مقاطع فولادی سبک یکی از اصلی‌ترین اجزای سیستم LSF یا Light Steel Frame هستند. این مقاطع از ورق‌های فولادی با ضخامت نسبتاً کم ساخته می‌شوند و به روش شکل‌دهی سرد، بدون حرارت‌دهی در فرآیند شکل‌دهی، به مقاطع مختلف تبدیل می‌شوند. به همین دلیل، مقاطع LSF با وجود وزن نسبتاً کم، می‌توانند برای ساخت دیوارها، کف‌ها و سقف‌ها مورد استفاده قرار گیرند.
در این سیستم، مقاطع فولادی سبک فقط به اعضای قائم دیوار محدود نمی‌شوند؛ بلکه مجموعه‌ای از استادها، رانرها، تیرچه‌ها، اعضای سقف، کانال‌ها، فِرِمینگ‌های تقویتی و سایر قطعات می‌توانند در تشکیل سیستم سازه‌ای نقش داشته باشند.
مقاطع فولادی سبک چیست؟ مقاطع فولادی سبک، اعضایی هستند که معمولاً از ورق فولادی ساخته شده و به وسیله دستگاه‌های رول‌فرمینگ به شکل هندسی مشخص درمی‌آیند. برخلاف مقاطع فولادی گرم‌نوردشده که در دمای بالا شکل‌دهی می‌شوند، مقاطع سردنوردشده در دمای محیط فرم داده می‌شوند. شکل‌دهی سرد امکان تولید مقاطع دقیق و متنوع را فراهم می‌کند و می‌توان با ایجاد خم‌ها، لبه‌ها و سخت‌کننده‌های مناسب، عملکرد مقطع را بهبود داد. در سیستم‌های CFS، شکل‌هایی مانند C-Shape برای Stud و Joist و مقاطعی مانند Track و U-Channel کاربرد گسترده‌ای دارند.
انواع مقاطع فولادی سبک در سازه LSF مقاطع مورد استفاده در سیستم LSF براساس محل و نوع عملکردشان به گروه‌های مختلفی تقسیم می‌شوند.
۱. استاد یا Stud استاد یکی از مهم‌ترین اعضای سازه LSF است و معمولاً به شکل C ساخته می‌شود. استادها به‌صورت قائم داخل دیوار قرار می‌گیرند و بسته به طراحی می‌توانند در دیوارهای باربر یا غیر باربر استفاده شوند. در دیوارهای باربر، استادها می‌توانند نیروهای قائم را از کف و سقف دریافت کرده و به طبقات پایین‌تر منتقل کنند. همچنین در برخی سیستم‌ها، عملکرد آنها در برابر نیروهای جانبی نیز مورد توجه قرار می‌گیرد. کاربردهای استاد
استاد می‌تواند برای موارد زیر استفاده شود:
مشخصات استاد از نظر ارتفاع، ضخامت، عرض و نوع فولاد باید براساس طراحی پروژه مشخص شود.
۲. رانر یا Track رانر که در برخی منابع با عنوان Track شناخته می‌شود، معمولاً مقطعی با شکل کلی U است. این عضو در بالا و پایین قاب دیوار قرار می‌گیرد و استادها درون آن قرار می‌گیرند. رانر نقش مهمی در شکل‌دادن قاب دیوار و ایجاد اتصال میان اجزای قائم دارد. در استانداردها و راهنماهای CFS، Track به‌عنوان یکی از محصولات اصلی سیستم فریم سردنوردشده شناخته می‌شود.
وظایف رانر
رانر باید با استادها و سیستم اتصال هماهنگ باشد و مشخصات آن براساس طراحی تعیین شود.
۳. تیرچه کف یا Joist تیرچه‌های LSF از اعضای مهم سیستم کف ساختمان هستند. این اعضا معمولاً به شکل C تولید می‌شوند و به‌صورت افقی قرار می‌گیرند. تیرچه‌ها بارهای کف را دریافت کرده و به دیوارهای باربر یا تکیه‌گاه‌های طراحی‌شده منتقل می‌کنند. راهنماهای فنی CFS برای تیرچه‌های کف، جداول مشخصات مقطع، دهانه و ظرفیت‌های مختلف ارائه می‌کنند. در طراحی تیرچه باید مواردی مانند خمش، برش، خیز، ارتعاش، کمانش و شرایط تکیه‌گاهی بررسی شود.
