سقف در سازه LSF تنها از چند پروفیل فولادی تشکیل نشده است، بلکه یک سیستم چندلایه و مهندسیشده است که از مجموعهای از اعضای سازهای، اتصالات، مهاربندی، صفحات پوششی، عایقها و لایههای محافظ تشکیل میشود. هر یک از این اجزا وظیفه مشخصی دارند و عملکرد صحیح سقف به هماهنگی میان تمام این بخشها وابسته است. نوع و تعداد اجزای سقف LSF با توجه به نوع ساختمان، دهانه سقف، تعداد طبقات، بارهای وارد بر ساختمان، شرایط اقلیمی، نوع پوشش نهایی، الزامات صوتی و حرارتی و محاسبات سازهای میتواند متفاوت باشد. به طور کلی، مهمترین اجزای یک سیستم سقف LSF عبارتاند از: 1. اعضای فولادی سردنوردشده 2. تیرچهها یا اعضای باربر سقف 3. تیرهای لبه و اعضای پیرامونی 4. خرپاهای سقف در سقفهای شیبدار 5. اتصالات و پیچها 6. مهاربندی سقف 7. صفحات پوششی 8. عایق حرارتی 9. عایق صوتی 10. لایههای کنترل رطوبت و بخار 11. لایه کنترل هوا 12. پوشش نهایی سقف 13. اتصالات سقف به دیوار 14. اجزای مربوط به بازشوها و عبور تأسیسات در ادامه هر یک از این اجزا را بررسی میکنیم. ۱. اعضای فولادی سردنوردشده مهمترین بخش سازهای سقف LSF، مقاطع فولادی سردنوردشده هستند. این مقاطع از ورق فولادی تولید میشوند و با استفاده از فرآیند شکلدهی سرد به شکل هندسی مورد نیاز درمیآیند. شکل مقطع باعث افزایش کارایی ورق و ایجاد عضو سازهای مناسب برای تحمل بار میشود. در سقف LSF، مقاطع فولادی میتوانند به عنوان اعضای اصلی باربر، اعضای پیرامونی، اعضای تقویتی، مهاربندها یا بخشهایی از خرپا مورد استفاده قرار گیرند. یکی از ویژگیهای مهم این مقاطع، نسبت مناسب مقاومت به وزن آنها است. به همین دلیل میتوان با استفاده از اعضای نسبتاً سبک، سیستم سقفی مناسبی طراحی کرد.
نقش مقاطع فولادی در سقف مقاطع فولادی وظایف مختلفی دارند، از جمله:
نوع، ابعاد، ضخامت و فاصله این مقاطع باید توسط طراح سازه تعیین شود. ۲. تیرچهها یا اعضای باربر سقف تیرچهها یا اعضای باربر یکی از اصلیترین قسمتهای سقف LSF هستند. این اعضا معمولاً به صورت موازی در کنار یکدیگر قرار میگیرند و بارهای وارد بر کف یا سقف را دریافت کرده و به اعضای تکیهگاهی منتقل میکنند. برای مثال، در یک سقف بین طبقات، بار ناشی از افراد، مبلمان، کفسازی و سایر بارها ابتدا به لایههای بالایی منتقل شده و سپس از طریق صفحات پوششی و اعضای باربر به دیوارهای سازهای منتقل میشود. فاصله تیرچهها فاصله تیرچهها یک عدد ثابت برای تمام ساختمانها نیست. این فاصله به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:
بنابراین فاصله اعضا باید بر اساس محاسبات و نقشههای اجرایی مشخص شود. ۳. اعضای پیرامونی سقف در اطراف سیستم سقف، معمولاً اعضایی برای ایجاد قاب پیرامونی و اتصال مناسب بخشهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. این اعضا میتوانند نقش مهمی در:
انتقال نیرو
ایجاد محل مناسب برای نصب پوششها
جزئیات این قسمت باید به گونهای طراحی شود که اتصال بین سقف و دیوار به شکل مناسب انجام شود.
