سیستم های سازه ای

[امید عباسی]

سيستم صفحات ساندويچي با بتن پاششي (تري دي پانل)

Lightweight Three Dimensional Sandwich Panels


معرفي سيستم:




به كارگيري بتن، به عنوان يك ماده اصلي ساختماني، نياز به قالب بندي، داربست و اختصاص زمان براي گيرش، عمل‌آوري و مقاوم شدن آن دارد. از اين‌رو، از مدت‌ها قبل، ساخت قطعات بتني پيش‌ساخته مورد توجه قرار گرفت و پيشرفت‌هاي چشمگيري به لحاظ ارائه انواع سيستم‌هاي پيش ساخته حاصل شد.
ايراد اصلي استفاده از قطعات پيش‌ساخته بتن مسلح، در درجه اول، نحوه اتصال قطعات است كه يك مشكل سازه‌اي است، و در درجه دوم، حمل قطعات از كارخانه به محل نصب است كه يك مشكل اقتصادي محسوب مي‌شود. مشكل دوم از آنجا ناشي مي‌شود كه قطعات بزرگ معمولاً سنگين و حجيم هستند، لذا هزينه و زمان حمل آن‌ها قابل ملاحظه است. به همين دليل، سعي شده است تا حجم يا وزن و يا زمان حمل قطعات تا حد امكان كاهش يابد.
سيستم ساختماني، كه در اينجا مورد بررسي قرار مي‌گيرد، در دهه‌ي هشتاد ميلادي تحت عنوان «پانل‌هاي

ساندويچي(3D Sandwich Panel) به روش بتن پاشي در پاي كار (ShotCrete)» به بازار جهاني معرفي شد و در

صنعت ساختمان مورد استفاده قرار گرفت. لازم به توضيح است اولين نسل اين سيستم در سال‌هاي قبل از

انقلاب اسلامي در ايران توليد شد و مورد استفاده قرار گرفت. كشور‌هاي ارائه كننده اين سيستم درابتدا اتريش و

ايتاليا بودند. لازم به توضيح است اين سيستم، با توجه به ضوابط حاكم در كشورهاي نام‌برده، كاربرد چنداني ندارد

و محدود به ساخت و ساز معدود ويلايي در خارج از شهرها مي‌شود. در سال‌هاي بعد، ساخت و فروش آن در

كشورهايي مانند چين، افغانستان، عراق، تركيه، برزيل، آرژانتين، كلمبيا و ايران گسترش يافت.

در سيستم پانل ساندويچي، صفحات متشكل از پانل عايق حرارتي (پلي استايرن منبسط يا پلي‌يورتان)،

همراه با دو شبكه فلزي در طرفين عايق، كه به وسيله‌ي مفتول‌هاي فولادي مورب به يكديگر متصل

شده‌اند، يك شبكه فلزي سه بعدي را تشكيل مي‌دهد.

اين قطعات پس از انتقال به محل احداث ساختمان، به يكديگر متصل و از دو طرف به آن‌ها بتن پاشيده

مي‌شود. از تلفيق پانل و بتن، سازه ساختمان حاصل مي‌شود.

[امید عباسی]

بررسي نقاط قوت و ضعف سيستم صفحات ساندويچي با بتن پاششي (تري دي پانل)

نقاط قوت سيستم:

سهولت شكل‌دهي به پانل‌ها براي انطباق آن با طرح‌هاي معماري
ضخامت نسبتاً كمتر ديوارهاي خارجي در مقايسه با ديوارهاي خارجي متداول. البته در صورتي‌كه براي جوابگويي به انتظارات صرفه‌جويي در مصرف انرژي، ضخامت عايق حرارتي افزايش يابد، ضخامت‌ها تقريباً يكسان خواهد بود.
در حالت سيستم كامل، ايفاي نقش جداكننده و عضو سازه‌اي به صورت همزمان
پيوستگي بين كليه ديوارها و سقف ساختمان و در نتيجه بازپخش و توزيع مطلوب نيروها در اعضاي مختلف سازه
در حالت سيستم كامل، ايجاد اتصالات خطي در محل تلاقي پانل‌هاي سقفي به پانل‌هاي ديواري (به جاي اتصالات گرهي)، در نتيجه توزيع يكنواخت‌تر نيروهاي اعمال شده در اعضاي ديواري، و نظارت بيشتر و بهتر بر حسن اجراي اتصالات
سهولت و سرعت نصب و آماده سازي پانل‌ها براي بتن پاششي، به دليل سبكي و محدوديت اقدامات اجرايي
عدم نياز به امكانات سنگين نصب
قابليت انطباق با شيوه‌هاي طراحي مدولار
عدم وجود محدوديت خاص در مورد پرداخت نهايي سطوح و تنوع در نما. البته بهترين توجيه اقتصادي در حالت نماي ساده با رنگ يا خود رنگ است
سهولت تامين مصالح و تجهيزات مورد نياز در داخل كشور
وابستگي اندك به فناوري‌هاي خارجي
امكان موازي كردن اقدامات اجرايي، با توجه به عدم نياز به قالب و قالب‌بندي
امكان كاربرد قطعات چندكاره و تيپ و محدود بودن مصالح و قطعات مورد نياز
هوابندي نسبتاً مناسب ديوارهاي خارجي ساختمان
وجود دانش فني قابل قبول و ضوابط طراحي (سازه، ايمني در برابر آتش) در مورد ساختمان‌هاي كوتاه مرتبه
عدم وجود محدوديت شعاع حمل و مصرف اقتصادي
اندك بودن احتمال آسيب ديدگي قطعات در حمل و نقل

