سوله UBM/ LSF/ HSS

سوله ساز
سوله های UBM
سوله های پیش ساخته LSF
سوله های HSS
سوله های UBM

اختراع و ثبت سوله های UBM متعلق به شرکت آمریکایی MIC است. در یک نگاه کلی می توان گفت که سوله های UBM سوله هایی هستند که نیاز به اسکلت ندارند و طراحی آسان و سرعت بالا در تولید و نصب آنها از یک سو با پایین آمدن هزینه ها و از سوی دیگر با قابلیت طراحی های بسیار متفاوت برای هر منطقه ای آن را به یک گزینه مناسب و مورد توجه اقشار مختلف تبدیل کرده است.

تصویر یک سوله UBM

◊ سوله UBM چه نوع سوله ای است؟

سوله های UBM سوله هایی هستند که به شکل قوس و یا U ساخته می شوند؛ به همین دلیل به آنها سوله های قوسی می گویند.

این سوله ها از ورق های گالوانیزه ای که به روش نورد سرد فرم داده شده و شکل گرفته اند، ساخته می شوند. برای ساخت سوله های UBM   نیازی به اسکلت نیست و بنابراین هزینه ساخت و طراحی آنها بسیار ساده است.

سوله های UBM را می توان:

یک- مستقیما بر روی فونداسیون ساخت.

دو- یک طرف سوله بر روی دیوار و طرف دیگر بر روی فونداسیون قرار داد.

سه-  و یا هر دو طرف را بر روی دیوار بنا کرد.

با این شرایط انواع مختلفی از سوله های UBM ساخته می شود.

پانل های گالوانیزه ای که با روش نورد سرد به شکل قوسی در آمده اند، در محل پروژه در کنار هم ردیف شده و به نوعی دوخته می شوند. این ساختارهای قوسی شکل به هم تنیده شده و تشکیل سازه ای بسیار مقاوم را می دهند. تشکیل چنین سازه ای مستلزم دقت بالا در مرحله مونتاژ و نصب ورق های UBM است.

با توجه به اینکه قطعات ساخت سوله های UBM به نوعی پیش ساخته محسوب می شوند؛ بنابراین قدرت مانور در اندازه و سایز این سوله ها بسیار بالاست و کاربردهای بسیار متنوعی برای آنها وجود دارد. اما با در نظر گرفتن این نکته که طول ورق های فرم داده شده برای حمل و نقل مناسب نیستند؛ در زمان مونتاژ باید قطعات سوله توسط ماشین آلات مربوطه به محل پروژه منتقل شوند و این مسئله باعث می شود که از سوله های UBM در مساحت های کم به دلیل عدم صرفه اقتصادی استفاده نشود.

انواع سوله های UBM

سوله های UBM بر اساس نوع کاربری و شکل به گونه های متفاوتی تقسیم می شوند:

▪ به عنوان مثال سوله های Q سوله هایی هستند که کاملا بر روی فونداسیون ساخته می شوند و قوس سوله از محل برخورد با زمین و از روی فونداسیون شروع می شود. این نمونه سوله ها به دلیل عدم نیاز به ساخت دیوار از صرفه اقتصادی بالاتری برخوردار هستند.

▪ برعکس سوله های Q، سوله های UBM از نوع R هستند که هر دو طرف سوله بر روی دیوار و یا ستون قرار می گیرد. این نوع سوله ها دارای ارتفاع بیشتری نسبت به سوله های Q بوده و بیشتر در پروژه هایی که ارتفاع برای آنها ملاک اصلی و تعیین کننده است، استفاده می شوند.

▪ نوع حد وسط سوله ها نیز وجود دارد که تنها یک طرف آنها بر روی فونداسیون قرار گرفته و طرف دیگر بر روی دیوار می باشد. این نوع سوله ها به نام سوله های UBM از نوع T معروف هستند.

▪ سوله های UBM نمونه هایی دیگری معروف به S، A و P نیز دارند که هر کدام ویژگی های منحصر به فردی را دارا بوده و در شرایط خاصی مورد استفاده قرار می گیرند.

