سقف وافل چیست؟

سقف وافل چیست؟
سقف وافل یکی از انواع سازه های بتنی است که به دلیل ظاهر زیبا و مدرن، مدت زمان اجرای کوتاه، مقاومت و ایمنی بالا و البته مزایای اقتصادی، برای سازندگان پروژه های مختلف محبوبیت زیادی دارد. این سازه ظاهری شبکه مانند دارد و به همین خاطر، به آن سقف مشبک هم می گویند.
برای ساخت این سازه، از قالب هایی مخصوص به نام وافل استفاده می شود. این قالب ها چند بار مصرف اند. به همین دلیل، در فرایند اجرا و ساخت سقف وافل باید از تخریب قالب ها پیشگیری کرد. نتیجه ساخت چنین سازه هایی، کاهش وزن مرده‌ سازه است.
اجرای این نوع سقف، از ابتدای قرن 19 میلادی در کشورهای آمریکایی و اروپایی رواج پیدا کرد و به‌دلیل مزیت های مختلف، از جمله استقامت و ایمنی بالا و وزن پایین، مورد استقبال مهندسان ساخت و‌ ساز قرار گرفت.
اما تاریخچه آن در ایران به دوره هخامنشیان (2500 سال قبل) باز می گردد. طبق آثار به جا مانده از تخت جمشید بازسازی های گرافیکی انجام شده طبق نظر باستان شناسان، سقف این بنا از الوارهای چوبی متعامد تشکیل شده بود. چیزی که شباهت زیادی به سقف وافل امروزی داشت. البته در بنای آکروپولیس یونان (هم دوره با تخت جمشید) نیز چنین آثاری دیده می شود.

مراحل اجرای سقف وافل
سقف وافل نوعی سقف مجوف بتنی است که به دلیل شکل ظاهری شبیه به وافل به این نام شناخته می شود. این نوع سقف از تیرچه های بتنی پیش ساخته و بلوک های توخالی تشکیل شده و مزایای قابل توجهی نسبت به سقف های سنتی مانند تیرچه بلوک دارد. مراحل اجرای این سقف را در ادامه توضیح می دهیم.
زیرسازی سقف وافل
اولین مرحله، آماده سازی زیربستر برای اجرای سقف وافل است. این کار شامل تسطیح و پاکسازی زمین، ایجاد شمع ها یا اسکافلد برای پشتیبانی از سقف و اجرای زیرسازی فلزی (شاسی کشی) می شود.
قالب چینی وافل
در این مرحله، قالب های وافل که از جنس فلز یا پلاستیک هستند، در محل مورد نظر چیده و تراز می شوند. قالب ها باید به دقت به یکدیگر متصل شوند تا از نشت بتن جلوگیری شود.
قالب وافل چیست؟
قالب وافل نوعی قالب موقت برای اجرای سقف وافل (مجوف) است؛ قالب‌ ها عموما از جنس پلاستیک یا پلی پروپلین بوده و در اندازه‌ و شکل‌ های گوناگونی طراحی می‌ شوند. پس از مرحله بتن‌ ریزی، قالب‌ ها از سازه جدا شده و در سقف های بعدی استفاده می شوند. قالب وافل مهم‌ ترین ابزار برای اجرای این نوع سقف بوده و از نظر اقتصادی مقرون‌ به‌ صرفه است؛ زیرا بارها قابل استفاده هستند.
این قالب‌ ها در اصل برای حذف بتن ناکارآمد در سازه استفاده می‌ شوند. با حذف این قسمت، سازه سبکتر شده و انرژی لرزه‌ ای کمتری جذب می‌ کند. روش‌ های دیگری مانند قالب‌ های یوبوت و کوبیاکس و بابل دک نیز برای حذف این قسمت سازه استفاده دارد. اما این روش‌ ها مانند قالب وافل موقت نیستند و به دلیل یکبار مصرف بودن، هزینه بیشتری نسبت به آن داشته و از کارآمدی کمتری برخوردارند.
سایز قالب‌ ها ارتباط مستقیمی با ارتفاع آن دارد؛ هرچه سقف کوتاه‌ تر باشد، سایز قالب بزرگتر و تعداد آن کمتر می‌ شود. در عوض اگر بلندتر باشد، سایز قالب کوچک‌ تر و تعداد بیشتری استفاده می‌ شود.
قالب وافل از لحاظ کاربرد به دو نوع قالب یک طرفه و دو طرفه شناخته می‌ شود. در ادامه با مشخصات هر دو آشنا می‌ شویم.
قالب وافل یک‌ طرفه
این قالب‌ ها به نام مهانیت یا گرین‌ وافل هم شناخته می‌ شوند و برای اجرا در سقف‌ های کوتاه تر مناسب هستند. استفاده از این قالب موجب کاهش مصرف میلگرد و بتن و نهایتا، کاهش هزینه می‌ شود.
قالب وافل دو طرفه
این قالب در وافل دو طرفه بکار می‌ رود و موجب انتقال بار در دو جهت می‌ شود. به خاطر عملکرد دو طرفه، بار زنده و مرده سازه را به تمام تیرهای اطراف هر چشمه، منتقل می‌ کند. قالب وافل دو طرفه در سقف‌ های بلندتر استفاده می‌ شود.
بتن ریزی سقف وافل
بتن با مقاومت و اسلامپ مناسب به طور مستقیم در قالب ها ریخته می شود. بتن ریزی باید به صورت یکنواخت و پیوسته انجام شود تا از ایجاد حفره و سستی در بتن جلوگیری شود.
قالب برداری سقف وافل
پس از سپری‌ شدن زمان مورد نظر و سفت‌ شدن بتن، قالب‌ ها از سازه برداشته می‌ شوند. در این مرحله باید دقت کرد که قالب‌ ها آسیب نبیند؛ گاهی‌ برای جداسازی بهتر قالب‌ ها از روغن‌ های گیاهی استفاده می‌ شود.
نازک کاری سقف وافل
این قسمت، آخرین مرحله است. در برخی از سازه‌ ها و با هدف افزایش زیبایی از طرح های مختلف همچون سقف کاذب استفاده می‌ کنند. البته برخی مهندسان از همان سازه به‌ عنوان نمای پایانی بهره می‌ گیرند و با نورپردازی‌ های متنوع، جلوه‌ زیبایی به آن می‌ دهند.