در سقفهای شیبدار LSF، خرپا یکی از اجزای مهم سیستم است. خرپا از چند عضو فولادی تشکیل میشود که با قرار گرفتن در یک آرایش هندسی مشخص، سیستم باربر سقف شیبدار را ایجاد میکنند. خرپا میتواند بارهای مربوط به پوشش سقف، برف، باد و سایر بارهای طراحی را دریافت کرده و به دیوارهای تکیهگاهی منتقل کند. اجزای خرپا خرپای LSF میتواند شامل اعضایی مانند:
هندسه و ابعاد خرپا باید بر اساس محاسبات سازهای تعیین شود. ۵. اتصالات و پیچها هیچ سیستم LSF بدون اتصالات مناسب نمیتواند عملکرد مورد انتظار را داشته باشد. در بسیاری از سیستمهای LSF، اعضای فولادی با استفاده از پیچهای خودکار یا اتصالدهندههای مناسب به یکدیگر متصل میشوند. اتصالات باید بتوانند نیروهای طراحی را بین اعضای مختلف منتقل کنند. موارد مهم در اتصالات در طراحی اتصال باید مواردی مانند:
در نظر گرفته شود.
تعداد پیچها نباید صرفاً بر اساس تجربه یا حدس تعیین شود. ۶. مهاربندی سقف مهاربندی یکی از اجزای بسیار مهم سیستم سقف است. اعضای فولادی به دلیل ضخامت نسبتاً کم میتوانند در برابر کمانش یا تغییر شکلهای موضعی حساس باشند. به همین دلیل، مهاربندی مناسب میتواند به حفظ پایداری سیستم کمک کند. مهاربندی همچنین میتواند در ایجاد یک سیستم پایدار در برابر نیروهای جانبی نقش داشته باشد. بسته به سیستم طراحیشده، ممکن است از:
استفاده شود.نوع مهاربندی باید مطابق طراحی سازه باشد. ۷. صفحات پوششی سقف پس از اجرای قاب فولادی، صفحات پوششی روی اعضای سقف نصب میشوند. صفحه مورد استفاده به نوع سقف و عملکرد مورد انتظار بستگی دارد. در سقف بین طبقات، صفحه میتواند بخشی از سیستم کف باشد و در سقف خارجی ممکن است به عنوان بخشی از لایه زیرین پوشش سقف عمل کند. وظایف صفحات پوششی این صفحات میتوانند وظایفی مانند موارد زیر داشته باشند:
نوع، ضخامت و نحوه اتصال صفحه باید بر اساس طراحی مشخص شود. ۸. عایق حرارتی عایق حرارتی یکی از اجزای مهم سقف LSF است. از آنجا که سقف میتواند یکی از مسیرهای اصلی انتقال حرارت بین داخل و خارج ساختمان باشد، طراحی صحیح عایق میتواند نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی داشته باشد. عایق معمولاً در فضاهای پیشبینیشده در سیستم سقف قرار میگیرد و میتواند از جنسهای مختلف باشد. انتخاب عایق باید با توجه به:
۹. عایق صوتی در ساختمانهای مسکونی و اداری، کنترل انتقال صدا اهمیت زیادی دارد. سقف LSF میتواند با استفاده از لایههای عایق صوتی و طراحی چندلایه، عملکرد صوتی مناسبی ایجاد کند. عایق صوتی معمولاً در فضای بین اعضای فولادی قرار میگیرد. اما عملکرد صوتی فقط به نوع عایق وابسته نیست. عواملی مانند:
نیز تأثیر زیادی دارند. بنابراین طراحی صوتی باید به صورت یک سیستم کامل انجام شود. ۱۰. لایه کنترل رطوبت کنترل رطوبت در سقف LSF اهمیت زیادی دارد. نفوذ آب یا رطوبت به لایههای داخلی سقف میتواند باعث آسیب به مصالح، کاهش عملکرد عایق و در شرایط نامناسب افزایش خطر خوردگی اجزای فلزی شود. در سقفهای خارجی، باید لایههای مناسب برای جلوگیری از نفوذ آب و هدایت رطوبت به بیرون در نظر گرفته شوند. محل اتصال سقف و دیوار، اطراف بازشوها و نقاط عبور تأسیسات از قسمتهای حساس سقف هستند. ۱۱. لایه کنترل بخار در برخی شرایط اقلیمی، کنترل حرکت بخار آب در داخل ساختار سقف اهمیت دارد. محل قرارگیری لایه کنترل بخار باید با توجه به شرایط آبوهوایی، سیستم دیوار و سقف و نحوه حرکت رطوبت در پوسته ساختمان تعیین