اجرای سقف وافل
زیبا - شکیل - مستحکم
سقف وافل حاتم
سقف وافل یکی از محبوب‌ترین نوع اجرای سقف‌ها است که به علت شکل مربعی و فرم شبکهای آن به این نام شناخته می‌شود.
سقف وافل یک سازه بسیار زیبا و خاص در حوزه ساختوساز است که ظاهر خاصی دارد. این سقف به دلیل استحکام کم نسبت به سایر تجهیزات ساختوساز در ساختمان‌هایی که فشار زیادی به سقف وارد نمی‌شود، کاربرد دارد.
سقف وافل برای دهانه‌های عریض و بلند حتی بلندی بالاتر از 12m به کار گرفته می‌شود و به سبب حداکثر بهره برداری از مکان و بکارگیری بهینه در مصرف بتن و کاستن آرماتور مازاد، بارمرده کمتری دارا است و سنگینی آن از دیگر مدل‌ها همچون تیرچه بلوک و عرشه فولادی خیلی کمتر خواهد بود.
همچنین باید به این نکته اشاره کرد که سقفهای وافل دارای انعطاف بالایی هستند به همین دلیل در صورت سوارشدن وزن کمی از ساختمان بر روی آن، طول عمر بالایی خواهند داشت که این موضوع یک مزیت برای ساختمان به‌حساب می‌آيد.
این سقف‌ها بر اساس نوع استفاده و میزان دهانه موردنظر دارای دو نوع سقف وافل یک طرفه و سقف وافل دو طرفه هستند. سقفهای وافل برای ساختمان‌هایی که ارتفاع بسیار بالایی دارند، بهترین انتخاب ممکن به حساب می‌آيند. در ادامه به بررسی کاربرد و خدمات سقف وافل در موارد مختلف پرداخته‌شده است.
اجرای سقف وافل یک طرفه
در سقفهای وافل یک طرفه، قالبها به شکل مستطیل بوده و عملکردی مانند دال یک طرفه دارند؛ در سقف وافل یک طرفه مقدار استفاده میلگردها به علت یک جهت قرار گرفتن تیرچه‌ها، کاهش پیدا می‌کند. به همین سبب اجرای سقفهای یک طرفه مفیدتر واقع خواهد گشت.
اجرای سقف وافل دوطرفه
سقف وافل دوطرفه نوعی دال با تیرچه محسوب می‌شود که علاوه بر استفاده در یک راستا در راستای دیگر نیز از همان تیرچه با مشخصات یکسان استفاده می‌شود که در نهایت سقفی بسیار مناسب، شکیل و چشم نواز با مقاومت بالاتر و همچنین دهانه‌های بلندتر تولید می‌کند. در این نوع سقف‌ها از قالب‌های موقت استفاده می‌شود که پس از سخت شدن بتن از آن جدا می‌شود.
دال‌های وافل دو طرفه ممکن است به دو صورت اجرا شوند. یکی از روش‌ها، استفاده از تیر در هر دو راستای اصلی سازه جهت باربری وزن ثقلی سقف است و دیگری عدم استفاده از تیر جهت باربری ثقلی خواهد بود. واضح است که در صورت عدم استفاده از تیر(در ساختمان‌های کمتر از سه طبقه و طبقاتی که پیرامون آن‌ها دیوار حائل قرارگرفته است) مهندس طراح در نواحی نزدیک به ستون‌ها به جهت انتقال ایمن بارها خصوصا بارهای برشی باید از دال توپر استفاده کند.
معمولا استفاده از دال دو طرفه وافل به همراه تیر، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد که در آن هم باربری ثقلی به خوبی انجام خواهد شد و هم اینکه وظیفه باربری جانبی از دال‌ها سلب می‌شود و دارای ضریب اطمینان بیشتری نیز است. طبق تصویر کاملا مشخص است که در هر دو راستای دال، از تیرچه‌های بتنی استفاده شده که نتیجه آن تشکیل یک صفحه بتنی مشبک است که نمای زیر آن قابل استفاده برای طرح‌های نوین معماری خواهد بود. استفاده از این نوع سیستم در مساجد و مکان‌های پر رفت و آمد بسیار رواج پیدا کرده است که حتما با این نوع سقف‌ها تاکنون مواجه شده‌اید.
به دلیل باربری دو طرفه در سقف وافل دیگر نیازی به استفاده از تیرچه دوبل نداریم كه این امر باعث سبک‌سازی و كاهش هزینه ها می‌گردد.
