تاریخچه سازه‌های سبک فولادی (LSF)

 

سازه‌های سبک فولادی (Light Steel Frame یا LSF) یکی از فناوری‌های نوین در صنعت ساخت‌وساز هستند که به دلیل ویژگی‌های خاص خود، مانند وزن کم، سرعت ساخت بالا، و مقاومت مناسب، به‌ویژه در برابر زلزله، به‌طور گسترده‌ای در دهه‌های اخیر مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این سیستم ساختمانی بر پایه استفاده از پروفیل‌های فولادی سرد نورد شده (Cold-Formed Steel) است که از ورق‌های فولادی گالوانیزه تولید می‌شوند. در ادامه به تاریخچه این فناوری می‌پردازیم.

آغاز استفاده از سازه‌های سبک فولادی سرد نورد شده (CFS)

دهه 1850 میلادی

اولین استفاده‌های مستند از فولاد سرد نورد شده به نیمه دوم قرن نوزدهم بازمی‌گردد. در این دوره، پروفیل‌های فولادی سرد نورد شده برای ساخت پل‌ها و برخی سازه‌های صنعتی مورد استفاده قرار گرفتند.

اوایل قرن 20 (دهه 1920)

در این دوره، استفاده از فولاد سرد نورد شده در ساخت‌وساز مسکونی و تجاری آغاز شد. یکی از اولین پروژه‌های ثبت‌شده در این زمینه، خانه‌ای در ایالت ویرجینیا (آمریکا) بود که در سال 1925 با استفاده از مقاطع فولادی سرد نورد ساخته شد.

توسعه در اواسط قرن 20

دهه 1930 تا 1950

در این دوره، با پیشرفت فناوری تولید فولاد، استفاده از فولاد سرد نورد شده در ساخت‌وساز گسترش یافت. در این زمان، سیستم‌های سازه‌ای سبک فولادی به‌عنوان جایگزینی برای چوب در ساخت خانه‌های مسکونی معرفی شدند.

نمایشگاه جهانی شیکاگو (1933): در این نمایشگاه، فناوری‌های نوین ساخت‌وساز از جمله استفاده از فولاد سرد نورد شده به نمایش گذاشته شد که در آن این خانه ها به عنوان “خانه های آینده” معرفی شدند.

دهه 1960

در این دهه، استفاده از سیستم‌های LSF در اروپا و آسیا نیز گسترش یافت. این سیستم‌ها به‌ویژه در کشورهایی مانند ژاپن و استرالیا که با خطر زلزله مواجه بودند، مورد توجه قرار گرفتند.

پیشرفت‌های مدرن در دهه‌های اخیر

دهه 1980 و 1990

در این دوره، با پیشرفت فناوری‌های تولید و طراحی، سیستم‌های LSF به‌طور گسترده‌تری در ساخت‌وسازهای مسکونی، تجاری و صنعتی به کار گرفته شدند. استانداردهای طراحی و آیین‌نامه‌های مربوط به این سیستم‌ها نیز در کشورهای مختلف تدوین شد.

گسترش در ایران: در این دوره، استفاده از سازه‌های سبک فولادی به‌تدریج در ایران مطرح شد، اما به‌صورت گسترده در دهه 2000 میلادی مورد استفاده قرار گرفت.

دهه 2000 به بعد

سیستم‌های LSF به دلیل مزایایی مانند سرعت ساخت بالا، کاهش وزن سازه و مقاومت در برابر زلزله، به‌ویژه در مناطق زلزله‌خیز مانند ژاپن، نیوزیلند و ایران، به یکی از گزینه‌های محبوب در ساخت‌وساز تبدیل شدند.

در ایران، این فناوری پس از زلزله‌های مخرب مانند زلزله بم (2003) مورد توجه بیشتری قرار گرفت و به‌عنوان یکی از روش‌های مقاوم‌سازی و ساخت سریع مطرح شد.

ویژگی‌ها و مزایای سازه‌های سبک فولادی LSF که موجب گسترش آن شد:

• وزن کم: کاهش وزن سازه در مقایسه با سیستم‌های سنتی.
• سرعت ساخت بالا: به دلیل استفاده از قطعات پیش‌ساخته.
• مقاومت در برابر زلزله: به دلیل انعطاف‌پذیری و کاهش وزن.
• دوام بالا: استفاده از فولاد گالوانیزه که مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد.
• سازگاری با محیط‌زیست: قابلیت بازیافت فولاد.

اولین استانداردهای طراحی سازه‌های سبک فولادی

در دهه 1940، موسسه آهن و فولاد آمریکا (AISI) اولین استانداردهای طراحی برای فولاد سرد نورد شده را منتشر کرد. این استانداردها شامل دستورالعمل‌هایی برای طراحی مقاطع، اتصالات و تحلیل سازه‌های سبک بود.

این استانداردها به تدریج در سایر کشورها نیز مورد پذیرش قرار گرفت و به توسعه جهانی این فناوری کمک کرد.

روند پیشرفت سازه‌های سبک فولادی (LSF) در ایران

سیستم سازه‌های سبک فولادی (Light Steel Frame یا LSF) به‌عنوان یک فناوری نوین در صنعت ساخت‌وساز، در ایران نیز طی دو دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است. این سیستم به دلیل ویژگی‌هایی مانند سرعت ساخت بالا، مقاومت در برابر زلزله، و کاهش وزن سازه، به‌ویژه پس از وقوع زلزله‌های مخرب در کشور، به یکی از روش‌های محبوب در ساخت‌وساز تبدیل شده است. در ادامه، روند ورود و پیشرفت این فناوری در ایران بررسی می‌شود:

1. ورود اولیه LSF به ایران

دهه 1370 شمسی (1990 میلادی):

اولین آشنایی با سیستم LSF در ایران به دهه 1370 بازمی‌گردد. در این دوره، به دلیل گسترش ارتباطات با کشورهای پیشرفته و معرفی فناوری‌های نوین ساخت‌وساز، سیستم LSF به‌عنوان یک روش مدرن در کشورهای توسعه‌یافته مورد توجه قرار گرفت.

