مقاله تحلیلی: عملکرد قاب فولادی سرد نورد شده در مواجه با فاجعه

مقاله تحلیلی: عملکرد قاب فولادی سرد نورد شده در مواجه با فاجعه

 اغلب سازندگان، طراحان و پیمانکاران، معمولاً انتظار وجود چند اختلال جزئی در هر پروژه ساخت‌وساز را دارند؛ اما آنچه آن‌ها انتظار پیش آمدنش را هم ندارند، بلایای قابل‌توجهی مانند طوفان، آتش‌سوزی، سیل و یا حتی سرد شدن ناگهانی هواست که نه‌تنها پروژه را به تأخیر می‌اندازد، بلکه ممکن است موجب تخریب پروژه قبل از کامل شدن آن است.

نمی‌توان این نوع رویدادها را پیش‌بینی کرد اما می‌توان مصالحی انتخاب کرد تا در طول ساخت‌وساز و طول عمر سازه در برابر این چالش‌های زیست‌محیطی مقاوم باشند. در این مقاله به بررسی دوام سازه‌های فولادی سرد نورد شده (CFS) در هنگام مواجه با حریق، هوای بسیار سرد، طوفان و سیل می‌پردازیم. علاوه بر این، با خواندن این مطلب، شما خواهید آموخت که چگونه استفاده از قاب‌های CFS منجر به کاهش هزینه بیمه و کاهش تأخیر در ساخت‌وساز می‌شود.

در مواجه با بلایای طبیعی و دیگر حوادث غیرقابل‌پیش‌بینی که وقوع آن‌ها سبب ویرانی پروژه‌های ساختمانی می‌شود، ساخت ساختمان‌های مقاوم با استفاده از قاب CFS، برای ساختمان‌سازان، معماران و پیمانکاران حیاتی است و نه‌تنها آرامش بیشتری را برای مالکان و ساکنان این ساختمان‌ها به وجود می‌آورد که باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها نیز می‌شود.

کاربرد فولاد برای ایمنی در برابر حریق و کاهش هزینه بیمه

 هر 20 ثانیه، آتش‌نشانان در ایالات‌متحده به یک مورد آتش‌سوزی رسیدگی می‌کنند. حریق، پنجمین علت اصلی آسیب و مرگ در ایالات‌متحده است. جای تعجب نیست که آیین‌نامه ساختمان در شمال آمریکا استفاده از مصالح و مصالحی که خطرات آتش را تقلیل دهند، الزامی نموده است.

مرحله ساخت‌وساز یک پروژه، چالش‌های ایمنی به لحاظ حریق و ریسک‌های مالی موجود به همراه دارد. دلیل لزوم اجرای الزامات فعال و منفعل حفاظتی (به‌عنوان‌مثال، آب پاش، پنل دیواری و دیوار ضد آتش) در برابر حریق و تعبیه مسیرهای خروجی (به‌عنوان‌مثال، پله‌ها) که احتمالاً هنوز اجرا نشده‌اند، است. برای ایمنی در برابر آتش یک قاب سبک کاملاً از سایر مصالح مستثنا است. این همان قاب فولادی سرد نورد شده است (CFS).

 برای ایمنی در برابر حریق، کف، دیوار و سقف سازه باید دارای قاب CFS باشند؛ زیرا:

فولاد اشتعال ناپذیر است

فولاد اشتعال‌پذیر نیست زیرا حاوی هیچ عنصری که بتواند به‌عنوان سوخت برای آتش عمل کند، نیست. فولاد شروع آتش‌سوزی را ممکن نمی‌سازد، در شعله‌ور شدن بیشتر آتش و یا گسترش و در تولید دود و فرآورده‌های سمی حاصل از احتراق نیز نقشی ندارد.

آیین‌نامه‌های ساختمانی، این فولاد را به‌عنوان یک ماده غیرقابل اشتعال می‌شناسند. بر اساس این آیین‌نامه‌ها، استفاده از CFS برای ساختمان‌های نوع I که باید دارای بالاترین درجه مقاومت در برابر حریق باشند مطلوب است. کاربری قاب‌های CFS در ساختمان‌های نوع II نیز رایج است چراکه این‌گونه ساختمان‌ها نیز باید (به‌جز چند مورد) از مصالح غیرقابل‌احتراق ساخته شوند. ساختمان‌های غیرقابل‌احتراق نوع I و II در مقایسه با ساختمان‌های قابل‌احتراق، مجازند تا مساحت و ارتفاع بیشتری داشته باشند چراکه ساختمان‌های غیرقابل‌احتراق باعث کاهش خطر آتش‌سوزی، مشتعل‌شدن بیشتر آتش و گسترش آن می‌شوند.

