در حقیقت سقف وافل یکی از انواع سقف های بتنی بوده که علاوه بر ظاهری شکیل، دارای مزایای اقتصادی و فنی بسیار زیادی است. به منظور اجرای این سازه از قالب وافل استفاده می شود که وزن مرده سازه را به مراتب کم خواهد کرد. سازه وافل نمای زیبایی در سطح زیرین سقف به وجود می آورد.
آنچه در این مقاله می‌خوانید
تاریخچه سقف وافل:
تاریخچه سقف وافل از آغاز قرن ۱۹ میلادی با پیشرفت فناوری های سازه ای، ماشین آلات مدرن در حوزه ی ساختمان سازی شروع می شود. سقف وافل در ابتدا به صورت اصولی در کشورهای آمریکایی و اروپایی به اجرا در آمد. مزایا، راحتی و از همه مهمتر استقامت این سقف ها منجر شد تا امروزه نیز از این سیستم سازه ای استفاده کنند. اغلب مهندسان و طراحان سازه های حرفه ای برای ساختمان های خاص و سازه های پیشرفته نیز سقف وافل را انتخاب می کنند. از سقف وافل در سازه های مختلفی با دهانه های وسیع استفاده می کنند. مانند:
- اول، فروشگاه ها.
- دوم، پارکینگ ها.
- سوم، هتل ها.
- چهارم، مراکز تجاری.
- پنجم، موزه ها.
- ششم، دانشگاه ها.
- هفتم، لابی ها.
- هشتم، استخرها.
- نهم، سالن های ورزشی.
تاریخچه سقف وافل در ایران:
جالب است بدانید ایده ی باربری دو طرفه به دوره ی هخامنشیان یعنی حدود ۲۵۰۰ سال پیش باز می گردد. بر اساس آثار بجا مانده و مطابق تحلیل باستان شناسان، سقف تخت جمشید از الوارهای چوبی متعامد متشکل است. همچنین ایده به کار گیری عملکرد سقف وافل را در بنای آکروپولیس یونان، هم دوره با هخامنشیان می توان مشاهده کرد.
روش اجرای سقف وافل:
اجرای سقف وافل حاوی چند مرحله است. به طور خلاصه هر یک از این مراحل را در ادامه توضیح خواهیم داد. از جمله این مراحل می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- اول، زیر سازی سقف وافل.
- دوم، قالب چینی.
- سوم، آرماتور گذاری.
- چهارم، بتن ریزی.
- پنجم، قالب برداری.
- ششم، عملیات نازک کاری.
عملیات زیر سازی سقف وافل:
اولین مرحله اجرای سقف وافل عملیات زیر سازی بوده که با نصب جک ها شروع می شود و با کار گذاشتن قالب های وافل ادامه پیدا می کند. اما تفاوت اجرای سقف تیرچه با سقف وافل در چیست؟ نصب جک ها مثل سقف تیرچه بلوک انجام می گیرد و نیازی به قالب فلزی نمی باشد؛ زیرا قالب های وافل مستقیم روی قوطی های فلزی قرار می گیرد و همه ی فضای مورد نیاز به منظور نگهداری بتن تازه را تامین می کنند. . البته خالی از لطف نیست که بدانید در اصلاح مهندسان و پیمانکاران به این مرحله، مرحله شاسی کشی نیز می گویند. در حقیقت این مرحله زمینه را برای چیدن قالب های وافل بر طبق پلان قالب چینی، مهیا می کند.
مرحله قالب چینی وافل:
بعد از جایگذاری قالب های وافل، عملیات میلگرد گذاری و آرماتور بندی شروع خواهد شد. در حین میلگرد گذاری عبور و مرور عوامل اجرایی بدون مشکل انجام می گیرد. چون که قالب ها از استحکام بالایی برخوردارند. البته این ویژگی در زمان اجرا بسیار مهم است. به علت رفت و آمدن آسان کارگران زمان اجرای سقف کوتاهتر می باشد.
بتن ریزی سقف وافل:
بعد از کنترل های نهایی، عملیات بتن ریزی انجام شده و در صورت تمایل سطح بالایی نیز کاملا سیقل می شود. این کار می تواند به کمک ماله پروانه ای انجام گیرد. اگرچه این کار زیبایی و کیفیت کار را افزایش می دهد اما الزامی نیست.
مرحله قالب برداری سقف وافل:
پس از گذشت زمان و تکمیل فرآیند عمل آوری، بتن سخت می شود و عملیات قالب برداری انجام می گیرد. در این مرحله باید توجه نمود تا قالب ها در بتن گیر نکنند و در زمان بیرون کشیدن دچار ترک خوردگی نشوند. چون که قالب های وافل چند بار مصرف کی باشند؛ بنابراین توصیه می کنیم در حفظ و نگهداری آن ها نهایت دقت را داشته باشید.
عملیات نازک کاری waffle:
نازک کاری مرحله آخر است. در بعضی از سالن ها و اتاق ها در این مرحله از سقف کاذب استفاده می کنند. در مقابل در بعضی از سالن ها از نمای سقف به عنوان نمای اکسپوز و نهایی بهرمند می شوند که می توان با نورپردازی و طراحی های چشم نواز آن را مورد استفاده قرار داد.