نقاط ضعف سيستم:

در حالت سازه كامل 3d، محدوديت ارتفاع ساختمان و دهانه‌هاي سقف‌هاي آن
ديوار خارجي تمام شده نيز، برخلاف جداكننده‌هاي متداول (تيغه گچي يا سفالي) در گروه ديوارهاي سنگين قرار مي‌گيرد
ضخامت بالاي ديوارهاي داخلي در مقايسه با ديگر تيغه‌هاي متداول
محدوديت ابعاد بازشوها در حالت سيستم كامل 3d (طبق ضوابط طراحي سقف‌ها و ديوارهاي بتن مسلح)
عدم امكان بازيافت مصالح و استفاده مجدد
لازمه ارائه آموزش‌هاي تخصصي لازم براي اجراي بخش‌هاي مختلف
نقش تعيين كننده عوامل اجرا در دقت و كيفيت اجرا، به ويژه در مورد بتن پاششي
تعدد نسبي ابزارهاي كمكي اجرا (دستگاه شات كريت، دوخت ميلگردها و ...)
لزوم فراوري مواد و مصالح در كارگاه
سختي و در بسياري از موارد (در شرايط اقليمي حاد) عدم امكان كنترل رواداري‌ها و شرايط عمل‌آوري لايه هاي بتن پاشيده شده
وجود محدوديت‌هاي جدي فصلي در اجرا
سختي كنترل كيفيت، خصوصاً در مورد تعيين ضخامت پوشش‌هاي بتن روي ميلگردها
لازمه انجام بازديدهاي ادواري براي حصول اطمينان از عدم وجود مشكلات خوردگي در پوشش خارجي ديوار
سختي و در بعضي موارد عدم وجود امكان ايجاد تغييرات در زمان ساخت و در دوره بهره‌برداري
سختي و در بعضي موارد عدم وجود امكان دسترسي به تاسيسات مكانيكي و برقي در حالت اجراي توكار مدارها
عدم امكان تعمير يا جايگزيني قطعات
لزوم در نظرگرفتن تمهيدات اضافي براي جواب‌گويي به انتظارات در زمينه صدابندي
لزوم در نظر گرفتن تمهيدات اضافي براي جوابگويي به انتظارات در زمينه صرفه‌جويي در مصرف انرژي
عدم وجود امكان حذف پل‌هاي حرارتي به دليل عملي نبودن پيوستگي لايه عايق حرارتي
وجود خطر جذب آب و يخ‌بندان لايه بتني خارجي (در مناطق سردسير)
عملكرد ضعيف در محيط‌هاي مهاجم و خورنده
عملكرد ضعيف در مناطقي كه تغييرات دماي روزانه و فصلي قابل ملاحظه است، به خصوص زماني كه ضخامت لايه بتني خارجي اندك است
ميزان بالاي اتلاف و ضايعات بتن (خصوصاً در حالت پاشش تحت فشار با دستگاه در زير سقف)

[امید عباسی]

مقایسه سیستم ساندویچ پانل با سیستم های متداول


سیستم صفحات سه بعدی ( d3 ) در ساختمان به عنوان دیوارهای باربر و جداکننده و سقف و کف
ساختمان به طور دلخواه کاربرد دارد و شبکه مش بیرونی و داخلی صفحات (هر دو طرف) با بتن ریز دانه
بتن پاشی می شود، ضخامت بتن در هریک از لایه های طرفین حدود 3 تا 4 سانتی متر می باشد،
ساختمان های احداثی با 3d رفتار سازه ای جعبه ای شکل (box) دارند در این نوع ساختمان ها انتقال
نیرو به صورت خطی انجام نمی شود، بلکه به صورت سطحی است،

در ساختمان های با سازه تیر و ستون انتقال بار به صورت خطی است یعنی بار هر طبقه از طریق تیرها به
ستون و از ستون به فوندانسیون منتقل می شود، در ساختمان های تیر و ستونی در هنگام وقوقع زلزله با
تخریب سازه ای در هر یک از اجزا اعم از تیرها یا ستون ها تخریب کلی و فروریزی ناگهانی صورت می
گیرد، اما در ساختمان های احداثی با 3d چنانچه در اتصال یک دیوار یا سقف یا کف تخریبی ایجاد شود
سایر اجزاء بار وارده را تحمل می نماید و مانع از تخریب کلی ساختمان می شوند.