 غیرقابل‌احتراق بودن مصالح در مرحله ساخت‌وساز یک پروژه، به‌خصوص زمانی که قاب محافظت نشده در معرض خطرات آتش‌سوزی موجود در محل کار، ازجمله جوشکاری، جرقه برق، شعله‌های روشن، آب‌گرم‌کن، هیتر، شعله سیگار و حتی خرابکاری و فعالیت‌های مجرمانه دیگر قرار دارد بسیار مهم است.

فولاد، خاصیت غیرقابل‌احتراق بودن خود را حفظ می‌کند

فولاد، خاصیت غیرقابل‌احتراق بودن خود را در تمام طول چرخه عمر ساختمان، در طول ساخت‌وساز، بهره‌برداری و تعمیر و نوسازی آن در آینده حفظ خواهد کرد. نقطه ذوب فولاد تقریباً 2700 درجه فارنهایت است. ازآنجاکه درجه حرارت حریق یک ساختمان، به‌طور متوسط 1000 درجه فارنهایت است و به‌ندرت از 1800 درجه فارنهایت عبور می‌کند، فولاد موجود در ساختمان ذوب نمی‌شود. ازآنجاکه سختی و مقاومت فولاد در دمای بسیار بالا کاهش می‌یابد، آیین‌نامه‌های ساختمانی و روش‌های حفاظت در برابر آتش، این کاهش مقاومت را در محاسبات در نظر گرفته‌اند.

 ساختمان‌هایی با قاب فولادی خطر آتش‌سوزی برای کارگران و ساکنان را کاهش می‌دهند

 سال‌ها تحقیق برای درک رفتار اعضای فولادی سازه‌ای در معرض آتش‌سوزی، به طراحان اطمینان می‌دهند که ایمنی در برابر آتش فراهم می‌شود.

دیوارها و کف‌های مقاوم در برابر آتش، موجب محدود کردن یا کاهش گسترش شعله‌های آتش در یک ساختمان و حفظ یکپارچگی سازه می‌شوند. تست‌های مطابق با ASTM E119 (روش‌های آزمون استاندارد برای آزمایش ساختمان در برابر حریق) ثابت کرده‌اند که سازه‌های دارای قاب CFS تا 4 ساعت در برابر حریق مقاوم هستند.

 ساختمان‌هایی با قاب فولادی تأثیر بر سرویس‌های آتش‌نشانی شهری را کمتر می‌کنند

تغییرات اخیر آیین‌نامه‌های ساختمانی که افزایش ارتفاع و مساحت ساختمان‌ها با قاب چوبی را اجازه می‌دهند، نتایج ویرانگری را به همراه داشته‌اند. حریق فاجعه‌بار ساختمان‌های چندطبقه چوبی در کانادا و ایالات‌متحده، سبب شد که کل ساختمان نابود شود.

مجتمع مسکونی سه‌طبقه بازنشستگان میدان مارشال در جورجیا در دسامبر 2014 تکمیل شد. شش ماه بعد طی یک آتش‌سوزی بسیاری از تأسیسات آن نابود شد. آتش‌سوزی بیش از 80 نفر را آواره کرد و سبب مرگ یک زن سالخورده شد که در طبقه سوم آپارتمان گرفتار شده بود. بیشتر تخریب‌ها ظرف سه ساعت اول رخ داد.

در دسامبر 2013 یک آتش‌سوزی عظیم در یک مجتمع مسکونی چندطبقه در حال ساخت در کینگستون انتاریو آغاز شد. حریق بی‌دلیل و به‌طور ناگهان شروع و گسترش یافت تا حدی که با زبانه‌های خود بالابری که به طبقات بالایی می‌رفت تا افراد را نجات دهد منهدم نمود و او تنها توانست به طناب خود بچسبد تا زمانی که توسط هلیکوپتر نجات یافت. آتش‌سوزی باعث تخلیه ساختمان‌های مجاور شد زیرا آن‌ها برای ماه‌ها غیرقابل‌سکونت شده بودند.

آتش‌سوزی‌ها، همانند مواردی که در کینگستون رخ داد، شهرداری را مجبور کرد تا قوانین ایمنی محلی را برای ساخت ساختمان‌های غیرقابل‌احتراق که خطر آتش‌سوزی را کاهش می‌دهند، تغییر دهند اما درنهایت هزینه‌های ساخت‌وساز و زمان‌بندی پروژه‌ها افزایش یافت. شهرهای دیگر، مانند آتلانتا و سندی اسپرینگز، برای جلوگیری از ایجاد حریق استفاده از قاب‌های قابل‌احتراق را در ساختمان‌هایی با بیش از سه‌طبقه ممنوع کردند.