شکل ظاهری و نحوه کارکرد سقف وافل
سقف وافل نوعی سقف پرطرفدار در سیستم سازه‌ای بوده که سطح بالایی آن صاف و سطح پایینی آن شبکهای است و دلیل نامگذاری آن هم همین ظاهر وافل مانند لایه زیرین آن است. در واقع این ویژگی ظاهری باعث سبکی و استحکام بالای سقف شده و این امکان را فراهم می‌کند که ساختمان‌هایی با دهانه‌های بزرگ، ستون‌های کمتر و حتی ستون‌های نامنظم ساخت.
*شاید برایتان سوال باشد که علت انتخاب شکل مکعبی برای قالب وافل چیست؟
از آنجا که در بتنهای مسلح نیروی کششی توسط آرماتورها تحمل می‌شود، برای اینکه وزن سقف کم شود، میلگردهای کششی را حفظ کرده و بتنهای زیر تار خنثی حذف می‌شوند. به همین دلیل، قالب بتن ریزی را مکعب انتخاب می‌کنند تا شکل وافل را بعد از گیرایی بتن در پایین تار خنثی تامین نمایند.
تمامی آرماتورهای سازه باید مستقیماً به تیرها یا ستون‌ها متصل شوند بنابراین ارتفاع آرماتور گذاری به اندازه عمق سرستون‌ها و تیرها است. همین میلگرد گذاری دو طرفه، استحکام بالایی دارد و بسیار سبک است به همین دلیل در دهانه‌های بزرگ، استحکام و مقاومت کافی را فراهم می‌سازد.
در نهایت می‌توان بیان کرد که این نوع سازه، سقفهای سبک‌تر و مستحکم‌تری را در اختیار طراحان و سازندگان قرار داده است. علاوه بر این‌ها اجرای این نوع سازه بسیار ساده‌تر بوده و پیاده‌سازی آن با سرعت بیشتری صورت می‌گیرد. و از نظر اقتصادی نیز 30 درصد در مصرف بتن و 20 درصد در مصرف میلگرد صرفه جویی می‌کند.
تفاوت اجرای سقف وافل یک طرفه و دو طرفه
سقفهای دال بتنی با تیرچه‌های یکطرفه که سقف وافل یک طرفه نامیده می‌شوند و سقفهای دال مشبک که سقف وافل دوطرفه نامیده می‌شوند، به دلیل سختی قابل توجه در برابر وزن کمی که دارند، از سایر سقف‌ها متمایز می‌شوند و از لحاظ سازه‌ای نیز رفتار بسیار مناسبی از لحاظ نحوه توزیع بار به همراه سختی قابل ملاحظه از خود به نمایش می‌گذارند. تصویر زیر دو نوع دال بتنی وافل را نمایش می‌دهد.
سقف وافل یک طرفه(ribbed slabs): برای اجرای سقف وافل یک طرفه، قالب وافل یکطرفه یا به صورت تکی با ابعاد یکسان(مثلا قالب وافل یک طرفه حاتم ابعاد 65*65 دارد) و یا به صورت مونتاژ شده در ابعاد بزرگتر استفاده می‌شود که در این حالت قالب از حالت مربعی خارج و فرم مستطیل شکل به خود می‌گیرد.
قالب وافل حاتم این قابلیت را دارد که قطعاتی 30 سانتی‌متری که به قطعات میانی معروف هستند را بین قطعات کلگی 32.5 سانتی متری قرار داد و طول وافل را افزایش داد و ابعادی مانند 65*95 یا 65*125 یا 65*155 یا 65*185 تولید کرد.
قالب وافل یکطرفه به دلیل اینکه میلگرد گذاری در یک جهت انجام می‌شود پخش بار کمتری دارد و عملکردی مانند تیرچه یکطرفه دارد به همین خاطر امکان ایجاد دهانه‌ی کوچکتری نسبت به قالب وافل دو طرفه را فراهم می‌سازد.
در شکل الف دال بتنی وافل یکطرفه نمایش داده شده است که رفتار توزیع بار یکطرفه خواهد داشت. سقفهای دارای قالب وافل یک طرفه با عملکرد خمشی خود در یک راستا، عملا بارهای ثقلی را به تکیه‌گاه دو طرف خود (و نه چهار طرف) انتقال می‌دهند. به عبارت دیگر، کل بار ثقلی وارد بر سقف به دو تکیه‌گاه سقف منتقل شده و تکیه‌گاه‌های قرار گرفته در راستای دیگر، سهمی در باربری سقف ندارند. در این سقف‌ها همچنین می‌توان برای افزایش صلبیت سقف، در راستای متعامد تیرچه‌های باربر نیز از یک تیرچه و یا بیشتر استفاده کرد ولی ماهیت آن‌ها همچنان به صورت یکطرفه خواهد بود.