در طراحی و انتخاب مدل سوله ها علاوه بر نوع کاربری سوله ها که تاثیر مستقیم بر روش ساخت آنها دارد، موقعیت مکانی آنها نیز در انتخاب نوع سوله بسیار موثر است. همچنین طول، عرض و ارتفاع سوله، مقدار بار برف سالانه، میزان سرعت باد و توپوگرافی منطقه و شرایط اقلیمی به شدت بر طراحی و انتخاب نوع سوله UBM تاثیر گذار بوده و نقشه کلی سازه بر اساس مطالعات انجام گرفته بر روی تمامی موارد ذکر شده، طراحی می گردد.

◊ کاربردهای سوله هایUBM

سوله های UBM همان گونه که قبلا گفته شد بدون اسکلت ساخته می شوند. پانل های مورد نیاز با توجه به طراحی های انجام شده در نرم افزار های کامپیوتری و به روش نورد سرد در دو مرحله ساخته می شوند و در محل پروژه مونتاژ و نصب می گردند. با توجه به اینکه در فرآیند نصب پانل ها از ستون، تیرآهن و خرپا و … استفاده نمی شود؛ لذا مرحله نصب و مونتاژ با سرعت بالا انجام خواهد گرفت.

سوله های UBM کاربردهای نظامی، صنعتی، تجاری و کشاورزی متفاوتی دارند.

▪ به عنوان مثال در فعالیت های نظامی از این سوله ها به عنوان آشیانه هواپیما، بالگرد، تانک و انبار مهمات و سوله کمپ های نظامی استفاده می شود.

▪ در فرآیندهای صنعتی از سوله های UBM به عنوان انبار صنعتی و یا سالن تولید می توان استفاده کرد.

▪ در فرآیندهای تجاری، سوله های UBM  به عنوان سوله های بازار میوه و تره بار و سوله های فروشگاهی، تعمیرات خودرو، رستوران، انبار و سالن های ورزشی قابل استفاده هستند.

▪ همچنین در فعالیت های کشاورزی نیز به عنوان سوله های مرغداری و گاوداری، یا سالن های پرورش قارچ و یا سیلوی ذخیره و فرآوری گندم و غلات قابل استفاده هستند.

بدیهی است که این نوع سوله ها در هر مناطق آب و هوایی قابل ساخت ندارد و در مکانهایی با بار برف و باد زیاد و یا نیاز به طبقه دوم و بارهای حین بهره برداری سنگین باشد امکان ساخت و استفاده از این سوله ها مویسر نیست

◊ مزایای سوله های UBM

1-کاهش هزینه ها در تولید نهایی سوله های UBM

با توجه به سرعت ساخت این نوع سوله ها و عدم نیاز آنها به اسکلت اولیه، کاهش زمان ساخت و در نتیجه کاهش هزینه های نهایی را در پی خواهد داشت؛ به شکلی که تا 40 درصد نسبت به سوله های سنتی و یا پیش ساخته مقرون به صرفه تر هستند.

2- مقاومت نسبتا  خوب سوله های UBM به عل سبکی

سازه های قوسی UBM به دلیل شکل هندسی و نوع ساخت خود از نظر مکانیکی و فیزیکی نسبتا مقاوم بوده و به شرط رعایت استانداردهای ساخت و ساز بتن در فونداسیون اولیه در مقابل زلزله هایی تا 7 ریشتر پایدار می ماند.

همچنین سوله های UBM در برابر بارها و تنش های وارده عمودی مانند برف و باران و تنش های افقی مانند باد و طوفان نیز مقاومت بسیار بالایی دارند که در صنعت سوله سازی یک مزیت بسیار مهم محسوب می شود. (طبق بررسی های مهندسی شده سوله های UBM در برابر طوفان و بادهای شدید تا 250 کیلومتر بر ساعت مقاوم هستند.)

از سویی دیگر سوله های UBM از مقاومت بالایی در برابر زنگ زدگی و اصطکاک برخوردارند و به نوعی سازگار با محیط زیست می باشند.

تصویر سوله UBM

3- انعطاف پذیری و تنوع بالا در ساخت سوله های UBM

سوله های UBM توانایی طراحی های متفاوت را داشته و با عرض دهانه های مختلف و ارتفاع های متفاوت ( عرض آنها می تواند از 10 متر تا 20 متر متغیر باشد و ارتفاع این سوله ها از 5 متر تا 12 متر قابلیت اجرایی دارند.) به شرط توجیه اقتصادی قابل استفاده هستند.