اتصال ساختمان در سازه های اسکلت فلزی یا بتنی پیش ساخته موضعی و محدود است و به خصوص اگر
ضعف جزئی در هر یک از اتصالات وجود داشته باشد در اثر نیروی جانبی، ساختمان را در معرض تخریب
و آسیب جدی قرار می دهد، اما در ساختمان هایی که با روش 3d ساخته می شوند یکپارچگی اتصالات
یکی از مهم ترین ویژگیهای این روش ساختمانی می باشد و همین موضوع توجه مهندسین ساختمان را
به این روش جلب کرده است.حال به تفکیک موضوع می پردازیم:



الف: عده ای از سازندگان در ساختمان سازی صنعتی از قطعاتی به نام ساندویچ پانل پلی اورتان استفاده
می نمایند که یکی از مواد مصرفی در تولید عایق اینگونه پانل ها که اختصاراً (p . U) نامیده می شود
ایزوسیانات و ماده پلی یور است و دیگری که به عنوان مکمل یا اکتیو مورد استفاده قرار می گرفت گاز
فریون 11 به میزان 10 کیلوگرم در هر متر مکعب عایق می باشد که با توجه به تولید پانل های p.u
توسط سه کارخانه بزرگ و چندین کارگاه کوچک در کشور که سالانه حدود 1،500،000 متر مربع می
باشد و جهت تولید این مقدار پانل p.u حدود 1500 تن گاز فریون 11 وارد چرخه آلاینده های محیط
زیست می شود، مضافاً اینکه هنگام تولید پانل و پس از آن نیز خطر گاز سیانور ناشی از ماده ایزوسیانات
انسان ها، محیط زیست و دیگر جانداران را تهدید می کند.
چنانچه در پوشش دیوار و سقف سالن های سوله ساندویچ پنل های پلی استایرن جایگزین پانل های
p.u شود علاوه بر حمایت از تولید داخلی (مواد اولیه پلی استایرن را پتروشیمی تبریز تولید می نماید) از
خروج مقدار قابل ملاحظه ای ارز نیز جلوگیری خواهد شد، زیرا مواد اولیه p.u کلاً وارداتی است.ّ حال اگر
در ساختمان سازی به جای آجر و دیگر مصالح انواع دیگر پانل های عایقدار را جایگزین کنیم به جهت
عایق شدن دیوارها و سقف ساختمان ها، مصرف سوخت کاهش می یابد در نتیجه دود آلاینده بخاری ها،
آبگرمکن ها و شوفاژها به میزان زیاد کاهش می یابد و طبعاً در کاهش آلودگی از ناحیه نیروگاه های گازی
نیز شاهد وضعیت بهتری خواهیم بود و شاید دود دودکش های بلند کارخانه های تولید آجر نیز کاهش
یابد.

1- نفوذ آلودگی صوتی شهرهای بزرگ به منازل شهروندان کاهش می یابد و آن ها در محیط آرام تری به
استراحت و تجدید قوا می پردازند.
2- به طور کلی در هزینه های بخش ساختمان سازی و صنایع جنبی صرفه جویی قابل ملاحظه ای
خواهیم داشت.

[امید عباسی]

سيستم ديوار دولايه يا قالب سر خود بتني
Twin (Double) Wall or Incorporated Shuttering Wall System
معرفي سيستم:
سيستم سازه‌اي ديوارهاي قالب سرخود بتني ابتدا در كشورهاي اسكانديناوي، خصوصاً سوئد مطرح

گرديده است. در اين سيستم، قسمتي از ديوارهاي بتن مسلح به‌صورت پيش ساخته در كارخانه توليد

مي‌شود. اين ديوارها از دولايه بتن مسلح با فاصله نسبت به يكديگر ساخته مي‌شود. فاصله بين دو لايه،

علاوه بر تاثيري كه بر كاهش وزن ديوار در زمان حمل و جابجايي (در مقايسه با ديوارهاي پيش ساخته

يكپارچه توپر) دارد، نصب و برپايي آن را نيز تسهيل مي‌كند.







همچنين، بتن‌ريزي درجا مي‌تواند به يكپارچگي اعضاي سازه‌اي كمك كند و عملكرد لرزه‌اي ساختمان را

بهبود بخشد. بتن پيش‌ساخته و بتن درجا، توسط ميلگردهايي كه ميان دوجداره تعبيه شده‌اند و همچنين

توسط قفل و بست بين لايه‌ها، به يكديگر متصل مي‌شوند.

معمولاً قطعات پيش ساخته قالب سرخود، بدون ميلگرد انتظار طراحي و توليد مي‌شوند. اتصال دولايه

بتني طرفين قطعه توسط خرپاهاي فلزي صورت مي‌گيرد تا عملكردي مركب داشته باشند. اين اقدام، در

عين دارا بودن مزاياي اجرايي، خطر آسيب ديدن در زمان حمل را كاهش مي‌دهد، و باعث مي‌گردد نياز به

قالب‌بندي كاملاً منتفي گردد يا به حداقل كاهش يابد.

سقف اين سيستم معمولاً با پيش‌دال‌هاي خرپادار طراحي و اجرا مي‌شود. بتن‌ريزي ديوار و سقف معمولاً

به‌صورت درجا و همزمان انجام مي‌شود.

اين ديوارها مي‌توانند به تنهايي، و يا همراه با ديگر اجزاي سازه‌اي بتني (پيش‌ساخته يا درجا) سازه

ساختمان را تشكيل مي‌دهند. پس از اجراي ديوارهاي خارجي اين سيستم، يك لايه عايق حرارتي از

خارج يا از داخل به ديوار متصل مي‌شود.