برای طراحی سقف با عملکرد یکطرفه می‌توان با یک ساده‌سازی مهندسی، سقف را به تعداد تیر موازی با هم تقسیم کرد و هر یک از این تیرها را به صورت جداگانه طراحی نمود. به بیان ساده‌تر می‌توان گفت که سقف با قالب وافل یک طرفه ترکیبی از تیرهای با مقطع یکسان (مثلا عرض یک متر) است که به صورت پهلو به پهلو قرار گرفته‌اند. با توجه به این موضوع، در سقفهای با قالب وافل یک طرفه آرماتورهای خمشی در یک امتداد قرار می‌گیرند.
سقفهای دال بتنی به همراه تیرچه‌های یکطرفه توزیع بار را بصورت یکطرفه انجام می‌دهند. به عبارتی این رفتار عیناً مشابه رفتار توزیع بار در سقفهای تیرچه بلوک است که در آن‌ها نیز توزیع بار در راستای تیرچه‌های پیش ساخته انجام خواهد شد. این نوع سقف‌ها حتما نیاز به تیر جهت انتقال بارها از دیافراگم به ستون‌ها خواهند داشت و حداقل سیستم مورد نیاز قاب خمشی خواهد بود.
سقف وافل دوطرفه(waffle slabs): قالب وافل دو طرفه مکعبی با ابعاد یکسان در دو طرف است. مثلاً قالب وافل حاتم دارای ابعاد 75*75 و 80*80 است که این یکسان بودن این امکان را فراهم می‌آورد که سقف حالتی مانند دال دو طرفه داشته باشد و چون میلگردگذاری به صورت دو طرفه انجام می‌شود بار حاصل از سقف در تیرهای چهار طرف پخش می‌شود و اینگونه می‌توان دهانه‌های بزرگتری را طراحی کرد.
در سقفهای وافل دوطرفه از تیرچه‌های متعامد در هر دو راستا استفاده می‌شود که در این حالت توزیع بار به صورت دوطرفه خواهد بود. تفاوت دال‌های یکطرفه وافل و دال دو طرفه وافل در نحوه توزیع بار و نحوه چیدمان تیرچه‌ها می‌باشد. به این معنی که در سقف دال بتنی به همراه تیرچه‌های یکطرفه، تیرچه‌ها صرفاً در یک راستا انتقال بار انجام می‌دهند، این در صورتی است که در سقفهای وافل دو طرفه، تیرچه‌ها در هر دو راستای اصلی دال حضور دارند، به عبارت دیگر، سقف در دو امتداد متعامد دچار انحنا شده و عمل انتقال بار را انجام خواهد داد.
بنابراین در روند طراحی اینگونه سقف‌ها می‌توان به طور ساده، سقف را به صورت نوارهایی متعامد تقسیم نمود و با توجه به لنگرهای خمشی ایجاد شده در هر نوار، آرماتور خمشی مورد نیاز را برای آن محاسبه کرد. با توجه به این موضوع، در سقفهای دو طرفه آرماتورهای خمشی در دو امتداد متعامد بر تکیه‌گاه‌ها قرار می‌گیرند و توزیع بار را به صورت دوطرفه انجام خواهند داد.
در نهایت یک شبکه بسیار زیبا با عملکرد سازه‌ای بهتر و انتقال بار مطلوب‌تر ایجاد می‌شود که در نوع خود بی‌نظیر است و می‌توان از نمای آن در حالت expose استفاده نمود که در پارکینگ‌ها، ترمینال‌ها و فرودگاه‌ها و همچنین کاربری‌های صنعتی پرکاربرد است.
برای اطلاع دقیق تر از ابعاد قالب وافل تولید شده در حاتم بنا کلیک کنید.
روش‌های طراحی این نوع سقف‌ها را می‌توان بیشتر در مقالات علمی و پژوهشی دنبال کرد و در این مطلب سعی بر این است که مواردی جهت افزایش اطلاعات و آگاهی در مورد طراحی این نوع سقف‌ها در اختیار شما قرار بگیرد.
سقف وافل دال تخت: در سقف دال تخت از قالب‌های دو طرفه استفاده می‌شود با این تفاوت که تیرهای آویزدار حذف می‌شوند و به جای آن در طراحی‌ها، نقاط توپر در اطراف ستون در نظر می‌گیرند که به نقاط پانچ معروف هستند تا استحکام لازم فراهم شود. در هر حال باید توجه نمود انتخاب سقف وافل یک یا دو طرفه یا دال تخت بستگی به شرایط ساختمان و صلاحدید طراح دارد و مهندس بر حسب نیاز انتخاب می‌کند که از کدام طراحی استفاده نماید.