4- هزینه پایین نگهداری سوله های UBM

با توجه به مقاومت بالای ورق های گالوانیزه در برابر آب، آتش و اکسیداسیون، هزینه نگهداری دوره ای سوله های UBM نسبت به سایر سازه های مشابه بسیار کمتر است.

◊ معایب سوله های  UBM

در کنار تمامی محاسن ذکر شده، سوله های UBM نیز همانند هر سازه دیگری دارای معایبی است. در ادامه به بررسی این عیوب می پردازیم.

1- محدودیت های اجرایی سوله های UBM یکی از معایب این نوع سوله هاست.

عدم امکان نصب جرثقیل های سقفی یکی از معایب اصلی سوله های UBM می باشد. همچنین عدم توجیه اقتصادی در مساحت های کم، محدودیت هایی را در انتخاب این نوع سوله ها برای کارفرمایان ایجاد می کند.

2- انتقال سوله UBM به مکانی دیگر امکان پذیر نیست.

با توجه به اینکه پانل ها به هم دوخته شده اند و با در نظر گرفتن این نکته که قوس ورق ها امکان بارگیری آنها را محدود می سازد؛ لذا امکان دمونتاژ کردن سازه و انتقال آن به محلی دیگر وجود ندارد.

تصویر یک سوله UBM حین ساخت

3-  میزان هدر رفت انرژی در سوله های UBM بالاست.

سازه های UBM دارای تبادل حرارتی و انرژی بالایی هستند و موجب افزایش مصرف انرژی در تابستان و زمستان می گردند. درصورت استفاده از عایق های پلی یورتان به منظور جلوگیری از هدر رفت انرژی، سازه قابلیت استفاده کشاورزی خود را به دلیل اینکه فوم های پلی یورتان قابلیت ضد عفونی شدن را ندارند از دست خواهد داد.

در پایان لازم به ذکر است چنانچه با توجیه فنی، اقتصادی و زیست محیطی نسبت به انتخاب نوع سوله اقدام گردد، نتیجه کار مطلوب خواهد بود.

سوله های پیش ساخته LSF

در یک تعریف کوتاه می توان گفت LSF یک سیستم پیش ساخته است که از آن در اکثر کشورها به خصوص کشورهای مدرن و صنعتی برای ساخت سوله به منظور کاربری های متفاوت استفاده می شود. مزایای زیاد سازه های سبک LSF در ساخت سوله باعث شده است تا مورد تایید مهندسان و کارشناسان برتر در ساخت انواع سوله های بزرگ و کوچک قرار بگیرد.

تصویر شماتیک ساختمان پیش ساخته LSF

◊ سازه فولادی سبک یا (LSF) چیست؟

واژه LSF مخفف عبارت Lightweight Steel Framing به معنی قالب های فولادی سبک است. از این سازه های پیش ساخته در کشورهای توسعه یافته بیشتر برای ساخت سوله استفاده می شود.

استفاده از قالب های فولادی سبک در ساخت سوله ها در کشورهای مدرن و صنعتی از جمله آمریکا، کانادا، استرالیا و ژاپن از دهه 50 میلادی آغاز شد؛ اما در ایران اولین کارخانه قالب های فولادی سبک در سال 1385 خورشیدی تاسیس گردید.

◊ ویژگی های سوله های LSF  چیست؟

▪ با توجه به سبک بودن این سازه ها و تشابه کاربرد شکلی آنها با سازه های چوبی باعث شده که از این سازه های فولادی برای سوله هایی با ارتفاع و دهانه کم استفاده شود. حداکثر دهانه مورد استفاده در این سوله ها معمولا تا 10 متر می باشد.

▪ سازه های سبک فولادی (LSF ) به دلیل اتصال پیچ و مهره ای آنها به صورت یکپارچه عمل کرده و بهترین عکس العمل ها را در مقابل تنش های برشی ناشی از زلزله از خود نشان می دهند و با توجه به وزن کمتر آنها نسبت به سازه های فولادی و بتنی سنتی و قدیمی از بار مرده کمتری برخوردار است که این یک مزیت اساسی برای آنها محسوب می شود.