شالوده‌ها، در سيستم سازه‌اي ديوارهاي بتن مسلح دولايه، از بتن مسلح و به‌صورت درجا ساخته مي‌شوند.

ديوارهاي بتن مسلح پيش ساخته دولايه در كارخانه توليد مي‌شوند. قطعات توسط جرثقيل و با استفاده از

قلاب‌هايي كه محل و جزئيات آن‌ها با محاسبه تعيين شده‌اند به محل نصب حمل و بر روي شالوده‌ها

نصب مي‌گردند. ديوارها، طي مدت نصب و تا زمان كامل شدن اتصالات عناصر سازه‌اي، توسط

نگه‌دارنده‌هايي، نگاه داشته مي‌شوند.

همان‌گونه كه بيان شد، سقف‌هاي اين سيستم معمولاً به‌صورت دال نيمه پيش ساخته يا پيش دال هستند.

اين سقف‌ها در كارخانه آماده مي شوند و پس از نصب بر روي ديوارها با تعبيه عناصر تسليح مناسب، با

بتن‌ريزي درجا به ديوارها متصل مي‌گردند. در مواردي نيز از سقف‌هاي پيش ساخته دولايه (مشابه

ديوارها) استفاده مي‌شوند. در اين حالت نفوذ بتن به تمام قسمت‌هاي جداره مياني سقف به آساني صورت

نمي‌گيرد. از اين‌رو، سيستم مورد بحث در مواقعي كه از نظر سازه‌اي لايه‌هاي بتن بالايي و پاييني سقف

پاسخگوي بارهاي وارده بر آن باشند و لايه مياني با مواد پركننده يا عايق پر شود، استفاده مي‌شود.

در برخي مدارك و مستندات موجود درخصوص ساختمان‌هاي با سيستم ديوارهاي بتني دولايه قالب
سرخود، جزئيات اتصال مناسب بين عناصر باربر سازه‌اي براي مناطق با خطر لرزه‌خيزي كم و زياد ارائه

شده است. ولي به نظر مي‌رسد بيشترين كاربرد اين‌گونه ساختمان‌ها در مناطق با خطر لرزه‌خيزي كم بوده باشد.


در سيستم ديوارهاي بتني دولايه، از آنجا كه ديوارها در كارخانه بتن‌ريزي مي‌شوند، امكان اجراي دقيق و

عمل آوري مناسب آن‌ها وجود دارد و اين موضوع به عنوان يكي از نقاط قوت اين سيستم مطرح مي‌شود.

از سوي ديگر، اجراي ديوارها در كارخانه اين امكان را براي سازنده فراهم مي‌كند كه انواع نماهاي مورد

نظر را قبل از بتن‌ريزي روي كف قالب‌هاي ديوار اجرا و سپس اقدام به بتن‌ريزي كند. اين موضوع علاوه

بر دستيابي به نماهاي زيبا و بديع، باعث اتصال مناسب و مقاوم نما به سيستم سازه‌اي مي‌شود و خطر

جدا شدن و سقوط نما به هنگام زلزله را به حداقل مي‌رساند. بديهي است كه اين موضوع باعث مي‌شود

حمل و نصب قطعات از حساسيت خاصي برخوردار شود.

امكان پيش‌بيني مدارهاي تاسيسات مكانيكي و الكترونيكي در اين سيستم در زمان ساخت قطعات پيش

ساخته بتني وجود دارد، ولي با توجه به مشكلات اتصالات مدارهاي مكانيكي، در عمل، در بخش اعظم

موارد تنها مدارهاي تاسيسات الكتريكي در داخل فضاي بين دو لايه بتني كار گذاشته مي‌شود، و مدارهاي

تاسيسات مكانيكي خارج از ديوار، در داخل داكت يا به صورت نمايان اجرا مي‌شود.

تامين انتظارات در خصوص عايقكاري حرارتي جدارها، در صورتي‌كه عايق حرارتي در داخل فضاي بين

دولايه بتني اجرا شده باشد، به دليل وجود پل‌هاي حرارتي متعدد، خصوصاً در ساختمان‌هاي گروه1، با

مشكلات فراواني همراه است، و در صورت محدود بودن فضاي بين دولايه، لازم است يك عايق حرارتي

تكميلي در داخل يا خارج ديوار نصب شود. در صورتي‌كه عايق حرارتي در خارج يا داخل ساختمان در نظر

گرفته شده باشد، مشكل اجرايي خاصي وجود نخواهد داشت.

خطر بروز ميعان و مشكلات ناشي از آن را مي‌توان در فاز طراحي، . بسته به نوع و محل قرارگيري عايق

حرارتي رديابي و برطرف كرد. در حالت عايقكاري مياني، اين خطر به‌صورت جدي‌تر وجود دارد، و امكان

رفع كامل آن وجود ندارد.