نکات مهم طراحی دال وافل
برای اینکه با حدود طراحی آشنا شوید و از مقادیر پارامتر آن تخمینی داشته باشید از نکات نیز می توانید استفاده کنید:
    نسبت ضخامت دال به دهانه 1 به 24 است و ضخامت تقریبی کل دال بین 250 تا 500 میلی متر می باشد. که مقدار 35 سانی متری آن متداول تر است.
    عرض تیرچه یا فاصله دو لبه قالب حداقل 100 و حداکثر 150 میلی متر است. عرض تیرچه 12 سانتی متری متداول تر است.
    فاصله محور تا محور تیرچه حداقل 600 و حداکثر 915 میلی متر می باشد. فاصله 800 میلیمتری از جنبه زیبایی بیشتر توصیه می گردد.
    خیز بلند مدت باید کنترل گردد.
از نکات فوق برای بررسی و تخمین اولیه و همچنین برای کنترل نهایی استفاده می شود.


انواع سقف وافل
درحالت کلی دو نوع سقف وافل وجود دارد؛ یک طرفه و دو طرفه.
محل استفاده از این دو مدل، با توجه به دهانه سازه مشخص می شود. اگر نسبت طول دهانه به عرض آن بیشتر از 2 باشد، از نوع یک طرفه استفاده می شود و درصورتی که این عدد کمتر از 2 باشد، عموما نمونه دو طرفه اجرا خواهد شد.
البته طول دهانه هم اهمیت زیادی دارد؛ اگر طول دهانه کمتر از 9 متر باشد، از سقف وافل یک طرفه، و اگر طول دهانه بیشتر از 9 متر باشد از مدل دو طرفه استفاده می شود. از نظر طراحی، تفاوتی بین سازه یک طرفه و سقف تیرچه بلوک وجود ندارد و در نوع اجرا تفاوت کمی دارند. (برای کسب اطلاعات کامل درخصوص سقف تیرچه بلوک، به لینک مربوطه وارد شوید.)
از نظر شکل ظاهری عموما مدل یک‌ طرفه به‌شکل قالب های مستطیلی است و وافل دوطرفه قالب های مربعی شکل دارد. در حالت یک طرفه میزان میلگرد کمتری مصرف شده و درنتیجه هزینه کمتری نسبت به وافل دو طرفه دارد. البته با وجود هزینه بیشتر اجرای وافل دو طرفه، ای نوع سقف برای دهانه های بزرگ تر کاربرد بیشتری دارد.