▪ سازه های فولادی LSF با توجه به سرعت ساخت بالا، موجب صرفه جویی در زمان شده و استفاده از آنها در مباحث مربوط به مدیریت زمان بسیار مهم است.

▪ این ساختارها از یک طرف برای ساخت سوله ها و کارگاه های کوچک که سرعت عمل در بهره برداری و بازدهی آنها مهم است و از سوی دیگر بودجه محدودی برای ساخت در نظر گرفته شده است، گزینه مناسبی است.

▪ اینگونه سازه های سبک برای ارتفاع نهایتا 6 متر و دهانه 10 متر مناسب است که این مورد از محدودیت های استفاده از سازه های LSF  در ساخت سوله ها است.

▪ این سازه ها بر اساس طرح و نقشه های دلخواه در کارگاه یا کارخانه تولید می شوند؛ سپس اجزای تشکیل دهنده سوله به صورت منفصل در محل پروژه با استفاده از پیچ و دیگر اتصالات به هم نصب شده و سوله برپا می شود. با توجه به اینکه قطعات از هم جدا بوده و بر اساس طراحی های انتخابی ساخته می شوند، لذا آزادی عمل در نوع طراحی از مزیت های سازه های LSF  است.

▪ در سوله های ساخته شده به روش LSF از پروفیل های مختلف با مقاطع  Z،C،U  به جای سازه های بتنی و فلزی استفاده می شود و نهایتا سقف سوله ها به صورت شیب دار و با استفاده از خرپای فلزی ساخته خواهد شد.

▪ پوشش نهایی کار سلیقه ای است؛ ولی در بیشتر مواقع از پوشش های گچی یا سیمانی و یا چوبی استفاده می شود که ظاهری سنتی به سوله خواهد بخشید.

تصویر سوله پیش ساخته LSF

▪ کاربرد اصلی این سوله ها عموما به صورت سازه های مستقل بوده و جهت احداث سالن های مدیریتی و اداری در کارگاه ها و یا ساخت اضافه بنا بر روی پشت بام ها، سالن اجتماعات، سالن کنفرانس، ساخت انواع سردخانه و گرم خانه و همچنین پارتیشن بندی فضاهای مختلف می باشد.

▪ این سازه ها به دلیل استقامت بالا در برابر شرایط جوی نامساعد و باد و باران، بهترین گزینه برای ساخت پنل های خورشیدی هستند.

◊ مزایای استفاده از ساختارهای LSFدر ساخت سوله ها

• با توجه به اینکه اسمبل و برپا کردن سوله های LSF به صورت اتصال های پیچ و مهره ای است؛ لذا قابلیت استفاده در مکان های صعب العبور را به راحتی دارد و جایگزین مناسبی برای سازه های فولادی سنگین می باشد.

• یکی از ویژگی های منحصر به فرد ساختارهای LSF  امکان تولید و احداث سازه هایی با فرم و طرح های متفاوت از یکدیگر است. این اتفاق علیرغم عدم تنوع در قطعات LSF تنها به دلیل امکان تولید بر اساس طراحی های صورت گرفته، قابل انجام است.

• به دلیل اینکه تمام قطعات LSFبر اساس طرح و نقشه های قبلی در کارگاه تولید می شوند و در محل پروژه نصب می شوند؛ لذا از کیفیت، بهره وری و سرعت عمل بالایی برخوردار است.
• مقاطع سازه های LSF می تواند هم به صورت تکی و هم به صورت پانل طراحی و آماده شود و به همین دلیل با تغییر ضخامت مقاطع به عنوان تیرچه هم می توان از آنها استفاده کرد.

• دوام بالای ساختارهای LSF و عدم کج شدگی یا تغییر شکل و شکست در آنها باعث می شود مشکلات عمومی در پانل های گچی و چوبی متصل شده به این اجزای فلزی کمتر به چشم آید.

• به دلیل اینکه ساختارهای LSF به صورت پیش ساخته در کارخانه تولید می شوند، بنابراین باعث صرفه جویی در هزینه های آب می شود. از سوی دیگر این ساختارها قابل بازیافت بوده و در کارگاه باعث ایجاد نخاله های ساختمانی نمی شوند.