[امید عباسی]

سيستم قالب‌هاي عايق ماندگار

Insulating Concrete Forms ( ICF )























تعريف سيستم:

سيستم قالب‌هاي عايق ماندگار اساساً شامل قالب‌هاي دائمي است كه براي بتن‌ريزي و ساخت ديوار‌هاي بتن مسلح استفاده شده و پس از بتن‌ريزي، جزئي از ديوار محسوب مي‌شوند. در كشور‌هاي صنعتي، اين محصول براي ساخت واحد‌هاي كوچك مسكوني مورد استفاده قرار مي‌گيرد.



.عمده قالب‌ها در اين سيستم از جنس پلي استايرن منبسط شده است، ولي به ندرت از پلاستيك‌ها يا مصالح ديگر نيز استفاده مي‌شود. از جمله مي‌توان از كامپوزيت پلي استايرن ـ سيمان يا فوم پلي يورتان به عنوان انواع ديگر قالب نام برد، كه به نسبت پلي استايرن، ميزان استفاده از آن‌ها بسيار اندك است.
در اين سيستم، قطعات به عنوان قالب گم (ماندگار) براي بتن سازه‌اي اعم از ديوار باربر و غيرباربر، زير سطح زمين يا روي سطح زمين به كار مي‌روند. اين قطعات براي ساخت تير، نعل درگاه، ديوار خارجي و داخلي، شالوده و ديوار حايل بتني مسلح يا غير مسلح نيز به كار مي‌رود. اين قطعات پس از بتن‌ريزي و عمل‌آوري بتن، در محل باقي مي‌مانند و مي‌بايست با مواد نازك‌كاري داخلي و خارجي محافظت شوند.




انواع مختلفي از اين قالب‌ها وجود دارد كه از نظر ابعاد بلوك، شكل هندسي سوراخ‌ها (يا فضاي داخلي

براي بتن‌ريزي) و نوع اجزاي تشكيل‌دهنده با هم متفاوت هستند.

[امید عباسی]

بررسي نقاط قوت و ضعف سيستم ديوار دولايه يا قالب سر خود بتني


نقاط قوت:

امكان طراحي مدولار با اين سيستم فراهم است.
در صورت كاربرد اين سيستم، نما ترجيحاً بتن نمايان، با طرح‌هاي مختلف در نظر گرفته مي‌شود. اين امر باعث مي‌شود هزينه‌هاي مربوط به نما به حداقل برسد. در عين حال، پيش ساخته بودن نما باعث مي‌گردد از كيفيت و تنوع بالاتري، در مقايسه با ديگر نماهاي اجراي درجا، برخوردار باشد.
اين سيستم، از نظر تجهيزات، قطعات مورد استفاده در تجهيزات و مواد اوليه، وابستگي چنداني به فناوري خارجي ندارد.
نيروي انساني اجرايي در اين سيستم با آموزش اندكي قادر به انجام بخش اعظم اقدمات مي‌باشد. تنها كارگزاري ميلگردهاي اتصال بين قطعات، در برخي از سيستم‌ها، نياز به مهارت و تجربه خاص دارد. در نتيجه، نقش تغيير عوامل اجرا در كيفيت و دقت اجراي سيستم چندان تعيين كننده نيست.
براي اجراي اين سيستم، ابزارهاي كمكي خاصي نياز نيست. ابزار مورد نياز به تعداد محدود و به راحتي در دسترس هستند.
قابليت موازي كردن اقدامات اجرايي در سطح وجود دارد، و مي‌تواند به عنوان يك نقطه قوت اصلي سيستم تلقي شود.
فراوري مواد و مصالح در كارگاه ساختماني از سيستم‌هاي متداول كمتر است. اين امر، خصوصاً در صورتي‌كه كيفيت اجرا بسيار مطلوب باشد و نياز به نازك‌كاري و اقدامات تكميل نما منتفي گردد كاملاً ملموس خواهد شد.
محدوديت‌هاي فصلي در خصوص اجراي اين سيستم كمرنگ‌تر از سيستم‌هاي متداول است. با توجه به اين نكته كه بتن اجرا شده درجا توسط لايه‌هاي بتن پيش ساخته محافظت مي‌شود، تكانه‌هاي حرارتي مشكلات كمتري را ايجاد مي‌كند، ولي در صورتي‌كه دماي متوسط هوا در زمان بتن‌ريزي پايين‌تر باشد، در اين سيستم نيز بايد تمهيدات لازم براي گيرش مناسب و محافظت بتن در برابر يخ‌زدگي در نظر گرفته شود.
درصورتي‌كه بتن پيش ساخته از كيفيت لازم برخوردار باشد، بازديدهاي لازم براي تعمير و نگهداري ديوار و سقف كمتر از سيستم‌هاي متداول خواهد بود.
تامين انتظارات در خصوص صدابندي ديوارهاي خارجي و ديوارهاي بين دو واحد مسكوني (در صورتي‌كه لايه بين دو لايه بتني با بتن پر شود. (
هوابندي ديوارهاي خارجي در اين سيستم به نحو مطلوبي تامين مي‌شود. براي آب‌بندي مناسب، لازم است جزئيات اجرايي لازم در نظر گرفته شود.
كاربرد اين سيستم منافات و تضادي با استانداردهاي زيست محيطي ندارد.
اين سيستم، مانند ديگر سيستم‌هاي بتني، در صورت اجراي مناسب لايه بتني خارجي، عملكرد مناسبي در برابر هوازدگي، محيط‌هاي خورنده، تابش شديد آفتاب و تكانه‌هاي حرارتي خواهد داشت.
ايستايي سيستم در ساختمان‌هاي تا 30 متر ارتفاع، در صورت طراحي و اجراي اصول اتصالات، به راحتي قابل تامين است.
از نظر سرعت ساخت، در اكثر موارد، اين سيستم در صورت مدولار يا حداقل تيپ بودن قطعات، از سيستم هاي متداول ساخت است.
اتلاف و ضايعات مصالح و فراورده‌ها در روند ساخت، در مقايسه با حالت‌هاي متعارف، به‌طور

