عنوان مقاله : بررسی ضریب رفتار سیستم قاب خمشی بتن آرمه واقع بر خاک نرم
محل انتشار:نهمین کنگره ملی مهندسی عمران مشهد
تعداد صفحات: 9
نوع فایل : pdf
بررسی ضریب رفتار سیستم قاب خمشی بتن آرمه واقع بر خاک نرم
عنوان مقاله : بررسی ضریب رفتار سیستم قاب خمشی بتن آرمه واقع بر خاک نرم
محل انتشار:نهمین کنگره ملی مهندسی عمران مشهد
تعداد صفحات: 9
نوع فایل : pdf
این قاب جهت صفحه آرایی متون ادبی و شعر و داستان طراحی شده است.
(کیفیت فایل jpeg پس از دانلود دارای رزولوشن 300 می باشد)
خلاصه مقاله:
پاورپوینت-ساختمانهای قاب فلزی سبک- Lightweight Steel Framing- lsf- در 30 اسلاید-powerpoin-ppt
ساختمانهای قاب فلزی سبک Lightweight Steel Framing موسوم به (LSF) این سیستم، به صورت خشک و به روش تولید صنعتی اجرا میشوند، قابهای فولادی سبک (LSF) که به وسیله نورد سرد تهیه میشود، یکی از انواع سیستمهای ساختمانی مدرن میباشد که به وسیله این روش میتوان ساختمانهایی را به صورت طبقات محدود (معمولاً تا ۵ طبقه) را اجرا کرد.[۱]
این نظام ساختمانی از ورقهای فولادی تشکیل میشود که مقاطع عمدتاً به صورت U,C و Z میباشد. این عناصر فلزی خود به عناصر سازهای اعم از باربر و غیر باربر که وظیفه اصلی آنها پایداری ساختمان است تقسیم میشوند. این سیستم با تکرار قطعات سبک در ساخت دیوارها و سقفها و مانند ساختمانهای چوبی اجرا میشود. اتصالات عمدتاً به صورت اتصالات پیچ و مهره است وجای قرار گیری پیچها به روش تولید صنعتی در کارخانه به دقت زیاد با مختصات دقیق و طبق طراحی انجام شده به وسیله دستگاههای مخصوص مشخص میشود. این سیستم یک سیستم سازهای مستقل میباشد و برای پروژههای انبوه سازی، دفاتر و ساختمانهای تجاری کوچک، ساختمانهای چند طبقه، واحدهای صنعتی و سالنهای ورزشی یک طبقه مناسب است. این سیستم قابل تلفیق با سیستمهای سازهای رایج را مانند بتنی یا فلزی را یه خوبی دارد و برای بالاتر بردن تعداد طبقات (بالاتر از ۵ طبقه) با استفاده از سیستم LSF از این سیستمهای مختلط استفاده میشود. در ساخت و تولید این مقاطع به روش نورد سرد مطابق آیین نامهها اشکال مختلف در ابعاد متفاوت با ضخامتی در حدود ۰٫۶ تا ۲٫۵ میلیمتر از ورقهای گالوانیزه نازک پدید میآید.[۲]
سه جز اصلی این ساختمانها
بر خلاف تصور، استفاده از این سیستم تنها به چند دهه اخیر محدود نمیشود و قدمت استفاده از این روش به ۱۰۰ سال پیش باز میگردد، دراوایل قرن نوزدهم و درسال ۱۸۵۰ میلادی در انگلیس و امریکا در ساخت پلها از قطعات فلزی جداره نازک استفاده شد و تا کنون نیز به مرور در صنعت هواپیما سازی، اتوموبیل و ساختمان سازی نیز کاربرد دارد.