• ساختارهای LSF عایق و سازگار با محیط زیست هستند؛ بنابراین از اتلاف انرژی جلوگیری می کنند. همچنین در برابر آتش سوزی و زلزله تا 8 ریشتر مقاومند.

• با توجه به کاهش شدید مصرف فولاد و بتن در سازه های LSF ، وزن نهایی سازه به صورت محسوسی کاهش می یابد که مزایای فراوانی داشته و در مبحث مهندسی ارزش از موقعیت بالایی برخوردار است.

تصویر اسکلت سوله های پیش ساخته LSF

• با توجه به اینکه در این سازه ها از ورق های گالوانیزه استفاده می شود بنابراین مقاومت سازه LSF در برابر عوامل هوازدگی و پوسیدگی و اکسیداسیون و حشرات و میکروارگانیسم ها بالاتر می باشد و موجب دوام بالای سازه می گردد.

• دیگر ویژگی مثبت سازه های LSF کاهش نیاز به نیروی انسانی جهت برپا کردن سازه است؛  به این دلیل که تنها به تعداد محدودی نیروی انسانی ماهر و با تجربه جهت نصب سازه نیاز است. همین امر موجب کاهش هزینه ها می گردد.

• قابلیت دیگر سازه های LSF  امکان مونتاژ در محلی دیگر است که موجب افزایش سرعت ساخت و کیفیت نهایی شده و سهولت در اجرا را باعث می گردد. این قابلیت به معنی امکان جابجایی سازه به مکان های دیگر با کمترین هدر رفت مصالح و انرژی می باشد.

• برای استفاده از قالب های فولادی سبک نیاز کمتری به استفاده از ماشین آلات سنگین مانند جرثقیل، به دلیل پایین بودن وزن پانل ها، است.

• به دلیل مقاومت بالای ورق گالوانیزه در برابر شرایط مختلف محیطی سازه های LSF  نیاز چندانی به تعمیرات دوره ای ندارند. تنها در زمان حمل و نقل آنها اگر آسیبی به ورق های گالوانیزه برسد باید جایگزین شوند زیرا دیگر قابل استفاده نخواهند بود.

تصویر اسکلت ساخته شده با سازه های پیش ساخته LSF

تصویر اسکلت ساخته شده با سازه های پیش ساخته LSF

در مجموع می توان گفت سوله های سبک پیش ساخته (سوله های LSF) را می توان به عنوان سازه های صنعتی، نیمه صنعتی و یا اداری استفاده کرد. از نظر اقتصادی نیز این سوله ها در مقایسه با سایر سازه های مشابه ارزان تر هستند و با توجه به امکان طراحی های متنوع برای آنها و همچنین قابلیت اجرای دکوراسیون های متفاوت موجب گردیده تا اقبال عمومی نسبت به آنها بیش از پیش گردد.

سوله های HSS

واژه HSS مخفف Hollow Structural Section به معنای مقاطع دارای بخش های تو خالی است، سوله های HSS به سوله هایی گفته می شوند که در ساخت آنها از ساختارهای HSS استفاده شده است و در واقع به دلیل استفاده از چنین ساختارهایی به این نام معروف شده اند.

جهت آشنایی بیشتر با این نوع سوله ها اینجا کلیک کنید.

سوله HSS سقف قوسی

سوله های HSS را میتوان از مقاطع تو خالی مانند لوله، قوطی و… ساخت. همچنین سوله های HSS بخاطر ساختار خرپایی مقاومت مناسبی در مقابل بارهای اعمالی از خود نشان میدهند و به علت تو خالی بودن مقاطع سبک هستند

اما باید توجه داشت برخلاف تصور عموم، سوله های HSS در مواقعی که دارای طبقه دوم هستند به علت بار طبقه و افزایش ارتفاع کلی سوله به هیچ وجه اقتصادی نیستند و عکس آنچه که تصور میشود سوله های HSS اگر برای تحمل این بارها طراحی شوند میزان جوشکاری و هزینه ساخت آنها نیز افزایش یافته و از نظر مقدار وزنی فولاد بکار رفته در ساخت، تفاوت چندانی با سوله های تیرورقی قدیمی نخواهد داشت.

کلید واژه: سوله HSS، سوله HSS، سوله HSS