 ساختمان‌هایی با قاب فولادی هزینه بیمه کمتری دارند

بیمه گران معمولاً حق بیمه عمومی و حق بیمه خطر ساخت کمتری برای ساختمان‌هایی با قاب فلزی در مقایسه با سازه‌های چوبی در نظر می‌گیرند.

به‌عنوان‌مثال، قاب CFS باعث صرفه‌جویی 32.1 میلیون دلاری در مبلغ پرداختی بیمه خطر ساخت در هنگام ساخت‌وساز 24 ماهه یک هتل چهار طبقه، با 400 واحد در ماسون اوهایو شد. در مقایسه با هتلی با قاب چوبی، قاب CFS به‌صورت سالانه باعث صرفه‌جویی 66000 دلاری در حق بیمه شد.

سازنده یک مجتمع مسکونی 190 واحدی در لس‌آنجلس توانست با استفاده از قاب CFS به‌جای بتن، 300،000 دلار در هزینه بیمه خود صرفه‌جویی کند. این سازنده با استفاده از CFS توانست 100000 دلار نیز در بیمه خطر ساخت و حق بیمه جبران خسارت کارگر صرفه‌جویی کند.

حریق ممکن است هر 20 ثانیه رخ دهد، اما فولاد می‌تواند به شما با نسوختن کمک کند. کف‌ها، دیوارها و سقف‌هایی با قاب فولادی می‌توانند موجب دستیابی به نتایج بهتر و صرفه‌جویی در هزینه‌های بیمه شوند.

ارزیابی تاب‌آوری مصالح ساختمانی

  1. ایمنی - توانایی مقاومت در برابر خطرات طبیعی و حفظ عملکردی که برای آن طراحی شده‌اند
  2. امنیت - توانایی مقاومت در برابر رویدادهای مخاطره‌آمیز انسانی و حفظ عملکردی که برای آن طراحی شده‌اند
  3. صرفه‌جویی در انرژی - استفاده کارآمد از انرژی در طول عمر مفید ساختمان
  4. محیط‌زیست - توانایی استفاده از انرژی و منابع کمتر در ابتدا و کاهش دیگر تأثیرات زیست‌محیطی در طول عمر ساختمان
  5. دوام - امکان ارائه یک چرخه عمر طولانی و به حداقل رساندن نیاز به حفظ و نگهداری و مقاومت در برابر زوال و خرابی
  6. عملکرد قابل پیش‌بینی - قابلیت برنامه‌ریزی برای خطرات طبیعی و وقایع انسانی در هنگام طراحی، ساخت‌وساز و فازهای عملیاتی پروژه ساختمانی
  7. قابلیت سکونت - قابلیت مواجه با شرایطی غیر از مقاومت که می‌توانند ساختمان را غیرقابل استفاده کند
  8. قابلیت بازسازی - توانایی بازگرداندن عملکرد یک ساختمان پس از آسیب ناشی از بلایای طبیعی یا رویدادهای مخاطره‌آمیز انسانی
  9. سازگاری - توانایی تأمین نیازهای موردنظر در طول عمر مفید ساختمان

پنج دلیل کاربرد قاب فولاد سرد نورد شده برای پروژه‌های ساختمانی که در زمستان اجرا می‌شوند

 ساخت‌وساز در زمستان موجب ایجاد نگرانی‌هایی برای سازندگان و پیمانکاران می‌شود که در ماه‌های گرم‌تر با آن‌ها مواجه نمی‌شوند. ازجمله این نگرانی‌ها عبارت‌اند از: لباس کار حرارتی، عملیات برداشت یخ و برف و حفظ یکپارچگی سازه‌ای مصالح در شرایط زیر انجماد.

اما سرما نباید عملیات را به‌صورت کامل متوقف نماید. با در نظر گرفتن مراحل درست در برنامه‌ریزی، ممکن است بتوانید در زمان و پول صرف جویی کرده و دردسرهای یک پروژه زمستانی را کاهش دهید.