مزایای استفاده از سقف وافل
استفاده از سقفهای وافل در ساختوساز مزایای خاص خود را به دنبال دارد:
• یکی از مزایای مهم استفاده از سقفهای وافل، کاهش فشار وارده بر اسکلت ساختمان است.
• سقفهای وافل ایمنی ساختمان را به‌طور شگفت‌انگیزی افزایش می‌دهند که یک مزیت مهم برای آن‌ها به‌حساب می‌آید.
• سقفهای وافل انعطاف‌پذیری بسیار بالایی دارند به همین دلیل در موارد زیادی از این سقف برای ساختوساز استفاده می‌شود.
• سقف وافل میزان مصالح مختلف مانند بتن برای ساختوساز را افزایش می‌دهد که به ارزش سقف فوق می‌افزاید.
• زیبایی که سقفهای وافل به ساختمان می‌افزایند، بسیار چشمگیر و فوق‌العاده است.
• سقفهای وافل پوشش دهی خوبی را بر روی لوله‌کشی‌های آب، کانال‌کشی‌های برق و غیره ایجاد می‌کنند، به همین دلیل گزینه مناسبی برای فضاسازی به‌حساب می‌‌آیند.
• سقفهای وافل ازنظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه بوده و نسبت به بعضی دیگر از سقف‌ها هزینه کمتری دارند.
• سقفهای وافل از مقاومت بالایی در برابر بلایای طبیعی برخوردار هستند.
• وزن کم سقف و کاهش مصرف فولاد و بتن
• سرعت اجرای بالا و ایمنی
• حذف تیرچه‌های پیش‌ساخته
• حذف یونولیت و دوستدار محیط زیست و ایمنی در برابر آتش سوزی
• ایجاد دهانه‌های بزرگ و حذف ستون‌های میانی
• قیمت مناسب نسبت به سقفهای یوبوت و کوبیاکس
• زیبا سازی و نورپردازی زیرسقف
• عملکرد زلزله‌ایی بهتر
• تامین پارکینگ بیشتر به دلیل کم بودن ستون‌ها
• کنترل ارتعاش و تغییر شکل سقف
• آکوستیک بودن سقف
• امکان اجرا در سازه بتنی و فلزی
• امکان اجرا به صورت تخت و حذف آویز تیرها
• عدم نیاز به تخته کوبی و روغن کاری
• بافتن تیرچه‌ها و عدم نیاز به جوشکاری
• عدم نیاز به افزودنی‌های بتن
در کل سقف وافل دارای مزایای زیادی است که باعث جذابیت آن برای سازندگان و متخصصین این امر شده است. این سقف دارای انعطاف پذیری بالایی است و می‌توان آن را با بتن، استیل و همچنین چوب ساخت. بتن برای ساختمان‌هایی مناسب است که استحکام زیادی نیاز دارند مانند فرودگاه‌ها و ایستگاه‌های قطار و… . استیل و چوب نیز باتوجه‌به سبکی برای سقف‌هایی مناسب هستند که نیاز به استحکام آنچنانی ندارند از جمله گاراژها یا سقفهای زینتی و… .
پنهان‌سازی تأسیسات مختلف با اجرای سقف وافل
یکی دیگر از کاربردهای سقفهای وافل، پنهان‌سازی تأسیسات مختلف مانند لوله‌های آب و غیره است. به عبارتی این سقف به‌گونه‌ای در ساختمان تعبیه می‌شود که با ایجاد فضای خالی، محیطی را برای قرارگیری لوله‌های آب و کابل‌های برق به وجود آورد؛ البته این سقف‌ها باید با قالب‌بندی‌های مناسب در ساختمان نصب شوند تا از نظر ایمنی مشکلی برای بنای مورد نظر ایجاد نکنند.
باتوجه‌به توخالی بودن سقف وافل می‌توان از فضای توخالی ایجاد شده در زیر سقف استفاده کرد و با رعایت مفاد آیین نامه‌ای اقدام به عبور تأسیسات از زیر سقف‌ها نمود و به دلیل عدم نیاز به کف‌سازی منجر به سبک شدن سقف می‌شود. فرم‌های نیم دایره کنار قالب‌های وافل حاتم نیز به منظور عبورلوله‌های تاسیساتی در نظر گرفته شده‌اند.