شود. قرار دادن نادرست لایه کنترل بخار میتواند در بعضی شرایط باعث حبس رطوبت داخل سیستم شود. به همین دلیل این موضوع باید در طراحی ساختمان و جزئیات پوسته مورد بررسی قرار گیرد. ۱۲. لایه کنترل هوا در ساختمانهای با عملکرد انرژی مناسب، کنترل نفوذ ناخواسته هوا نیز اهمیت دارد. درزها و اتصالات بین دیوار و سقف باید به گونهای طراحی و اجرا شوند که مسیرهای ناخواسته عبور هوا کنترل شوند. این موضوع علاوه بر عملکرد حرارتی، میتواند بر کنترل رطوبت و کیفیت عملکرد پوسته ساختمان نیز تأثیر بگذارد. ۱۳. پوشش نهایی سقف پوشش نهایی همان لایهای است که در نهایت سطح قابل مشاهده سقف را تشکیل میدهد. در سقفهای شیبدار، پوشش نهایی میتواند با توجه به طراحی ساختمان و شرایط آبوهوایی انتخاب شود. پوشش نهایی باید علاوه بر زیبایی، در برابر شرایط محیطی، رطوبت، باد و سایر عوامل طراحی مقاومت مناسبی داشته باشد. نوع پوشش نهایی نباید بدون توجه به سیستم زیرین انتخاب شود؛ زیرا وزن آن نیز بخشی از بارهای وارد بر سقف محسوب میشود. ۱۴. اتصال سقف به دیوار یکی از مهمترین جزئیات در اجرای سقف LSF، اتصال سقف به دیوارهای باربر است. این اتصال باید بتواند نیروها را به شکل مناسب بین سقف و دیوار منتقل کند. در یک ساختمان چندطبقه، مسیر انتقال بار به صورت کلی میتواند از: پوشش سقف → صفحات → اعضای باربر سقف → دیوارهای باربر → فونداسیون → زمین در نظر گرفته شود. البته مسیر دقیق انتقال بار به نوع سیستم سازهای و طراحی ساختمان بستگی دارد. ۱۵. اجزای مربوط به بازشوها گاهی در سقف نیاز به ایجاد بازشو برای مواردی مانند:
بازشوها باید از ابتدا در طراحی لحاظ شوند. ایجاد یک بازشو بزرگ در یک عضو باربر بدون تقویت مناسب میتواند ظرفیت عضو را کاهش دهد. بنابراین در اطراف بازشوها معمولاً به اعضای تقویتی و جزئیات اتصال مناسب نیاز است.
۱۶. اجزای مربوط به عبور تأسیسات فضای بین اعضای سقف LSF میتواند برای عبور بخشی از تأسیسات مورد استفاده قرار گیرد. مسیرهای مربوط به:
میتوانند در فضاهای پیشبینیشده قرار بگیرند. اما نکته مهم این است که عبور تأسیسات نباید باعث تضعیف اعضای سازهای شود. به همین دلیل محل عبور تأسیسات باید در مرحله طراحی با سازه هماهنگ شود.
۱۷. لایههای مقاوم در برابر آتش در ساختمانهای LSF، مقاومت در برابر آتش باید به صورت سیستماتیک طراحی شود. فولاد قابل احتراق نیست، اما افزایش دما میتواند باعث کاهش خواص مکانیکی آن شود. به همین دلیل، بسته به الزامات پروژه، از سیستمهای پوششی و مصالحی استفاده میشود که بتوانند اعضای فولادی را برای مدت مورد نیاز در برابر افزایش دما محافظت کنند. در این بخش، نوع صفحات، تعداد لایهها، ضخامت، نوع عایق، اتصالات و نحوه اجرای درزها اهمیت دارند. ۱۸. لایههای کفسازی در سقف بین طبقات در ساختمانهای چندطبقه، سقف بین طبقات در واقع نقش کف طبقه بالاتر را نیز ایفا میکند. بنابراین علاوه بر اجزای سازهای، ممکن است لایههای مختلفی روی آن اجرا شود، مانند: صفحه زیرین → لایه عایق → لایه زیرسازی → کفسازی → پوشش نهایی کف نوع این لایهها به کاربری ساختمان و نیازهای معماری و فنی بستگی دارد.
مسیر کلی قرارگیری اجزای سقف LSF برای درک بهتر ساختار سقف، میتوان آن را به صورت چند لایه در نظر گرفت: پوشش نهایی ↓ لایه محافظ در برابر آب و شرایط محیطی ↓ صفحه یا لایه زیرین ↓ عایق حرارتی و صوتی ↓ اعضای فولادی سردنوردشده ↓ لایه پوششی داخلی، در صورت وجود ↓ پوشش نهایی داخلی