۴. اعضای سقف و Rafter از مقاطع فولادی سبک می‌توان برای ساخت اعضای مختلف سقف، از جمله تیرهای سقف، رافترها یا اجزای خرپا استفاده کرد. این اعضا باید بتوانند وزن سقف، پوشش‌ها، عایق، بارهای بهره‌برداری و بارهای محیطی مانند برف و باد را تحمل کنند. راهنماهای صنعت CFS نیز استفاده از اعضایی مانند rafters و roof joists را در سیستم‌های فریم سردنوردشده پوشش می‌دهند.
۵. Header یا عضو بالای بازشو در محل بازشوهای بزرگ مانند در و پنجره، بخشی از اعضای قائم دیوار قطع می‌شوند. برای حفظ مسیر انتقال بار، از اعضای تقویتی مانند Header استفاده می‌شود. Header می‌تواند بار را از قسمت بالای بازشو دریافت کرده و به اعضای قائم کناری منتقل کند. ابعاد و تعداد اعضای تشکیل‌دهنده Header باید بر اساس بارگذاری و طراحی پروژه محاسبه شود و نمی‌توان یک سایز ثابت را برای همه بازشوها در نظر گرفت.
۶. King Stud و Jack Stud در اطراف بازشوها معمولاً اعضای قائم تقویتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. King Stud در کنار بازشو و به‌عنوان عضو قائم اصلی اطراف آن قرار می‌گیرد و Jack Stud می‌تواند در انتقال بار Header به تکیه‌گاه نقش داشته باشد. این اجزا باید به‌صورت هماهنگ با Header و سایر اعضای دیوار طراحی شوند.
۷. کانال‌ها و U-Channel کانال‌ها و مقاطع U شکل در سیستم LSF برای کاربردهای مختلفی مانند مهاربندی، پشت‌بند، سقف، زیرسازی و برخی جزئیات اتصال استفاده می‌شوند. راهنماهای محصول CFS، U-Channel و کانال‌ها را در کنار Stud، Track و Joist به‌عنوان اعضای رایج این سیستم معرفی می‌کنند.
نکات مهم هنگام خرید مقاطع LSF برای خرید مقاطع فولادی سبک بهتر است تنها به نام یا شکل ظاهری محصول اکتفا نشود. مشخصات زیر باید از تولیدکننده یا تأمین‌کننده دریافت و با نقشه پروژه تطبیق داده شوند:
راهنمای فنی SFIA نیز بر استفاده از مشخصات محصول، خواص مقطع، اطلاعات اتصال‌دهنده‌ها و دیتیل‌های فنی در فرآیند طراحی تأکید دارد.
مقاطع فولادی سبک، پایه اصلی سیستم LSF هستند و در ساخت دیوار، کف، سقف، بازشوها، خرپاها و سایر اجزای سازه‌ای و غیرسازه‌ای کاربرد دارند. این مقاطع معمولاً از ورق فولادی و به روش شکل‌دهی سرد تولید می‌شوند و شکل‌هایی مانند Stud، Track، Joist و Channel از اعضای رایج این سیستم هستند. مهم‌ترین نکته این است که انتخاب مقطع نباید تنها براساس وزن یا ظاهر آن انجام شود. مقاومت، کمانش، ضخامت، هندسه مقطع، شرایط مهاربندی، بارگذاری، اتصالات و شرایط محیطی باید به‌صورت هم‌زمان بررسی شوند. در نهایت، مقاطع فولادی سبک زمانی می‌توانند عملکرد مناسبی در ساختمان LSF داشته باشند که انتخاب، طراحی، تولید و اجرای آنها مطابق نقشه‌های مهندسی و مشخصات فنی پروژه انجام شود. حتی راهنماهای تخصصی صنعت نیز تأکید می‌کنند که جداول و دیتیل‌های نمونه باید توسط طراح پروژه با توجه به شرایط واقعی بررسی و تأیید شوند.