محسوسي كمتر است.

نقاط ضعف:

در زمينه طراحي، لازمه وجود ديوارهاي سازه‌اي و محدوديت‌هايي كه در مورد دهانه‌هاي سقف‌ها وجود دارد باعث مي‌شود آزادي عمل در طراحي ساختار اصلي معماري به‌طور قابل توجهي كمتر از سيستم‌هاي نظير تير، ستون، سقف بتني يا اسكلت فلزي (باد بند دار يا قاب خمشي) باشد. در نتيجه، ميزان اختيار در تعيين ابعاد فضاها، در مقايسه با ديگر سيستم‌هاي نام برده كمتر است.
اين سيستم در مقايسه با سيستم‌هاي متداول (حتي در مقايسه با ديوارها و سقف‌هاي سيستم‌هايي نظير تونلي) و خصوصاً نسبت به سيستم‌هاي نوين (نظيرlsf) سنگين است و مصرف مصالح اصلي (بتن و ميلگرد) بالا است. لازم به توضيح است در اكثر موارد ضخامت لايه بتني ديوار بين 20 تا 30 سانتي‌متر است.
بازيافت مصالح و عناصر مورد استفاده در اين سيستم با مشكلات فراوان رو به رو است. در نتيجه، توجيه اقتصادي براي اين نوع اقدامات بسيار ضعيف است.
با توجه به سنگين بودن قطعات بتني مورد استفاده، وجود جرثقيل و ديگر امكانات سنگين نصب الزامي است.
قطعاتي كه در اين سيستم طراحي و ساخته مي‌شوند معمولاً چندكاره نيستند و براي بخش يا بخش‌هاي مشخصي از ديوار يا سقف ساختمان در نظر گرفته مي‌شوند.
همنشيني و ارتباط اجزا و قطعات سيستم با ساير اجزا و قطعات الحاقي با محدوديت‌هايي رو به رو است كه براي كاهش يا برطرف كردن آن لازم است پيش‌بيني‌هاي لازم در زمان طراحي و ساخت قطعات صورت گيرد.
امكان تغيير ابعاد قطعات، پس از توليد منتفي است. در نتيجه، در صورت وجود اشتباه در ساخت قطعه (ابعاد، ميلگردگذاري و ...) لازم است قطعه مجدداً ساخته شود.
در صورتي‌كه ديوارهاي داخلي نيز با استفاده از قالب‌هاي سرخود بتن ساخته شده باشند، امكان انجام تغييراتي نظير حذف يا جا به جايي آن‌ها در دوره بهره‌برداري منتفي خواهد شد.
امكان دسترسي به مدارهاي تاسيسات مكانيكي و الكتريكي در دوره بهره‌برداري وجود ندارد، و درصورت بروز مشكل، در اكثر موارد لازم خواهد بود مدار جايگزيني به‌صورت روكار اجرا شود.
امكان جايگزيني و يا تعمير قطعات (قالب سرخود بتني) نيز به هيچ وجه در اين سيستم وجود ندارد.
قابليت تامين انتظارات در خصوص ايمني در برابر حريق بدون نياز به در نظر گرفتن تمهيدات ويژه وجود دارد.
عدم تامين انتظارات (درصورت عدم استفاده از لايه‌هاي ارتجاعي ميراگر صوت) در خصوص صدابندي كوبه‌اي سقف‌هاي بين طبقات.
هزينه‌هاي ساخت، با توجه به اين نكته كه مصرف مصالح در اين سيستم بيشتر از سيستم‌هاي متداول است، و اين‌كه امكانات سنگين نصب مورد نياز است، و همچنين با توجه به پيچيدگي‌هاي حمل قطعات اين سيستم، در اكثر موارد كمي بيشتر از سيستم‌هاي متداول است. البته با توجه به سرعت اجرا، هزينه‌هاي (دستمزد) اجرا نسبت به هزينه‌هاي اجراي متداول اندكي كمتر خواهد بود.
محدوديت شعاع حمل يكي از مهمترين نقاط ضعف اين سيستم تلقي مي‌شود.