در این زمان، استفاده از سازه‌های سبک فولادی بیشتر در پروژه‌های کوچک و آزمایشی مطرح بود و هنوز به‌صورت گسترده در ایران اجرا نمی‌شد.

2. گسترش توجه به LSF پس از زلزله‌های مخرب

زلزله بم (1382 – 2003 میلادی):

زلزله بم، که یکی از مخرب‌ترین زلزله‌های ایران بود، با تخریب گسترده ساختمان‌های سنتی و کشته شدن هزاران نفر، نیاز به تغییر در روش‌های ساخت‌وساز و استفاده از فناوری‌های مقاوم در برابر زلزله را برجسته کرد.

پس از این زلزله، دولت و سازمان‌های مرتبط با ساخت‌وساز به دنبال روش‌هایی برای ساخت سریع و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها بودند. در این زمان، سیستم LSF به‌عنوان یک گزینه مناسب مطرح شد.

مزیت‌های LSF در این زمان: سرعت ساخت بالا، وزن کم و مقاومت در برابر زلزله.

3. آغاز استفاده گسترده از LSF

دهه 1380 (2000 میلادی):

در این دهه، شرکت‌های مهندسی و پیمانکاری شروع به وارد کردن فناوری LSF به ایران کردند. پروژه‌های مسکونی و صنعتی کوچک با استفاده از این سیستم اجرا شد.

پروژه‌های شاخص اولیه:

• ساخت خانه‌های پیش‌ساخته در مناطق زلزله‌زده.
• پروژه‌های مسکن مهر در برخی مناطق کشور.

در این دوره، LSF بیشتر در پروژه‌های خاص و با نظارت مستقیم شرکت‌های خارجی یا مشاوران متخصص اجرا می‌شد.

4. تدوین استانداردها و آیین‌نامه‌های مرتبط

دهه 1390 (2010 میلادی):

با گسترش استفاده از LSF در ایران، نیاز به تدوین استانداردها و آیین‌نامه‌های مرتبط احساس شد. در این دوره، سازمان‌های دولتی و مهندسی شروع به تدوین دستورالعمل‌های طراحی و اجرای این سیستم کردند.

نشریه 612 سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی ایران:

این نشریه یکی از مهم‌ترین دستورالعمل‌های مرتبط با طراحی و اجرای سازه‌های سبک فولادی در ایران است. نشریه 612 به‌عنوان مرجع اصلی برای طراحی و اجرای سیستم LSF در پروژه‌های ساختمانی ایران شناخته می‌شود.

مبحث دهم مقررات ملی ساختمان:

اصول طراحی و اجرای سازه‌های فولادی، از جمله سازه‌های سبک فولادی، در این مبحث گنجانده شده است.

5. گسترش استفاده از LSF در پروژه‌های مختلف

پروژه‌های مسکونی:

در دهه 1390، سیستم LSF به‌طور گسترده در ساخت خانه‌های ویلایی، آپارتمان‌های کوچک، و ساختمان‌های مسکونی در مناطق زلزله‌خیز به کار گرفته شد.

پروژه‌های صنعتی:

استفاده از LSF در ساخت سوله‌ها، انبارها، و ساختمان‌های صنعتی نیز گسترش یافت.

پروژه‌های عمومی:

ساخت مدارس، بیمارستان‌ها، و ساختمان‌های عمومی با استفاده از این سیستم در مناطق محروم و زلزله‌زده انجام شد.

6. وضعیت فعلی و آینده LSF در ایران

وضعیت فعلی:

در حال حاضر، سیستم LSF به‌عنوان یکی از روش‌های مدرن ساخت‌وساز در ایران شناخته می‌شود و در بسیاری از پروژه‌های مسکونی، صنعتی و عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شرکت‌های داخلی توانسته‌اند تجهیزات تولید پروفیل‌های فولادی سرد نورد شده را بومی‌سازی کنند و به تولید انبوه برسانند.

آیین‌نامه‌ها و استانداردهای مرتبط با این سیستم نیز تدوین شده و در پروژه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آینده:

با توجه به نیاز روزافزون به ساخت‌وساز سریع، مقاوم و سبک، انتظار می‌رود که استفاده از سیستم LSF در ایران گسترش بیشتری پیدا کند.

همچنین، با افزایش آگاهی عمومی و تخصص مهندسان، چالش‌های موجود کاهش یافته و این فناوری به یکی از روش‌های اصلی ساخت‌وساز در کشور تبدیل خواهد شد.

جمع‌بندی

سیستم سازه‌های سبک فولادی (LSF) در ایران از دهه 1370 شمسی معرفی شد، اما پس از زلزله بم و نیاز به ساخت‌وساز سریع و مقاوم، به‌طور گسترده‌تری مورد توجه قرار گرفت. در دهه‌های اخیر، با تدوین آیین‌نامه‌های مرتبط و گسترش دانش فنی، این سیستم به یکی از روش‌های محبوب در ساخت‌وساز تبدیل شده است.