مقدمه

در این مقاله به بررسی اشتباهات رایج پیرامون سازه CFS سی اف اس می پردازیم و همچنین مقایسه ای بین سازه CFS سی اف اس با سازه LSF ال اس اف خواهیم داشت. متاسفانه در ایران به اشتباه میان سازه LSF ال اس اف و سازه CFS سی اف اس توسط برخی از پیمانکاران تفاوت قائل شده و این موضوع باعث گمراهی بسیاری از کارفرمایانی می شود که قصد دارند با سازه LSF ال اس اف  ساختمان سازی نمایند.

در نتیجه کارفرمایان اغلب با این سئوال روبرو می شوند که سازه LSF ال اس اف چه تفاوتی با سازه CFS سی اف اس دارد. یکی از تفاوت هایی که اشتباهاً از طرف برخی پیمانکاران میان سازه LSF ال اس اف و سازه CFS سی اف اس مطرح می شود این است که سازه LSF ال اس اف سیستم  ساختمانی است که به صورت دیوار باربر تحمل بارهای ثقلی و جانبی را به انجام می رساند (این قسمت صحیح می باشد.) در حالی که سازه CFS سی اف اس سیستم ساختمانی است که به صورت قاب های فضایی خمشی و قاب های مهاربندی تحمل بارهای ثقلی و جانبی را به انجام می رساند. (این قسمت اشتباه می باشد.)

قبل از اینکه ریشه این اشتباه را بررسی نماییم، لازم می داریم تعریفی از سازه LSF ال اس اف  و سازه CFS سی اف اس داشته باشیم.

سازه CFS سی اف اس چیست؟

CFS مخفف Cold-formed Steel به معنای فولاد سرد نورد شده می باشد. در دنیا سازه هایی که از این مصالح ساختمانی ساخته می شوند سازه فولادی سرد نورد یا اختصاراً سازه CFS سی اف اس نامیده می شوند.

سازه LSF ال اس اف چیست؟

سازه LSF ال اس اف مخفف Light Steel Frame به معنای قاب فولادی سبک می باشد. جنس اعضای سازه LSF ال اس اف از فولاد سرد نورد شده یا همان CFS (Cold-formed Steel)  می باشد.

در حقیقت ریشه این نام گذاری اشتباه، عدم شناخت کافی برخی پیمانکاران نسبت به تعریف و ماهیت سازه CFS سی اف اس و سازه LSF ال اس اف می باشد. پس با توجه به تعاریف بالا، سازه LSF ال اس اف در واقع یک نوع سازه CFS سی اف اس می باشد.

اشتباهات رایج پیرامون سازه CFS سی اف اس

در ادامه به تفسیر نگاه اشتباه برخی از پیمانکاران که به سازه CFS سی اف اس دارند، می پردازیم.

سازه CFS سی اف اس که در ایران به اشتباه میان برخی پیمانکاران شناخته می شود، یک سیستم سازه ای تشکیل شده از تیرها و ستون ها و مهار بند با مقاطع C،U و یا سایر اشکال مقاطع فولادی سرد نورد می باشد. باربری ثقلی سازه CFS سی اف اس بر عهده تیرها و ستون ها بوده و برای مهار نیروهای جانبی سازه CFS سی اف اس از قاب خمشی، دیوارهای برشی و مهاربندها استفاده می شود.

از دیگر اشتباهات رایج در مورد سازه CFS سی اف اس آن است که تعداد طبقات مجاز برای ساختمان سازی با این سازه منوط به سیستم باربری جانبی آن می باشد؛ به طوری که اجرای سازه CFS سی اف اس تا دو طبقه به صورت قاب خمشی و بدون استفاده از بادبند و تعداد سه تا پنج طبقه همراه با سیستم باربر جانبی دیوار برشی و یا استفاده از مهاربندها اصولی و ایمن می باشد!!!

حقیقت آن است که سازه هایی که به اشتباه در ایران با نام سازه CFS سی اف اس شناخته می شوند، در استانداردAISI-S400-20  آمریکا با عنوان (CFC- SBMF) Special Bolted Moment Frames معرفی شده که به معنای قاب های خمشی ویژه با اتصال پیچ و مهره می باشد و باربری ثقلی و جانبی مجاز این سازه تنها و تنها اتصالات خمشی پیچ و مهره ای تامین می شود.

در این استاندارد تاکید شده که برای ساختمان سازی با سیستم قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره فقط و فقط مجاز به ساخت یک طبقه و حداکثر با ارتفاع ۱۰.۷ متر می باشیم.

آنچه که ضوابط و استانداردAISI-S400-20  آمریکا در مورد قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره یا Special Bolted Moment Frames که از این پس به اختصار آن را سازه SBMF می نامیم، ارائه داده است به شرح ذیل می باشد.

مشخصات سازه CFS سی اف اس (CFS-SBMF) مطابق ضوابط و استاندارد AISI

سازه ای که در ایران به اشتباه با نام سازه CFS سی اف اس شناخته می شود، سازه فولادی سرد نوردی است که با سیستم باربر جانبی قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره Special Bolted Moment Frames (CFS – SBMF) منطبق بر ضوابط مندرج در استاندارد AISI-S400-20  (استاندارد آمریکای شمالی در خصوص طراحی لرزه ای سازه های فولادی سرد نورد) طراحی و اجرا می شود.