[امید عباسی]

سيستم قاب سبك فولادي

Lightweight Steel Framing (LSF)
تعريف سيستم:
سيستم ساخت قاب سبك فولادي يك سيستم ساختماني است، كه براي اجراي ساختمان‌هاي عمدتاً كوتاه مرتبه و ميان مرتبه (تا 5 طبقه) استفاده مي‌شود.
اين سيستم كه شباهت زيادي به روش‌هاي ساخت ساختمان‌هاي چوبي دارد، بر اساس كاربرد اجزايي به نام استاد (Stud) (يا وادار) و تراك (Track) (يا رانر) شكل گرفته است و از تركيب نيمرخ‌هاي فولادي گالوانيزه سرد نورد شده، ساختار اصلي ساختمان برپا مي‌شود.



مقاطع مورد استفاده در اين سيستم U,C و Z است، كه معمولاً با اتصالات سرد به يكديگر متصل مي‌شوند.
هر ديوار از تعدادي اجزاي عمومي C شكل (استاد) به فواصل 40 تا 60 سانتي‌متر، كه در بالا و پايين به اجزاي افقي ناوداني U يا C شكل (تراك يا رانر) متصل شده‌اند، تشكيل مي‌شود. در صورتي كه از مقاطع C شكل به عنوان تراك (رانر) استفاده شود، لازم است برش‌هايي در محل نصب استاد انجام گيرد.





اين سيستم در اكثر موارد با سقف سبك و به صورت موردي با انواع ديگر سقف اجرا مي‌شود. تير و تيرچه‌هاي اين نوع سقف‌هاي سبك، همانند استاد و تراك‌هاي ديوار‌ها است.





سقف نهايي معمولاً از نوع شيب‌دار و با استفاده از خرپاهاي فلزي ساخته شده از پروفيل‌هاي سرد نورد شده در نظر گرفته مي‌شود ( شكل زير ). قسمت‌هاي ديگر ساختمان نيز با استفاده از پروفيل‌هاي سرد نورد شده اجرا مي‌شوند و با انواع مختلف تخته ( گچي، سيماني، چوبي، ... ) پوشيده مي‌شوند.






جزييات سقف مستوي يا شيب‌دار

پوشش نهايي اين سيستم مي‌تواند با انواع تخته‌هاي ساختمان از جمله تخته سيماني، چوب، تخته گچي و يا مصالح بنايي، سفال و آردواز صورت گيرد.

[امید عباسی]

بررسي نقاط قوت و ضعف سيستم قاب سبك فولادي
عوامل مربوط به هزينه:
اين سيستم ساخت، نيازمند نيروي انساني ماهر، ولي به تعداد كم و در زمان كم است. لذا مجموعه هزينه نيروي انساني در اين سيستم، كمتر از روش‌هاي سنتي است. ابزار مورد استفاده نيز نسبتاً كم هزينه هستند، ولي هزينه‌هاي بالاي تامين مصالح، به خصوص در دوره‌اي كه رواج چنداني نيافته است،اين سيستم را جزو سيستم‌هاي گران قيمت دسته‌بندي مي‌كند. اين سيستم نياز به مخارج ادواري خاصي ندارد و هزينه تعميرات احتمالي آن بسته به نوع خرابي، مي‌تواند خيلي متفاوت باشد.



سيستم LFS از سيستم‌هايي است كه شعاع مصرف اقتصادي بالايي دارد. در صورتي كه اين سيستم به روش اجراي درجا (Stick – Built) برپا شود، مصالح اوليه را، كه بسيار سبك و كم حجم است، مي‌توان به فواصل دور و حتي مناطق صعب‌العبور نيز منتقل كرد. اين مصالح معمولاً به راحتي در حمل آسيب‌پذير نيستند، ولي در صورت بروز آسيب در قطعات، در ساختمان قابل استفاده نخواهند بود، و نياز به توليد مجدد قطعه است. اين در حالي است كه چند كاره بودن قطعات و قابليت جايگزيني قطعه خراب شده با ساير قطعات، سيكل ساخت را تا رسيدن مجدد قطعه متوقف نمي‌سازد. هزينه‌هاي انبارداري اين مصالح چندان قابل توجه نيست، زيرا ورق گالوانيزه در برابر شرايط جوي مقاوم است و به علاوه، فضاي زيادي براي انبارداري اين مصالح لازم نيست.

عوامل مربوط به زمان:
از نظر سرعت اجرا، تجربيات ساير كشور‌ها نشان داده است كه اين سيستم در زمان كمي برپا مي‌شود و سرعت اجرا نسبت به شيوه‌هاي سنتي و حتي صنعتي سنگين بسيار بالاتر است. نسبت فرآوري محصول در كارخانه نسبت به سايت در اين سيستم ساخت، بر اساس نوع اجرا و مقدار پيش ساخته‌سازي، مي‌تواند بسيار متغير و متفاوت باشد. اين سيستم قابليت اجرا در تمام شرايط جوي را دارد و با تغييرات شرايط جوي، مشكلات جدي در اجرا به وجود نخواهد آمد.

