بررسی رفتار سازه‌ای سیستمLSF

 تمامی اجزای سیستم از مقاطع فولادی سرد نورد شده تشکیل شده اند. سقف سازه این ساختمان‌ها متشکل از تیرهای فلزی است که فواصل تیرچه‌ها با توجه به ظرفیت باربری عضو و ابعاد قطعات پوشش سقف که می‌تواند از نوع تخته‌های گچی- چوبی و یا دال بتن مسلح باشد، تعیین می‌شود. تیرچه‌ها عمدتا دارای مقاطعی با اشکال ناودانی یا Z می‌باشند. پوشش سقف از نوع دال بتن آرمه است و در صورت تأمین یکپارچگی لازم بین بتن و پروفیل فولادی تیرچه، می‌توان سقف را به عنوان یک سقف مرکب طراحی کرد. همچنین می‌توان از سقف‌های بتنی پیش تنیده پیش ساخته مانند هالوکور که از کیفیت و سرعت اجرای بالاتری برخوردارند نیز استفاده نمود.

اجزای قائم این سیستم تحت بارهای ثقلی، به عنوان عضو باربر فشاری عمل می‌کند، چنانچه اعضای فشاری در دهانه‌های مهاربندی شده قرار گرفته باشند علاوه بر بار‌های ثقلی، نیروهای ناشی از بارهای جانبی باد و زلزله را نیز تحمل می‌کند. این اعضای قائم در این سیستم سازه ای استاد نامیده می‌شوند. اتصال اعضای فشاری (استادها) به کلاف عرضی (تراک) به وسیله یک عضو واسطه با مقطع ناودانی (ژانر) صورت می‌پذیرد، همان طور که ملاحظه می‌شود اعضای فشاری در ارتفاع ساختمان ممتد نبوده و در هر طبقه به کف طبقه و زیر سقف سازطبقه بالاتر محدود می‌شود.

انواع سیستم‌های سازه ای

سیستم سازه‌ای به کار رفته در این روش، با سایر سیستم‌های موجود در سازه‌های فولادی و بتن مسلح تفاوت دارد. درحالیکه به نظر می‌رسد با توجه به اتصالات بین اعضای فشاری (استاد) و اعضای خمشی (تراک)، تحت اثر بارهای ثقلی، اعضای خمشی اصلی، به صورت تیرهای سراسری عمل می‌نمایند و اعضای فشاری نیز بارها را در فشار تحمل و به کف طبقه پایین منتقل می‌کند. تیرچه‌ها نیز همانند یک تیر، با سطح باربر مشخص بارهای ثقلی را به تیرهای خمشی اصلی انتقال می‌دهد.

از دهانه‌های دارای مهاربند برای تأمین باربری جانبی در سیستم سازه‌ای LSF در دو امتداد عمود بر هم استفاده می‌شود. دهانه‌های باربر جانبی به دو روش ایجاد می‌شود که عبارتند از:

- سیستم دهانه‌های مهاربندی شده با اعضای قطری

- سیستم دیوار برشی با ورق فولادی نازک

سیستم دهانه مهاربندی شده با اعضای قطری

این سیستم مهاربندی، مشابه با سیستم بادبندی ضربدری در سازه‌های فولادی متعارف است با این تفاوت که تعداد اعضای فشاری در دهانه مهاربندی شده، بیش از دو عضو ابتدا و انتها است (در سازه‌های فولادی موجود، دهائه مهار بندی فقط شامل دو ستون می‌باشد. در حالیکه در سیستم LSF در یک دهانه مهاربندی بیش از دو استاد وجود دارد. ) در این سیستم اعضای فشاری در طول دهانه توزیع شده و اعضای قطری نیز به آنها متصل می‌شود، در نتیجه اعضای فشاری علاوه بر باربری تقلی، در تحمل نیروهای جانبی باد و زلزله نیز شرکت می‌نماید.

 سیستم دیوار برشی با ورق فولادی نازک

عملکرد سیستم باربر جانبی با ورق فولادی نازک، مشابه سیستم مهاربندی شده است با این تفاوت که در این سیستم اعضای قطری وجود نداشته و صفحه فولادی، تمامی اعضای فشاری دهانه باربر را شامل می‌شود. از ویژگی‌های استفاده از این سیستم مهاربندی، جلوگیری از کمانش اعضای فشاری به دلیل وجود صفحات فلزی است.

 اتصالات

رفتار اتصالات در سیستم سازه‌ای قاب سبک فولادی در دو حالت مورد بررسی قرار می‌گیرد :

- رفتار اتصالات در سیستم باربر ثقلی

- رفتار اتصالات در سیستم باربر جانبی

رفتار اتصالات در سیستم باربر ثقلی

با توجه به چگونگی انتقال بار در این سیستم، اتصالات به چهار صورت مورد بررسی قرار می‌گیرند:

- اتصال سقف به تیرچه

– اتصال تیرچه به تیر اصلی

- اتصال تیر به عضو فشاری

- اتصال عضو فشاری به کف و یا شالوده