به‌عنوان‌مثال، پروژه‌های بزرگ که در بیش از چندین فصل ادامه دارند ممکن است به توالی خاصی نیاز داشته باشند به‌عنوان‌مثال، شما در ژانویه هرگز نباید در مینسوتا بتن بریزید. در عوض، می‌توانید برای سپتامبر این کار را انجام دهید و از ماه‌های سرد برای بر پا نمودن قاب فولاد سرد نورد شده استفاده کنید (CFS). در این مثال‌ها، CFS برای حفظ ساخت‌وساز در بازه زمانی تعیین‌شده در طول شرایط آب‌وهوایی سرد لازم است. در اینجا پنج دلیل که نشان می‌دهد چرا استفاده از CFS در زمستان مناسب است ذکر خواهد شد.

CFS، مقاوم، شکل‌پذیر و به لحاظ سازه‌ای برای نصب در زمستان مناسب است

 قاب‌بندی CFS و نصب پانل‌های آن وابسته به شرایط آب‌وهوایی نیست. CFS در هنگام برخورد با عناصر سازه‌ای، پیچ‌وتاب برنمی‌دارد، خم نمی‌شود و تحت تأثیر سرما نیز قرار نمی‌گیرد. این ویژگی‌ها در مورد مصالح ساختمانی دیگر صدق نمی‌کند.

بتن نباید در 24 ساعت اول پس از ریخته شدن یخ بزند. همین اصل در مورد ساخت دیوار بنایی در زمستان نیز صدق می‌کند. ملات مورد استفاده در آجرچینی هم باید به دور از انجماد نگهداری شود. در مقابل، هیچ اقدام خاصی برای حفاظت از سازه CFS در زمستان نیاز نیست.

 CFS به هیچ سیستم گرمایشی در فصول سرد نیاز ندارد

بتن درجا هزینه‌های بالاتری در فصل زمستان نسبت به فصل‌های دیگر ایجاد می‌کند. چراکه بتن درجا به‌خصوص در فصول سرد نیاز به زمان بیشتری برای عمل آمدن دارد. تولیدکنندگان بتن آماده معمولاً هزینه اضافی برای تهیه بتن در دماهای انجماد دریافت می‌کنند. پیمانکاران عمومی یا پیمانکاران فرعی بتن، باید هیتر های موقت و ورقه‌های پلاستیکی اضافی برای حفظ دمای بتن در دمای موردنظر در اختیار داشته باشند؛ اما CFS به دما یا شرایط رطوبتی خاصی برای نصب نیاز ندارد.

 CFS به پیشبرد کار در طول زمستان کمک می‌کند

پس از نصب قاب‌بندی CFS، کارهای برق‌کشی، لوله‌کشی و فعالیت‌های مکانیکی (MEP) را می‌توان به‌سرعت شروع کرد. برای ایجاد سوراخ‌های مته‌ای و یا تغییر قاب به‌منظور جای دادن این تسهیلات، نیازی به تجهیزات خاص نیست. قاب دیواری CFS و سیستم تیرچه کف معمولاً با سوراخ‌های تعبیه‌شده در کارخانه برای جایگذاری تسهیلات MEP ساخته می‌شوند.

به‌عبارت‌دیگر، قابلیت پیش‌بینی، دقت و ویژگی‌های ذاتی CFS، بهره‌وری کل کار را افزایش می‌دهد. CFS به افزایش سرعت کار کمک نموده و ممکن است سبب شود تا کارهای MEP پیش از برنامه تهیه و یا حتی قبل از اینکه زمستان شروع شود به پایان برسد.

نصب و برپا سازی CFS را می‌توان در طول زمستان انجام داد

محوطه کالج شریدان، انتاریو که به یک خوابگاه دانشجویی جدید در نیم سال پاییزی نیاز داشت را در نظر بگیرید. تمام جوانب کار آماده‌شده بود تا در پاییز سال قبل آغاز شود؛ اما چگونه می‌توان یک خوابگاه بدون مواجه با زمستان سخت کانادا که ممکن است زمان تحویل کار را تحت تأثیر قرار دهد ساخت؟

راه‌حل این بود که از دیوارهای CFS باربر به‌جای بلوک‌های بتنی درجا استفاده شود و فونداسیون بتنی نیز در پاییز ریخته شود.

با ریختن فونداسیون ساختمان در پاییز و نصب دیوارهای باربر CFS در زمستان این پروژه به‌سرعت به پایان رسید - و به‌احتمال‌زیاد صدها هزار دلار نیز در هزینه‌های صرفه‌جویی شد.