بدین صورت که برای خدمات سقف وافل قبل از بتن ریزی، مسیری که قرار است لوله‌های تاسیساتی از آن‌ها عبور کنند را در نظر گرفته و با قرار دادن لوله‌های اتصال‌دهنده، دو فرم نیم دایره وافل به هم وصل می‌شوند تا بعد از بتن ریزی و در آوردن قالب‌های وافل، مسیر عبور لوله‌ها خالی بوده و لوله‌ها کار گذاشته شوند. همچنین برای نورپردازی این سقف‌ها می‌توان قبل از بتن ریزی لوله‌های خرطومی سیم‌های برق را رو یا اطراف وافل‌ها کار گذاشت تا بعد از بتن ریزی سیم کشی شوند و با ایجاد سوراخ‌های کوچک در بتن اقدام به نصب چراغ‌های نوری کرد.
کاربری بهتر سقف وفل از نظر معماری
ایجاد دهانه‌های بزرگ تا 18 متر و بیشتر خود می‌تواند باعث افزایش تعداد پارکینگ‌ها و آزادی عمل طراح معماری و ایجاد فضای باز شود.
مقاومت سقف وافل در برابر خوردگی میلگردها
با اتخاذ کاور مناسب برای میلگردهای سقف و انتخاب بتن مناسب و ویبره صحیح آن شاهد سقفی مقاوم در مقابل خوردگی خواهیم بود.
سقف وافل، دوستدار محیط زیست
حذف بلوک‌های ماندگار در سقف(از جمله پلی استایرن) به عنوان عامل تخریب محیط زیست بعد از تخریب ساختمان و همچنین قابل بازیافت بودن قالب‌های وافل، کمک شایانی در ساخت ساختمان دوستدار محیط زیست می‌نماید.
ایمنی و سرعت در اجرای سقف وافل
مقاومت مناسب قالب‌های وافل باعث می‌شود تا نیروی اجرایی به راحتی و آسودگی خاطر به انجام آرماتوربندی بر روی آن بپردازد.
ایمنی سقف وافل در مقابل آتش سوزی
با حذف بلوک‌های پلی استایرن(یونولیت) غیر استاندارد که عامل گسترش حریق و متصاعد شدن دودهای سمی در هنگام آتش سوزی هستند و همچنین دودبند شدن فضاها با اجرای دیوارها تا زیر دال فوقانی سقف، شاهد ساختمانی ایمن تر در مقابل حریق خواهیم بود.
زیباسازی ساختمان با سقف وافل و تأثیر آن در معماری ساختمان
سقفهای وافل به‌گونه‌ای در ساختمان‌ها نصب می‌شوند که قابلیت تولید فضا برای محیط‌های کوچک را دارند. درواقع کسانی که به دنبال طراحی برای ساختمان‌های کوچک هستند، سقف وافل گزینه مناسبی برای آن‌ها به‌حساب می‌آید. همچنین زیبایی‌ای که سقفهای وافل در ساختمان به وجود می‌آورند، بسیار تأثیرگذار و خارق‌العاده است.
این سقف‌ها به‌گونه‌ای در ساختمان وصل خواهند شد که بخش‌های اضافی و مزاحم ساختمان مانند ستون‌ها حذف‌شده و مشکل کمبود فضا در محیط حل شود. همچنین این سقف هزینه‌های ناشی از ساخت بخش‌های اضافی ساختمان همچون ستون را از بین می‌برد که یک مزیت بسیار مهم برای آن به‌حساب می‌آید.
سقف وافل و کاهش نیاز به مصالح ساختمانی
یکی از کاربردهای مهم سقفهای وافل که به ارزش آن می‌افزاید، کاهش مصرف بتن در ساختوساز است. درواقع این تجهیز با کاهش بتن مصرفی برای ساختوساز شرایطی را فراهم خواهد کرد تا وزن وارده به اسکلت ساختمان کاهش‌یافته و ایمنی آن تا حد زیادی افزایش یابد. همچنین کاهش نیاز به مصالح ساختمانی مانند بتن با به‌کارگیری سقفهای وافل در طراحی ساختمان بسیاری از هزینه‌های مازاد ناشی از بتن را کاهش می‌دهد که یک مزیت مهم برای آن به‌حساب می‌آید. یکی از موارد بسیار مهم دیگر درباره سقفهای وافل، تأثیر آن‌ها در پاکیزگی محیط‌زیست است.
با حذف بتن غیر سازه‌ای و ایجاد عملکرد یکدست با تیرها و اجرای درجای تیرچه‌ها و کاهش وزن کلی سازه شاهد جواب‌های مناسب نرم افزارهای طراحی برای میلگرد مصرفی هستیم.
نمای زیبای زیر سقف وافل
به دلیل استفاده از بتن، نمای زیر سقف اکسپوز بوده و قالب‌های وافل حاتم به گونه‌ایی طراحی شده‌اند که حتی در حالت اکسپوز و بدون نازک‌کاری هم زیبایی خاصی به سقف دهند که این امر خود باعث کاهش هزینه‌های نازک کاری می‌گردد و از این نمای ساده می‌توان برای سقف پارکینگ‌ها، فرودگاه‌ها، ایستگاه‌های مترو و… استفاده نمود.
