرای ساختمان خود، خوب است از معایب آن هم مطلع باشید.

• در ابعاد دهانه‌ها محدودیت وجود دارد.
• تعداد طبقات ساختمان‌هایی که با این نوع سازه ایجاد می‌شوند، محدود است. به عبارت دیگر، بیشتر برای ساختمان‌های با ارتفاع کم تا متوسط مناسب هستند.
• به نیروی کار متخصص و خبره نیاز است که مهارت لازم برای نصب سازه‌های پیش‌ساخته و اتصال مستحکم آن‌ها دارا باشد.
• قطعات گالوانیزه که یکی از مصالح مهم در سازه LSF به شمار می‌آيند، قیمت بالاتری نسبت با سایر مصالح فولادی دارند. بدیهی است که قیمت تیرآهن روی‌اندود شده نسبت به انواع فولادی آن بالاتر است. زیرا در زمان تولید، مراحل اضافه‌تری را که شامل فرایندهای گالوانیزه است طی می‌کند.

مزایای فراوان و ویژگی‌های منحصر به فرد این نوع سازه باعث کاربرد فراوان آن در صنعت ساختمان سازی گردیده است. امروزه بسیاری از کشورهای پیشرفته دنیا مانند آمریکا، ژاپن، کانادا و استرالیا اهمیت استفاده از این نوع سازه‌ها را به خوبی درک کرده و در ساخت شهرک و انبوه سازی‌های خود از آن‌ها استفاده می‌کنند. سازه LSF در کشور ما هم کم کم جایگاه خود را به دست آورده و به دلیل مقرون به صرفه بودن و سرعت اجرای بالا، به تدریج در حال استفاده و جایگزینی با سازه‌های سنتی است. این روش ساختمان‌سازی را می‌توان در موارد زیر پیاده سازی کرد.

• ساخت مجموعه‌های آموزشی و ورزشی.
• ایجاد سوله‌های بزرگ صنعتی و کارگاهی.
• اجرای آن ها به منظور ایجاد کارخانه و محیط‌های تولیدی و صنعتی.
• اجرای پلان نیم طبقه با استفاده از سازه LSF در برخی ساختمان‌ها.
• پارتیشن بندی ساختمان‌ها و اجرای سقف کاذب.
• اضافه کردن طبقات جدید در ساختمان‌هایی که با سازه ‌های LSF ایجاد شده یا پتانسیل لازم برای انجام این کار را دارند.
• ایجاد شهرک‌های صنعتی، مسکونی و تجاری، به صورت دائم یا موقت.