ملزومات طراحی سقف وافل:
امروزه طراحی سقف وافل مثل مسائل دیگر طراحی به کمک نرم افزارها و بر طبق آیین نامه ها انجام می گیرد. معمولا برای طراحی این سازه از نرم افزار سیف Safe و Etabs استفاده می گردد. به منظور طراحی آیین نامه، راهنما های متفاوتی وجود دارد.
پارامترهای طراحی وافل:
پارامترهای مورد نظر در طراحی این سازه شامل ضخامت دال، فاصله دو محور تیرچه، عرض و عمق تیرچه و ضرایب سختی دال است. البته در سقف وافل تیرچه به شکل پیش ساخته وجود نداشته و عرض تیرچه با فاصله بین دو لبه قالب وافل مشخص می گردد که عموما بین ۱۰ تا ۱۲ سانتی متر می باشد. به طور خلاصه تیرچه ها درجا میلگرد گذاری و بتن ریزی می گردند.
نکات مهم طراحی دال وافل:
برای اینکه با حدود طراحی آشنا شوید و از مقادیر پارامتر آن تخمینی داشته باشید، نکات زیر می تواند کمک خوبی باشد:
- اول، نسبت ضخامت دال به دهانه ۱ به ۲۴ بوده و ضخامت تقریبی کل دال بین ۲۵۰ الی ۵۰۰ میلی متر است که مقدار ۳۵ سانی متری آن متداول تر می باشد.
- دوم، عرض تیرچه یا فاصله دو لبه قالب حداقل ۱۰۰ و حداکثر ۱۵۰ میلی متر می باشد. عرض تیرچه ۱۲ سانتی متری متداول تر است.
- سوم، فاصله محور تا محور تیرچه حداقل ۶۰۰ و حداکثر ۹۱۵ میلی متر است. فاصله ۸۰۰ میلیمتری از نظر زیبایی بیشتر توصیه می شود.
- خیز بلند مدت باید کنترل شود.
از نکات فوق برای بررسی و تخمین اولیه و کنترل نهایی به کار رود.
چرا سازه خود را با سقف وافل طراحی نماییم؟
اغلب مهندسان و کارفرمایان علاوه بر استحکام سازه در پی راهی به منظور کاهش هزینه ها هستند. به همین جهت پیشنهاد اجرای سقف وافل در سازه یکی از توصیه های ما به کارفرمایان است؛ زیرا علاوه بر کاهش هزینه ها، ایمنی کارگران را نیز حفظ خواهد کرد. علاوه بر این می توان در طی یک برنامه مشخص و یک پیمانکار با تجربه مدت زمان پروژه را نیز با اجرای سقف وافل کم کرد که این مهم هم به نفع کارفرما و هم به نفع مجری می باشد.
مهمترین مزیت سقف وافل، حذف ستون های متعدد و دهانه های بلند تر می باشد. ستون های اضافه علاوه بر تاثیر منفی در معماری سازه، هزینه ی تمام شده و وزن آن را نیز بالا می برد. این سازه با پوشش دهانه های طولانی تر، این امکان را به وجود می آورد که تعداد ستون های مورد نیاز سازه کمتر گردد. علاوه بر این، ساختار مشبک ظرفیت باربری را نسبت به دال های معمولی بالا می برد. افزایش ظرفیت باربری همراه با حذف ستون و کاهش وزن مرده برابر است با صرفه جویی اقتصادی و کاهش هزینه تمام شده پروژه.
طراحی سقف وافل در معماری:
از بعد معماری نیز سقف وافل به کمک انواع قالب ها، فضای مناسبی را به منظور پیاده سازی طرح های معماری فراهم می آورد. از فضای مشبک به وجود آمده برای نورپردازی و یا اجرای نماهای جذاب استفاده خواهد شد. از مزایای اجرایی سقف وافل می توان به حذف تیرچه های پیش ساخته اشاره نمود که علاوه بر هزینه حمل و نقل و انبار کردن، فرآیند اجرا را نیز دردسر ساز می نماید. از نظر فنی نیز، در اجرای سقف وافل به علت جنس پلی پروپیلن یا پلاستیکی قالب ها، جذب آب بتن بسیار کم می شود و ویبراسیون بتن به راحتی انجام خواهد گرفت. در نهایت کیفیت بتن در حد مطلوبی می باشد.
مهمترین سازه ای که با سقف وافل ساخته شده است:
همان طور که پیش تر گفتیم به علت مزایای فنی، اقتصادی و زیبایی شناسی، از این سازه در صد سال گذشته در بسیاری از سازه های مهم استفاده شده است.
تئاتر ملی بریتانیا یکی از با شکوه ترین مکان های هنری می باشد که از این راه به منظور اجرای قسمتی از سقف آن استفاده شده است. این بنا در سال ۱۹۷۶ در شهر لندن ساخته شد و بیش از ۲۰۰۰ نفر ظرفیت آن است.
سازه های مهم ساخته شده با سقف وافل را بشناسید:
متروی واشنگتون نیز از آثار بی نظیر مهندسی بوده که در قسمتی از آن سرتاسر سقف تونل به شکل وافل اجرا شده است. سازه آن علاوه بر صلبیت و یکپارچگی، منظره باشکوهی را به وجود آورده است.
از نمونه های دیگر به کارگیری دال وافل در دنیا می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- اول، ساختمان لجستیک و ارتباطات مادرید در اسپانیا.
- دوم، خانه برانگارو، سیدنی در استرالیا.
- سوم، سالن گالبریس، کالیفرنیا در آمریکا.