الزامات و ضوابط طراحی و اجرای سازه [۱]SBMF عبارت است از:

---

[۱] AISI-S400-20  استاندارد

۱) در سازهSBMF یا قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره بارهای ثقلی، جانبی و متفرقه از طریق تیرهای فرعی به تیرهای اصلی و از تیرهای اصلی به ستون ها منتقل شده و اتلاف انرژی از اتصال تیرها و ستون ها صورت می گیرد. در نتیجه تیرها و ستون های سازهSBMF می بایست از استحکام و مقاومت کافی برخوردار باشند. همچنین در سازهSBMF یا همان قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره به جهت افزایش مقاومت اتصالات تیرها و ستون ها در برابر اصطکاک های غیر الاستیک و تغییر شکل های نسبی، طراحی ویژه ای برای اتصالات سازهSBMF صورت می گیرد.

۲) به دلیل محدودیت های موجود در انجام آزمایشات انجام شده پیرامون استحکام و مقاومت لرزه ای سازهSBMF یا قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره و بررسی نتایج آن، تعداد طبقات ساخت مجاز با سازهSBMF تنها یک طبقه و حداکثر به ارتفاع آن ۱۰.۷ متر می باشد.

۳) کاربری های مجاز سازهSBMF یا قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره محدود به کاربری مسکونی، ویلایی مدرن یک طبقه، سوله های بزرگ (با دهانه بزرگتر از ۱۵ متر) و سازه های نیم طبقه مانند سکوی فرودگاه یا سکوی نمایش می باشد.

۴) یکی دیگر از محدودیت های سازهSBMF یا قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره آن است که تیرهای قاب و همچنین ستون های سازهSBMF یا قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره الزاماً دارای طول یکسانی باشند.

۵) طراحی و اجرای تیرها، ستون ها و اتصالات سازهSBMF یا قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره دارای الزامات و ضوابط ویژه ای بوده که می بایست رعایت گردند.

۶) از مزیت های سازهSBMF یا قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره نسبت به سازه LSF ال اس اف آن است که چون دیوارها نقش باربری ندارند، می توان برای اجرای طرح های معماری متنوع و دیوار چینی از طرح و متریال های گوناگون استفاده کرد. اما باید در نظر داشت که نمی توان اثرات لرزه ای دیوار های بنّایی یا بتنی را با سازهSBMF یا قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره مهار کرد.

مقایسه سازه LSF ال اس اف و سازه CFS-SBMF

به دلیل استفاده از مصالح بنّایی در دیوار چینی سازهSBMF یا قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره، به ازای طرح و متراژ یکسان، وزن کلی سازه SBMF نسبت به وزن کلی سازه LSF ال اس اف بیشتر می باشد.

از منظر سرعت اجرا سازه SBMF سرعت اجرای آن از سازه LSF ال اس اف بیشتر می باشد. ولیکن ذکر این نکته ضروری است که اگر اجرای دیوارکشی سازه SBMF که با مصالح بنایی انجام می گیرد را بخواهیم به زمان ساخت اضافه کنیم، آن وقت سرعت ساخت سیستم دیوار باربر سازه LSF ال اس اف به مراتب بیشتر خواهد بود.

جدول زیر تفاوت سازه SBMF که به اشتباه در ایران با نام سازه CFS سی اف اس شناخته می شود را با سازه LSF ال اس اف نشان می دهد.

آیتم های مورد بررسی	سازه LSF ال اس اف	سازه SBMF (CFS سی اف اس)
جنس مقاطع	CFS	CFS
حداقل ضخامت مقاطع فولادی	۰.۴۵۵ میلی متر (بدون احتساب پوشش های محافظ)	۲.۶۷ میلی متر (بدون احتساب پوشش های محافظ)
سیستم مقاوم باربر ثقلی	دیوار حمال	قاب فضایی
سیستم مقاوم باربر جانبی	دیوار فولادی سرد نورد شده به همراه مهاربندهای تسمه ای قطری دیوار برشی مشتمل بر دیوارهای فولادی سرد نورد پوشیده شده با صفحات فولادی یا سازه چوبی دیوار برشی مشتمل بر دیوارهای فولادی سرد نورد پوشیده شده با پانل گچی و یا سیمان الیافی	فقط قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره
تعداد طبقات مجاز	۵ طبقه	۱ طبقه
حداکثر ارتفاع مجاز	۱۵ متر	۱۰.۷ متر
کاربری	ساختمان سازی تا ۵ طبقه سوله های سبک و متوسط اضافه طبقه ویلا سازی	سوله های بزرگ با دهانه بزرگتر از ۱۵ متر ویلای مدرن یک طبقه
اتصالات	پیچ خودکار	پیچ و مهره

جمع بندی مطالب

با بررسی هایی فنی و علمی که میان سازه LSF ال اس اف و سازهSBMF یا قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره انجام گرفت، می توان پی برد اشتباهاتی که در ایران در خصوص ماهیت و شناخت سازه CFS سی اف اس و سازه LSF ال اس اف رخ داده صرفاً محدود به نام سازه نبوده و متاسفانه اشتباهات بزرگ و غیر قابل چشم پوشی در ساختمان سازی با سازهSBMF یا قاب خمشی ویژه با اتصالات پیچ و مهره از طرف برخی پیمانکاران صورت می گیرد که به هنگام وقوع حوادثی مانند زلزله خسارات مالی و جانی جبران ناپذیری را به جای می گذارد.

آسراکو طراح، سازنده و مجری تخصصی سازه های فولادی سبک (LSF ال اس اف و CFS سی اف اس)