سایر کاربردهای سقف وافل
- حذف نازک‌کاری در پارکینگ
- سهولت تعبیه و اجرای بازشو
- مدلسازی دقیق در نرم افزارهای طراحی
- طراحی بر طبق آئین نامه ایران
- ایجاد دهانه های بزرگ تا 18 متر
- تامین پارکینگ بیشتر
- امکان اجرای دال یکطرفه و دوطرفه
- کنترل بهینه سر و صدا و آکوستیک بودن سقف
- امکان اجرا در سازه های بتنی و فلزی
- امکان اجرای به صورت دال تخت و حذف آویز تیر ها
- خطای اجرایی کمتر
- اجرای بتن ریزی در یک مرحله(جلوگیری از اتصال سرد بتن)
- بافتن تیرچه ها و عدم استفاده از جوشکاری
طراحی و اجرای سقف وافل در شرکت حاتم
سقفهای وافل به دلیل حساسیت بسیار بالایی که دارند باید توسط متخصصان حرفه‌ای طراحی شوند. مدلسازی و اندازه‌گیری سقفهای وافل به میزانی حساس است که در هنگام طراحی آن باید دقت بالایی را صرف کرد. شرکت اندیشه بنای حاتم یکی از بهترین مراکز در زمینه طراحی سقف وافل است؛ زیرا این مجموعه محصولات خود را با ایمنی بسیار بالا و هزینه‌ای بسیار مناسب برای مصرف‌کنندگان طراحی می‌کند.
چگونگی طراحی سقف وافل
در بعضی مواقع که طول دهانه (فاصله بین ستون‌ها) زیاد باشد استفاده از سایر سیستم‌های متداول ممکن است توجیه نداشته باشد و موجب افزایش وزن سقف به دلیل زیاد شدن ضخامت شود؛ لذا استفاده از دال‌های بتنی به همراه تیرچه در یک راستا و یا دال‌های مشبک می‌تواند انتخاب بسیار مناسبی باشد.
به طور کلی سقف وافل به صورت تیردال و یا دال تخت با بارگذاری وافل یک طرفه و یا وافل دوطرفه انجام می‌شود و قطعا تفاوت‌هایی در طراحی آن‌ها وجود دارد، ولی در مجموع در طراحی سقف وافل یک تحلیل غیر خطی حرفه‌ای بسیار دقیق جهت بررسی خیزهای آنی و خیزهای بلند مدت ناشی از خزش و افتادگی بتن و همچنین اثرات ترک خوردگی استفاده می‌گردد و اثرات نیروی زلزله و برش‌های ناشی از آن به صورت دقیق محاسبه و طراحی می‌گردد و باتوجه‌به وجود دهانه‌های بلند و کم بودن تعداد ستون‌ها و دیوارهای سازه‌ای طراحی سیستم مقاوم باربر جانبی از اهمیت بالایی برخوردار است.
جهت طراحی آرماتورهای سقف باتوجه‌به اهمیت اندرکنش بین نوار های ستونی وافل‌ها با دیوارهای برشی و ستون‌ها تحت بارهای جانبی(زلزله) از روش المان محدود استفاده می‌گردد.
به طور مثال در طراحی سقف وافل با دال دو طرفه، که از تیرچه‌های بتنی متعامد تشکیل شده و با دالی به ضخامت ثابت پوشیده شده، در برنامه SAFE و ETAB امکان تعریف این سقف وجود داشته و برنامه متناسب با حجم و وزن، مشخصات را تعیین می‌کند. در برنامه SAFE با استفاده از مسیر Define Menu>Slab Properties می‌توانید دال از نوع Waffle تعریف نمایید. در دال وافل، ریب‌ها به صورت عمود بر هم هستند. بعد از تعریف دال، از نوع وافل در هنگام ترسیم بایستی نوع آن را Waffle انتخاب نمایید. همچنین می‌توانید در نواحی نزدیک ستون‌ها از Drop جهت کنترل برش پانچ استفاده نمایید.
ضوابط و محدودیت‌های هندسی برای طراحی دال وافل یکطرفه و دوطرفه
متاسفانه نشریات و آئین نامه‌های داخلی در این زمینه مسکوت بوده و ناچار باید از دیگر آئین نامه‌های معتبر استفاده نمود که مهمترین ضوابط برای این نوع سقف‌ها در نظر گرفتن محدودیت مربوط به ضخامت، عرض تیرچه‌ها، حداقل ارتفاع تیرچه‌ها، فاصله حداکثر بین تیرچه‌ها و چندین مورد دیگر است که قبل از شروع به طراحی باید این مسائل را مشخص نمود. ضوابط و معیارهای مربوط به دال‌های وافل یکطرفه و دوطرفه تا حدود زیادی مشابه هم هستند.