کاربرد سقف وافل
کاربرد سقف وافل اغلب در ساختمان هایی با ارتفاع بالای 12 متر و مکان هایی است که با هدف کاهش وزن مرده سازه ایجاد شده اند. کاربرد سقف بتنی وافل، بیشتر در موقعیت هایی است که به کاهش تعداد ستون و همینطور افزایش فاصله‌ بین ستون‌ ها نیاز دارد؛ مانند بیمارستان ها، استخرهای سرپوشیده، سوله های صنعتی، هتل ها، کتابخانه ها، فرودگاه‌ ها و ایستگاه های مترو.
از مهم ترین سازه هایی که در آن از سقف وافل استفاده شده، می توان به سالن تئاتر ملی بریتانیا اشاره کرد. این مکان هنری باشکوه در سال 1976 در شهر لندن ساخته شده است و بالغ بر 2000 نفر ظرفیت دارد. متروی واشنگتن نیز از معماری‌ های زیبایی است که در قسمتی از آن، تمامی فضای داخلی تونل با وافل پوشیده شده‌ است.
تا اینجا بیشتر صحبت هایی که انجام شد، در مورد سازه های بتنی بود. اما ممکن است این سوال پیش بیاید که آیا این نوع سقف برای اسکلت فلزی هم کارایی دارد؟
پاسخ این سوال مثبت است. اگر بخواهید سازه های اسکلت فلزی با دهانه ای بزرگ تر اجرا کنید، می توانید از سقف وافل استفاده کنید. این موضوع می تواند به صرفه جویی اقتصادی هم کمک کند.

مزایای سقف وافل
بررسی مزایای سقف وافل از جنبه‌های مختلف باعث چشم‌پوشی مهندسان از معایب سقف وافل و استقبال در صنعت ساختمان ودیگر صنایع و سازه‌ها شده‌است. در ادامه به بررسی مهم‌ترین مزایای سقف وافل می‌بردازیم.
مزایای معماری:
    امکان اجرا در دهانه‌های بلند و دهانه‌های کوتاه
     ایجاد سطوح اکسپوز و ظاهر زیبا
    کاهش تعداد ستون‌های ساختمان
    تامین پارکینگ بیشتر
    امکان حذف آویز تیرها
    افزایش ارتفاع مفید طبقات با حذف آویز تیرها
    امکان ستون گذاری نامنظم
    ایجاد فضاهای مسطح در بناهای مسکونی
    امکان استفاده ترکیبی از حفره‌های وافل در معماری فضاها
مزایای فنی:
    حذف کامل یونولیت
    حذف کامل تیرچه
    ایمنی در برابر حریق و آتش سوزی
    بهبود عملکرد لرزه و ایمنی بیشتر در زلزله
    توزیع دو طرفه بارهای وارد به سازه
    حذف بتن ناکارآمد
    حذف تیرهای آویزدار و ایجاد دال تخت
    عدم وجود عیوب پنهان به دلیل مشخص بودن کامل زیر سقف
    حفظ رطوبت بتن به دلیل جنس پلاستیکی قالب‌های وافل که جذب آب آن صفر می‌باشد
    عدم وجود لرزش حین و پس از اجرا و بهره‌برداری
    صلبیت بیشتر در نتیجه عملکرد بسیار خوب در برابر بارهای وارده
    امکان اجرا در انواع سازه‌های فلزی و بتنی
مزایای اجرایی:
    افزایش سرعت اجرا به دلیل حذف تیرهای فرعی
    آرماتوربندی ساده
    عدم نیاز به ماشین آلات و تجهیزات خاص
    حمل و نقل آسان قالب‌ها
    اجرای آسان بازشو‌ها و داکت‌ها در سقف
    امکان تردد راحت و ایمن کارگران حین اجرای سقف
    حذف تاخیرات ناشی از عدم تامین به موقع مصالح مانند یونولیت و تیرچه هنگام اجرای سازه
مزایای اقتصادی:
    کاهش میلگرد مصرفی نسبت به سیستم های مشابه
    کاهش بتن مصرفی با حذف بتن ناکارآمد
    حذف هرگونه یونولیت و تیرچه و تیرچه دوبل
    حذف هزینه اجرای نازک کاری پارکینگ‌ها

