سازه سی اف اس CFS چیست؟
سازه CFS یا Cold-Formed Steel سازه ای که از فولاد سرد نورد شده ساخته شده است. سازه CFS سازه ای است که اعضای آن معمولا به صورت C شکل یا U شکل می باشند و این اعضا از فرم دهی سرد ورق های گالوانیزه با حداکثر ضخامت 2.5 میلیمتر ساخته می شوند. در ایران اکثرا به جای عبارت سازه CFS از عبارت سازه LSF یاد می کنند. سازه LSF (ال اس اف) یا Light Steel Frame به معنی قاب فولادی سبک می باشد.
تاریخچه سازه CFS
استفاده از اعضای فولادی سرد نورد شده در صنعت ساختمان، از سال ۱۸۵۰ میلادی در ایالت متحده و انگلستان آغاز شد. با این حال استفاده از فولاد سرد نورد شده به عنوان مصالح ساختمانی تا سالهای ۳۰-۱۹۲۰ میلادی به دلیل عدم وجود استاندارد طراحی محدود بود.
ضوابط طراحی سازه CFS
۴ گزارش اول منتشر شده از پروفسور وینتر، استاد دانشگاه کرنل در سال های ۱۹۴۰، ۱۹۴۳، ۱۹۴۴ و ۱۹۴۶ به اولین ویرایش استاندارد AISI در زمینه فولاد سبک سازه ای با نام “آیین نامه طراحی اعضای سازه ای فولاد سبک ” تبدیل شد.
آیین نامه های مرتبط برای سازه CFS، نشریه 612 و613 با عنوان ” آیین نامه طراحی و اجرای سازه های فولادی سرد نورد” می باشد که در نشریه 612 مباحث سازه ای و در نشریه 613 مباحث غیر سازه ای مطرح شده است.
مشخصات ورق سازه CFS
جنس ورق سازه CFS از فولاد گالوانیزه می باشد که مطابق با نشریه 612 می بایست مشخصات زیر را داشته باشد.
مشخصات فولادهاي مجاز
انواع ورقهاي فولادي مجاز براي استفاده در اعضاي سردنوردشده بر اساس استاندارد ASTM A1003 عبارتند از:
فولاد سازهاي رده 230تيپ (ST230H) H
فولاد سازهاي رده 340تيپ (ST340H) H
فولاد سازهاي رده 230تيپ (ST230L) L
فولاد سازهاي رده 340تيپ (ST340L) L
استفاده از فولادهاي تيپ L تنها براي لاپه ها و تيرچه ها مجاز است.
مشخصات فولادهاي مجاز
| مشخصه فولاد | مقاومت تسليم (مگاپاسكال) | مقاومت نهائي كششي (مگاپاسكال) | افزايش طول در 50 ميليمتر |
| ST340H | 340 | 450 | %10 |
| ST230H | 230 | 310 | %10 |
| ST340L | 340 | – | 3% |
| ST230L | 230 | – | 3% |
محافظت در برابر خوردگي سازه CFS
اعضاي سازه اي و غيرسازه اي مورد استفاده در ساخت سازه CFS ( قابهاي فولادي سبك)، بايد داراي حداقل پوشش محافظ در برابر خوردگی مطابق ضوابط اين قسمت باشند. محافظت مضاعف در برابر خوردگي، در لبه اعضاي قاب داراي پوشش فلزي كه در سايت يا كارخانه سوراخ يا بريده شده اند، لازم نيست. در صورت عدم استفاده از پوشش محافظ مضاعف، اعضاي سازه بايد داخل ساختمان قرار گرفته و به طور مناسب از تماس مستقيم با رطوبت زمين و عوامل محيطي محافظت شوند. به منظور جلوگيري از وقوع واكنش شيميايي، فلزات غيرهمسان نبايد در تماس مستقيم با اعضاي قاب فولادي سبك قرار گيرند.
انواع پوشش های محافظ مجاز سازه CFS
براي پوشش محافظ ورقهاي فولادي در سازه CFS (یا قابهاي فولادي سبك) لازم است از پوشش محافظ با آلياژ روي-آلومينيوم 55%، AZ150 طبقه ASTM A792/A792 M و یا پوشش محافظ روی، Z180، طبق ASTM A653/A653 M استفاده شود.