محاسبه حداقل مساحت میلگرد در سقفهای وافل:
اولین قدم در این مرحله، محاسبه حداقل آرماتور آیین نامه‌ای خواهد بود. در دال‌های وافل دوطرفه بحث حداقل آرماتور آئین نامه‌ای متفاوت با سایر سقف‌ها است که بنظر می‌رسد برای آن‌ها باید در دال رویه از حداقل آرماتور افت و حرارت و برای تیرچه‌ها از حداقل آرماتور خمشی بر اساس ضوابط مقاطع T شکل استفاده کرد.
مطابق بند 8.8.1.7 آئین نامه ACI 318-M19، آرماتور رویه دال باید حداقل برابر با مساحت میلگرد افت و حرارت باشد.
8.8.1.7 Reinforcement area perpendicular to the ribs shall satisfy slab moment strength requirements, considering load concentrations, and shall be at least the shrinkage and temperature reinforcement area in accordance with 24.4
24.4.3.2 The ratio of deformed shrinkage and temperature reinforcement area to gross concrete area shall be greater than or equal to 0.0018.
طبق بند 24.4.3.2 آئین نامه ACI نسبت مساحت میلگرد افت و حرارت به سطح مقطع ناخالص بتن باید برابر یا بزرگتر از 0.0018 باشد.
حداقل میلگرد مورد نیاز برای دال رویه از رابطه زیر بدست می آید:
0.0018*b*h
طبق بند 8.6.1.1 باید حداقل مساحت میلگرد برای تیرچه‌ها برابر با 0.0018Ag در نزدیکی وجه کششی دال در جهت دهانه موردنظر فراهم گردد.
8.6.1.1 A minimum area of flexural reinforcement, Asmin of 0.0018Ag, or as defined in 8.6.1.2, shall be provided near the tension face of the slab in the direction of the span under consideration.
از آنجایی که ضخامت دال رویه بتن سقف وافل کم است، احتمالا تنها یک لایه از میلگرد می‌تواند قرار داده شود.
همچنین طبق بند 9.6.1.2 باید برای میلگرد شبکه پایین سقف وافل در ناحیه T شکل (تیرچه ها) حداقل مساحت میلگرد، برابر با بزرگترین دو مقدار زیر درنظر گرفته شود:
9.6.1.2 Asmin shall be the larger of (a) and (b), except as provided in 9.6.1.3. For a statically determinate beam with a flange in tension, the value of bw shall be the smaller of bf and 2 bw. the value of fy shall be limited to a maximum of 550 MPa.
به عنوان مثال می‌توان حداقل میلگرد مورد نیاز در سقف وافل دو طرفه طبق دیتیل اجرایی شرکت حاتم بنا و قالب وافل حاتم را از طریق زیر محاسبه کرد:
برای محاسبه میلگرد افت و حرارت (شبکه بالایی) خواهیم داشت:
اما باتوجه‌به مسائل اجرایی و اینکه فاصله قرار گیری میلگردها باید در 80 سانتی‌متر به طور مساوی تقسیم شود تا یک میلگرد از شبکه بالایی دقیقا بالای میلگرد در تیرچه شبکه پایینی قرار بگیرد، فواصل میلگردها 26.5cm در نظر گرفته می‌شود.
برای محاسبه میلگرد شبکه پایین سقف وافل خواهیم داشت:
شایان ذکر است میلگردهای نهایی وافل باتوجه‌به طراحی سقف در نرم افزار Safe و Etabs به دست خواهد آمد و آرماتورهای به دست آمده در این مثال مقادیر حداقل بوده و قطعا با توجه به کاربری و طول دهانه سازه تغییراتی در میلگردهای اصلی حاصل خواهد شد و میلگردهای تقویتی در صورت نیاز به دست خواهند آمد.
مراحل اجرای سقف وافل
در سقفهای وافل بعد از اجرای آرماتوربندی و بتن‌ریزی ستون‌ها، نوبت به تخته‌کوبی زیر پوترها می‌رسد. بعد از بافتن پوترها (البته در صورت وجود) مراحل به صورت زیر صورت می‌گیرد:
بسته به نوع طراحی، نوع و اندازه قالب وافل و اقتصاد پروژه می‌توان از دو روش برای اجرای سقف وافل استفاده نمود. روش پر هزینه‌تر جهت اجرای سقف وافل بدین صورت است که بعد از بافتن پوترها زیرسازی سقف با جک و یا اسکافلد پایه‌گذاری شده و تمام سقف وافل تخته‌کوبی می‌شود تا بر روی آن، قالب‌های وافل چیده شوند و سپس آرماتوربندی آن‌ها انجام می‌گیرد. تخته کوبی زیر قالب وافل مستلزم هزینه بالایی است و از این روش کمتر استفاده می‌گردد.