معایب سقف وافل
مصالح مدرنی چون دیوارهای پیش‌‎ساخته، یونولیت‌ و… صنعت ساختمان‌سازی را متحول کرده‌اند. در این میان، سقف‌های وافل که با استفاده از قالب‌های مدرن پلیمری ساخته می‌شوند محبوبیت بسیاری دارد. اما این سقف‌ها در کنارمزیت‌هایی که دارند می‌توانند معایبی نیز داشته باشند که مهم‌ترین آن‌ها به شرح زیر خواهد بود:
1. هزینه‌های زیادی سقف وافل
از جمله مهم‌ترین معایب سقف وافل می‌توان به هزینه‌های زیاد خصوصاً در پروژه‌های کوچک اشاره کرد. در حقیقت عرض کم پاشنه تیرهای متعامد این سقف‌ها موجب می‌شود بتن باکیفیتی نیاز داشته باشند که این امر هزینه تهیه بتن را افزایش می‌دهد. اگر پیمانکار بخواهد  سقف‌ وافل را با بالاترین کیفیت ممکن اجرا کند لازم است که هزینه‌های زیادی متقبل شود.
2. عدم مقاومت در برابر صوت
وجود آلودگی‌های صوتی خصوصاً در فضاهای شهری همواره از معضلات و چالش‌های ساختمان‌سازی به شمار می‌رود و یکی ازرایج‌ترین معایب سقف‌ وافل مقاومت کم در برابر عبور صوت است. قالب‌های سقف‌ وافل هنگام اجرا باعث می‌شوند که فاصله دو واحد ساختمانی به کمتر از 5 تا 7 سانتی‌متر برسد. این ضخامت کم موجب می‌شود که صدا به‌ راحتی از سقف‌ها عبور کند. البته می‌توان از روش‌های مختلفی برای عایق‌بندی صوتی استفاده کرد اما بسیاری از افراد ترجیح می‌دهند که در ساختمان‌های مسکونی به جای سقف‌های وافل از سقف‌های تیرچه بلوک و یونولیت استفاده کنند.
3. عایق نامناسب حرارت و برودت
از دیگر ایرادات و معایب سقف‌ وافل می‌توان به مقاومت ضعیف آن در برابر حرارت و برودت اشاره کرد. این عدم مقاومت باعث افزایش مصرف انرژی شده و به‌راحتی انرژی گرما و سرما از آن عبورمی‌کند. همین امر باعث می‌شود که این سقف‌ها در ساختمان‌های مسکونی راندمان و بازدهی مناسبی نداشته باشند. چنانچه از سقف‌های وافل برای ساختمان‌های مسکونی استفاده شود لازم است که روش‌های مختلف عایق‌بندی استفاده شود تا در مصرف انرژی‌ صرفه‌جویی شود.
4. قالب برداری سخت
اگر چه اجرای راحت و سریع همواره به عنوان یکی از مزیت‌های سقف وافل عنوان شده است اما برداشتن قالب‌های آن بعد از اتمام کار می‌تواند چالش‌های متعددی برای افراد ایجاد کند. از آن‌جایی که قالب‌های وافل از چهار طرف توسط بتن تحت فشار قرار می‌گیرند، خارج کردن آنها می‌تواند کار سختی باشد و گاهی می‌تواند خطرات جانی نیز برای افراد ایجاد نماید. هم‌چنین قالب‌های وافل می‌توانند در زمان اجرای سقف از جای خود حرکت کرده و باعث ریزش بتن سقف شوند و در نهایت سقف با کیفیت پایینی اجرا خواهد شد.
5. هزینه‌های زیاد قالب‌ها
برخلاف قالب‌های چوبی که به صورت رایج در اجرای سقف‌های مختلف استفاده می‌شوند، قالب‌های وافل از جنس مواد پلیمری بوده و قیمت بالایی دارند به همین دلیل خرید آن‌ها برای اجرای ساختمان‌های مسکونی  مقرون به‌ صرفه نخواهد بود. البته این قالب‌ها امکان استفاده مجدد و چندین‌باره دارند.
6. امکان آسیب دیدگی سقف
سقف‌های وافل به دلیل استفاده از قالب‌های تخصصی از ضخامت کمی برخوردارند که احتمال آسیب دیدن آن خصوصاً در زمان اجرای تاسیسات محتمل است. این سقف‌ها هم‌چنین برای سطوح شیب‌دار مناسب نیستند و اجرای آن نیازمند تخصص و مهارت بالایی است.
7. کاهش تعداد طبقات ساختمان
در صورت اجرای سقف‌ وافل در پروژه‌های ساختمانی ارتفاع طبقات افزایش پیدا می‌کند، به طبع آن تعداد طبقات ساختمانی باید کاهش پیدا کنند و این می‌تواند در پروژه‌های مسکونی چالش‌هایی ایجاد کند. وزن پایین سقف‌های وافل باعث می‌شود که این سقف‌ها در مناطقی که در معرض بادهای شدید یا دارای جریان‌های سیکلونیک هستند مناسب نباشند.

خرید کتابهای دست دوم مهندسی عمران

خرید کتاب دست دوم معماری

خدمات گروه معماری هفت:
گروه معماری هفت متشکل از مهندسان معمار خبره در زمینه های زیر در خدمت شما عزیزان است:
طراحی ساختمان مسکونی
طراحی ساختمان اداری
طراحی ویلا
طراحی نما
اصلاح پلان
انجام پایان نامه معماری
انجام پروپوزال معماری
شیت بندی

مقالات دیگر

_______________________________________________________