نوع پوشش محافظ | مشخصه پوشش | نیازهای حداقل | ||
آزمون سه نقطه ای | آزمون تک نقطه ای | |||
کل سطح دو طرف | یک طرف | کل سطح دو طرف | ||
Gr/m2 | Gr/m2 | Gr/m2 | ||
روی | Z180 | 180 | 60 | 150 |
| آلیاژ روی-آلومینیوم 55% | AZ150 | 150 | – | 130 |
سیستم باربری ساختمانی سازه CFS
سیستم باربری ثقلی و لرزه ای یک ساختمان که با سازه CFS ساخته می شود سیستم دیوار باربر می باشد.
اجزای این سیستم باربر شامل دیوارها، سقف ها و شیروانی ها می باشد.
در یک سیستم ساختمانی، هر دیوار از اعضای CFS به شرح ذیل تشکیل شده است:
- استاد (یا المان های قائم)
- رانر (یا ترک یا المان های تحتانی و فوقانی قاب فولادی سبک)
- بریج ( یا مهارهای جانبی استادها)
- تسمه (یا بادبند)
در یک سیستم ساختمانی، هر سقف تخت از اعضای CFS به شرح ذیل تشکیل شده است:
- تیرچه (یا جویست)
- بلاکینگ
- تسمه
در یک سیستم ساختمانی، هر شیروانی از اعضای CFS به شرح ذیل تشکیل شده است:
- خرپا
- بلاکینگ
- تسمه
مقاطع سازه CFS
مقاطع متداول سازه CFS شامل مقطع C، مقطع U و مقطع Z می باشند. استادها، تیرچه ها و خرپاها مقاطع شان C می باشد. تِرَکها (یا رانرها) مقطع آن ها U می باشد. لاپه ها هم معمولا مقاطع شان Z می باشد.
مزیت های سازه CFS
سازه CFS (یا سازه LSF (ال اس اف)) از فن آوری های نوین ساختمانی است که اخیرا در ایران، طرفداران زیادی پیدا کرده است.
از اهم مزیت سازه های CFS می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
۱-سبک بودن در عین استحکام بالا در برابر بارهای زلزله و باد
۲-دقت بالا در تولید و ساخت پروفیل
۳- حمل و نقل آسان
۴-سرعت در نصب و برپایی
۵- منعطف با طرح های پیچیده معماری
۶- قیمت رقابتی در مقایسه با سازه های متداول فولادی و بتنی
موارد کاربرد سازه CFS
۱-اضافه طبقه (اضافه اشکوب)
با توجه به دانش و تجارب این شرکت، به جرات می توان گفت به علت سبکی، سازه CFS مناسب ترین گزینه برای پروژه های اضافه طبقه محسوب می شوند.
۲-شهرک سازی تا ۳ طبقه
در پروژه های شهرک سازی به علت سرعت بسیار بالای سازه CFS در تولید، حمل و نصب سازه در کنار حفظ دقت تولید و نصب و همچنین قیمت رقابتی آن با سازه های دیگر، این سازه مناسب ترین گزینه برای شهرک سازی ساختمان های کوتاه مرتبه می باشد.
۳-ویلاسازی
در ویلا سازی که بعضا از لحاظ معماری، طرح های پیچیده ای در سقف و نما مشاهده می شود، سازه CFS انعطاف پذیری بالایی برای طراحی المان های پیچیده معماری دارد و با توجه به کیفیت بالای تولید، با دقتی بالا پیچیده ترین طرح های معماری به زیبایی قابل اجرا شدن با این سازه می باشد.
۴-سوله سازی
از دیگر کاربردهای سازه سازه CFS در طراحی سالن های صنعتی می باشد.
۵-سازه های پانل خورشیدی
در طراحی سازه های نگهدارنده پانل های سولار نیز سازه CFS با توجه به مشخصات مهندسی رقابتی اش کاربرد دارد.