عوامل مربوط به قابليت‌هاي اجرايي:
اجراي اين روش، نياز به نيروي ماهر و ابزار خاص دارد، ولي چگونگي اجرا و نحوه بكارگيري ابزار، به سادگي قابل آموزش خواهد بود. اقداماتي كه براي اجراي اين سيستم انجام مي‌شود، تعدد و گوناگوني كمي دارند و براي اجراي هر آيتم، يك سري اقدام ساده لازم است، هرچند قطعات اصلي اين سيستم از تعدد زيادي برخوردار نيست، ولي در زماني كوتاه، با استفاده از ابزار‌هاي ساده مي‌توان فرم‌هاي متنوعي را با آن‌ها توليد كرد.
استفاده از قطعات از پيش برش خورده يا پانل‌هاي پيش ساخته، قابليت اجراي طرح‌هاي مدولار را در اين سيستم افزايش مي‌دهد.اين سيستم براي تنوع در معماري فضا و اختيار دادن به طراح در ايجاد طرح‌هاي مختلف قابليت بالايي دارد. سهولت اجراي دهانه‌هاي متنوع و تغيير ارتفاع، به اضافه سادگي قرار دادن بازشو در جداره‌ها ـ كه مرهون قابليت تركيب آن با سيستم تير ستون است ـ اين سيستم را از جهت تطابق با طرح‌هاي معماري در سطح خوبي قرار داده است. نگهداري اين سيستم شرايط خاصي را نمي‌طلبد و به علت اجراي خشك، تغييرات آن به سادگي صورت مي‌پذيرد. به علت استفاده از مصالحي كه فرآوري عمده و خاص در سايت ندارند، مي‌توان اين سيستم را با دقت نسبتاً بالايي كنترل كرد.



عوامل مربوط به كيفيت و قابليت‌هاي فني:
به دليل كاهش زياد وزن و اتلاف اندك مصالح نسبت به شيوه‌هاي سنتي و دستي، اين سيستم براي انبوه‌سازي مناسب است، ولي اجراي ساختمان‌هاي بلند مرتبه در اين سيستم، با مشكل مواجه است. اجراي خشك، اين سيستم را براي بازديد‌هاي ادواري مناسب ساخته است. به اضافه اينكه، ايجاد تغييرات حين اجرا در نقشه‌هاي تاسيسات، معمولاً به سادگي انجام مي‌شود.
استفاده از ورق گالوانيزه، پايداري اين سيستم را در برابر هوازدگي و ميكرو ارگانيسم‌ها افزايش داده است. از نظر زيست‌محيطي، اين سيستم ساختماني در زمره سيستم‌هايي است كه انرژي اندكي براي ساخت اجزاي آن مصرف مي‌شود.
از نقاط ضعف اين سيستم، در صورتي كه در اجرا تمامي نكات فني مورد رعايت قرار نگيرد، خطر ايجاد صدا در حالت‌هاي انقباض و انبساط است.
وزن كم اين سيستم ساختماني (در حدود 60 درصد وزن واحد سطح سيستم‌هاي رايج ساخت و ساز) باعث مي‌شود نيرو‌هاي اعمال شده در صورت وقوع زمين لرزه به طور قابل توجهي نسبت به ساختمان‌هاي متداول كمتر باشد، تا حدي كه در اكثر موارد، اثر نيرو‌هاي اعمال شده توسط باد بيشتر و تعيين‌كننده‌تر از نيرو‌هاي ناشي از زمين لرزه است. در ضمن، وزن كم اين سيستم باعث مي‌شود به عنوان گزينه‌اي مناسب براي مناطق با مقاومت خاك كم، تلقي شود.
اينرسي حرارتي كم اين سيستم، آن را براي استفاده دائم مانند مسكوني، با مشكلاتي رو‌به‌رو مي‌سازد. ولي در عين حال، عملكرد آن را براي ساختمان‌هاي اداري، تجاري و ديگر ساختمان‌هاي با كاربري منقطع، بسيار مناسب مي‌سازد.
عملكرد صوتي ديوار‌ها و سقف‌هاي ساخته شده با اين سيستم، در صورت رعايت تمهيدات لازم، به راحتي جوابگوي انتظارات تعيين شده در مقررات ملي است.
مواد تشكيل دهنده LSF بار حريق ندارند، ولي پروفيل‌هاي سرد فرم داده شده مقاومت كمي در برابر حريق دارند و بايد به خوبي محافظت شوند. يكي از دلايل اصلي كاربرد گچ به عنوان پوشش داخلي اين سيستم‌ها دستيابي به اين هدف است.
با اجراي لايه بخاربند در حد فاصل جداره داخلي و عايق حرارتي، مي‌توان از خطر ميعان در ديوار‌ها جلوگيري كرد. به علاوه آنكه، سقف سرد در اين سيستم، كمك شاياني به كاهش خطر ميعان خواهد كرد.
به رغم اينكه بار مرده اين سيستم با اجزاي اصلي و كاربردي آن منتقل مي‌شود، ولي اجراي خشك، قابليت تغييرات آتي را تا حدي در آن به وجود مي‌آورد. معمولاً ساختار نماي اين سيستم، از سازه آن جدا است و از سهولت و دقت اجراي خشك برخوردار است.
اجراي خشك، امكان برچيدن و استفاده مجدد اين سيستم را ايجاد كرده است، به علاوه آنكه، قطعات و اجزا عمدتاً از مصالح و فلزات قابل بازگشت به چرخه ساخته شده‌اند.