عناصر تشکیل دهنده
اعضای فولادی سیستم قاب فلزی سرد نورد شده را اصطلاحاً CSF مینامند این قطعات از ورقهای فولادی (گالوانیزه) به روش پرس یا نورد (به وسیله غلتک) پدید میآیند که این عناصر را میتوان به طور مستقیم ویا به وسیله یک کلاف افقی به شالوده متصل کرد. در این سازه وظیفه تحمل بارهای عمودی و جانبی را عناصر عمودی که وادار(STUD) نامیده میشود بر عهده دارد و عناصر افقی در این سازه لاوک ((runner نام گذاری میشوند.(گلابچی۲) سقف در این سیستم در اکثر موارد سقف سبک و به صورت موردی با انواع دیگر اجرا میشود لازم به ذکر است که تیر و تیرچههای این نوع سقفهای سبک، همانند استاد و تراکهای دیوارها است. دراین نظام ساختاری در اجرای سقف معمولاً از تیرچههای فلزی با پروفیلهای Z یا C استفاده میشود که متناسب با فواصل تیرچهها برای پوشش میان آنها میتوان از تختههای چوبی یا سیمانی و یا دال بتنی مسلح بهره گرفت.(ص۲) هر دیوار از تعدادی اجزای عمومی C شکل (STUD) به فواصل ۴۰ تا ۶۰ سانتیمتر تشکیل میشود، که این اجزا از بالا وپایین به وسیله اجزای افقی با مقطع U یا C شکل (runner) متصل شدهاند، تشکیل میشود. در صورتی که از مقاطع C شکل به عنوان تراک (runner) استفاده شود، لازم است برشهایی در محل نصب استاد انجام گیرد. در این سیستم سقف نهایی معمولاً به صورت شیبدار به وسیله خرپا و در ایران عمدتاً به صورت دال اجرا میشود.[۱]
بررسی نقاط قوت و ضعف سیستم قاب سبک فولادی
در این سیستم سازهای قطعات باربر وغیر باربر به دقت درون کارخانه تولید شده و در محل مناسب درون کارگاه نصب میشوند که روشی صنعتی درتولید قطعات پیشساخته خواهد بود، از محاسن این روش سرعت بالا، دقت بالا، کیفیت بالا و کنترل کلیه استانداردها در تولید قطعات را میتوان نام برد. از دیگر محاسن این روش ودر صورت اجرای صحیح افزایش سرعت ساخت، کاهش وزن ساختمان، کاهش حجم عملات پیریزی، سطح مفید تمام شده بیشتر، کاهش هزینههای حمل و نقل، انعطافپذیری بیشتر فضاها، سهولت در اجرا، عدم نیاز به ماشین آلات سنگین، حذف جوشکاری و کیفیت بالای اتصالات را بر شمرد.[۱] وزن سازه در این روش ۵۰٪ نسبت به سایر روشهای رایج کمتر است و متعاقب آن کاهش نیروی زلزله وارد شده بر ساختمان نیز کمتر خواهد شد و با توجه به کمتر شدن وزن ساختمان بار وارده بر فونداسیون کمتر شده و کاهش ابعاد آنرا سبب میشود.[۱]
بهرهگیری از اعضای فولاد سرد نورد شده از دهه ۱۸۵۰ میلادی آغاز گردید، ولی استفاده از آن تا انتشار اولین ضوابط انجمن امریکایی فلزات در ۱۹۴۶ گسترش زیادی پیدا نکرد، اولین استاندارد طراحی بر مبنای تحقیقات انجام یافته در دانشگاه کرنل سال ۱۹۳۹ و با پشتیبانی AISI تدوین گردید.
امروزه بدلیل کیفیت مناسب ساخت و سرعت بالا و مقاومت عالی در برابر زلزله از آن در کشورهای انگلستان، آمریکا، کانادا، استرالیا، ژاپن استفاده میگردد.
ساختمانهای پیش ساخته فولادی سبک (LIGHT WEIGHT STEEL FRAME) به ساختمانهای LSF موسوم بوده که بصورت خشک و عمدتاً" با استفاده از اتصالات پیچی بکار میروند.
اجزا
این ساختمانها از ۳ جزء اصلی شامل: مقاطع متشکل از ورقهای فولادی سرد نورد شده برای سازه، صفحات گچی یا PVC به عنوان پوشش و لایه عایق حرارتی و صوتی تشکیل میشوند. کاربرد این ساختمانها به عنوان یک سیستم سازهای مستقل و اکثراً" در انبوه سازی ساختمانهای دو یا سه طبقه ویلاها، ساختمانهای کوچک، واحدهای صنعتی و سالنهای ورزشی یک طبقه است.[۳] این روش یک سیستم سازهای باربر ثقلی است که قابلیت ترکیب شدن با سیستمهای سازهای دیگر، مانند دیوارهای بتن مسلح سازهای (دیوارهای برشی) را دارد و در ساختمانهای کوتاه بصورت سیستم سازهای مختلط بکار میرود.