کارگران تمام سیستم‌های دیوار باربری CFS و بلوک‌های کف و سقف توخالی را در دمای 14 تا 4- درجه فارنهایت (منفی10 تا منفی20 درجه سانتی‌گراد) نصب نمود. در چنین درجه حرارتی، استفاده از مصالح بتنی به‌هیچ‌وجه مناسب نخواهد بود. قاب CFS به کوتاه نمودن چرخه ساخت‌وساز کمک نمود و درنهایت، دانشجویان جدید خوابگاه خود را با آغاز ترم جدید دریافت کردند.

 پنل سازی CFS در طول زمستان، سبب صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود

CFS در پیش‌ساخته سازی نیز کاربرد دارد. این کار می‌تواند در خارج از سایت ساخت‌وساز و تحت شرایط ایمن کنترل‌شده انجام شود.

کالج شریدان از یک سیستم سازه‌ای پیش‌ساخته که می‌تواند از نمای خارجی محافظت کند، استفاده نمود. روی پانل‌های دیواری بیرونی CFS، سیستم نماسازی و عایق‌کاری خارجی نصب شد (EIFS). ترکیبی از پانل‌های CFS پیش‌ساخته و نمای EIFS باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های ساخت‌وساز شد.

 CFS یک راهکار برای تمام فصول است که باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه پروژه شده و به‌خصوص برای پروژه‌هایی که تا زمستان ادامه خواهند داشت، مناسب است.

مزایای کاربردی قاب‌بندی CFS در آب‌وهوای سرد با تکمیل ساخت‌وساز پایان نمی‌یابد. چراکه قاب‌های فولادی سرد نورد شده CFS با عایق‌کاری بیرونی باعث صرفه‌جویی در هزینه می‌شوند و لذا قاب CFS باعث صرفه‌جویی در انرژی و مصرف بهینه انرژی در تمام طول عمر سازه خواهد شد.

دوام قاب فولادی سرد نورد شده CFS

  • قاب CFS در برابر خوردگی، مقاوم است و طول عمر آن نیز نزدیک به 70 سال تخمین زده می‌شود.
  • قاب CFS در برابر موریانه‌ها در هر نوع آب‌وهوا و هر نوع ساختمانی مقاوم است.
  • قاب CFS در برابر کپک و پوسیدگی نیز مقاوم است زیرا رطوبت را جذب نمی‌کند و لذا منبع غذایی کپک‌ها محسوب نمی‌شود.

ایمنی قاب فولادی سرد نورد شده

  • قاب CFS 7 برابر مقاوم‌تر از چوب است و از همه مصالح ساختمانی مقاوم‌تر است.
  • قاب CFS در برابر آتش نیز مقاوم است و تا 4 ساعت در برابر حریق مقاوم می‌کند.
  • قاب CFS در برابر بارهای محیطی شدید نیز مقاوم است

  

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.

PDF

برای مشاهده کامل این محتوا می بایست مبلغ مورد نیاز را از اعتبار خود پرداخت کنید

برای کاربران ویژه رایگان است

نوع فایل دریافتی :
PDF
اعتبار مورد نیاز : 500 تومان
دریافت فایل PDF و حمایت از ترجمه کنندگان500 تومان
پرداخت 500 تومان و مشاهده محتوا
درباره نویسنده
عکس‌های poorya_n

پوریا نخعی

لیسانس مهندسی عمران از دانشگاه فردوسی مشهد و در حال تحصیل در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مدیریت منابع آب دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران سابقه ترجمه مقاله و کتاب تخصصی اشنا به نرم افزارهای matlab, lingo,Gams,hec-hms,modsim, etabs, safe
سوالات مرتبط
عکس کاربر
2پاسخ
طراحی سازه LSF با SAP
با سلام بنده به دنبال مدلسازی ساختمان ال اس اف با سپ 2000 هستم ایا کسی یا شخصی این کار رو انجام داده است
عکس کاربر
1پاسخ
نحوه تهیه نرم افزار FrameCad
با سلام، ممکن هستش راهنمایی بفرمایید که نرم افزار frame cad را چطوری میتونم تهیه کنم؟
ورود به بخش پرسش و پاسخ
  • برای ارسال دیدگاه وارد شوید یا ثبت نام کنید .
  • در دانشنامه 808 بیشتر بخوانید ...

    تقویم آموزشی

    21 اسفند 1399
    موسسه آموزش عالی مهر اروند
    5 خرداد 1400
    موسسه آموزش عالی وحدت
    31 تير 1400
    دانشگاه جامع علمی کاربردی سازمان همیاری شهرداری ها

    موسسه 808 نماینده موسسات جهانی در ایران

    پکیج استثنایی 808