استفاده از اشکال مختلف آن طبق آیین نامه مجاز بوده و مقاطع آن دارای ابعاد متنوع و محدوده تغییرات ضخامتی بین ۶/۰ تا ۵/۳ میلیمتر میباشد. اتصال LSF به شالوده توسط کلاف افقی با مقطع C، شکل گرفته و اجزای قائم به عنوان عضو باربر ستونی در بارهای ثقلی عمل میکند، برخی از این اعضا در دهانه مهاربندی جانبی سازه علاوه بر بار ثقلی، متحمل نیروهای ناشی از بار جانبی هم میباشد که تحت نام (STUD) در سیستم معرفی شدهاند.
سقف این سازهها متشکل از تیرچههای LSF سرد نورد شده میباشد. تیرها و تیرچهها عمدتاً" دارای مقاطع با اشکال C و Z میباشند. پوشش سقف از دال بتنی است ولی درصورت نیاز به یکپارچگی لازم بین بتن و پروفیل فولادی تیرچه، میتواند به عنوان سقف مرکب فلزی طراحی و اجرا شود.LSF بمنظور باربری جانبی سازه در امتداد اصلی متعامد، از دهانههای باربر جانبی استفاده شود[۴]
دهانه باربر
دهانههای باربر به ۴ روش ایجاد میشود که عبارتند از سیستم دهانههای مهاربندی شده با اعضای قطری، سیستم دیوار برشی با ورق فولادی نازک، سیستم دیوار باربر با پوشهای OSB، سیستم دیوار برشی بتنآرمه.
در حال حاضر در کشور ایران استفاده از سیستم دهانههای مهاربندی شده با اعضای قطری برای ساختمانها تا ۲ طبقه مسکونی و سیستم باربر جانبی دیوار برشی بتنآرمه برای ساختمانهای تا ۵ 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.[۳]
پروفیلهای سرد نورد شده مقامت کمی در برابر حریق دارند و باید به خوبی محافظت شوند. یکی از دلایل کاربرد گچ به عنوان پوشش داخلی ساختمانها، دستیابی به این هدف است. از عمده مزایای ساختمانهای سبک فولادی LSF کاهش جرم ساختمان میباشد که تاثیر فراوانی در جهت کاهش هزینههای ناشی از مصالح، نیروی انسانی و نیز زمان احداث پروژهها خواهد داشت. به کارگیری این سیستم در ساختمانهای پنج طبقه کشور با رعایت تمهیدات خاصی مقدور بوده و به نظر میرسد به عنوان یک گزینه در انبوه سازی میتواند موفق باشد مشروط بر آنکه بر اساس عملکرد سازهای، طراحی و اجرای آن، محدودیتها و ضوابط موجود در سایرآیین نامهها بررسی و برای کشور تدوین و تهیه گردد. قدر مسلم آنکه اصلاحاتی در خصوص مقاطع ستونی، اعضای قطری مهاربند و نیز اتصالات این سیستم مورد نیاز میباشد که میبایست به نحو شایستهای بدان پرداخته شود. این سیستم در زمینههای انرژی، حریق، اکوستیک و سازه در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، مورد ارزیابی قرار گرفته و کاربرد آن در حیطه الزامات ارائه شده، مجاز میباشد[۴]
الزامات طراحی و اجرا
الزامات طراحی اجرا در ایران
سیستم در مناطق لرزه خیز با خطرنسبی بسیار زیاد (مطابق آیین نامه ۲۸۰۰ ایران) مجاز نیست.
دیوارهای غیر باربر
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 studوادار وtrack (تیرچه) شکل گرفته است و ساختار اصلی دیوارها از ترکیب نیمرخهای فولادی گالوانیز