روش متداول‌تر اجرای سقف وافل، مشابه روش اجرای سقف تیرچه یونولیت است که مراحل آن به شرح زیر است:
مرحله اول
زیرسازی این سقف مشابه سقف تیرچه بلوک و مطابق با آیین نامه‌ها است. بعد از بافتن پوترها و پس از زیرسازی سقف با جک یا اسکافلد جهت مهار وافل‌ها از پروفیل‌های 60 میلی‌متری به فواصل قالبها در یک جهت استفاده شده و سپس قالبها باتوجه‌به وجود نشیمنگاه به راحتی بر روی این پروفیل‌ها قرار گرفته و مهار می‌گردد و سپس در جهت دیگر از پروفیل و لوله در فواصل مناسب استفاده می‌گردد. این روش باعث کاهش هزینه اجرای سقف شده و در اصل مزیت اجرایی این سقف سهولت کار و سرعت عمل و کاهش هزینه‌ها است.
مرحله دوم
مرحله سوم
- آرماتوربندی پوترها و تیرچه‌ها
- بافتن تیرچه‌ها در محل و جوش ندادن آن برخلاف روش‌های ستنی، استفاده صد در صدی از مقطع میگلردها را فراهم می‌کند.
- اجرای خاموت در تیرچه‌ها باعث افزایش مقاومت برشی تیرچه‌ها و سقف می‌شود. (در سقفهای مجوف با قالب ماندگار این امر امکان پذیر نیست.)
- ایجاد کاور مناسب در تمام طول میلگردها یکی دیگر از مزیت‌های این سقف است.
مرحله چهارم: (بتن‌ریزی سقف)
همان‌طور که می‌دانید در سقفهای مجوف با قالب ماندگار برای جلوگیری از شناور شدن قالبها هنگام بتن ریزی، این امر در دو لایه صورت می‌گیرد که این کار باعث ایجاد اتصال سرد در بتن می‌شود. مزیت اجرایی سقفهای وافل با قالب غیر ماندگار (یکطرفه و دوطرفه) در این است که بتن‌ریزی در آن به یک باره صورت گرفته و اجازه اتصال سرد به بتن داده نمی‌شود. می‌توان با انتخاب بتن مناسب از نظر کارایی و ویبراسیون کافی، به نمای زیر سقف با کیفیت بالا دست یافت.
مرحله پنجم: (باز کردن زیر سقف و خارج کردن قالب‌های وافل)
بعد از باز کردن قالبها شاهد نمای زیبای زیر سقف خواهیم بود که می‌توان به صورت مستقیم بدون نیاز به سقف کاذب و تزیینات اضافی از آن به عنوان سقف نهایی استفاده کرد. در این مرحله به علت نمایان بودن بتن سقف از زیر، به راحتی می‌توان متوجه اشکالات احتمال اجرایی و کیفی آرماتوربندی و بتن‌ریزی شد. از این قبیل اشکالات می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1) کرمو بودن بتن به دلیل ویبره ناکافی یا بتن نامناسب
2) عدم کاور کافی برای میلگردها در صورت مشاهده میلگردها از زیر
3) در خط نبودن تیرچه‌ها و جا به جایی افقی قالبها نسبت به هم
باتوجه‌به این که این اشکالات اجرایی حتی توسط افراد غیر فنی هم قابل تشخیص است عوامل اجرایی تمام تلاش خورد را در خدمات سقف وافل و اجرای صحیح سقف و قالب‌گذاری و بتن‌ریزی می‌نمایند.
در صورت استفاده از بتن با میزان روان بودن مناسب، پخش، تسطیح و ویبره مناسب آن می‌توان با خروج آسان قالب شاهد سطح مطلوب بتن نمایان یا اكسپوز بود و حتی در صورت تمایل در مشاعات و پاركینگ‌ها سطح بتن را رنگ آمیزی كرده و سایر آیتم‌های نازک‌كاری را حذف نمود. با قرار دادن صفحه‌های پیش ساخته فلزی جوش شده یا قطعات گالوانیزه مناسب داخل قالبها قبل از بتن‌ریزی می‌توان ساپورت‌های مناسب جهت تاسیسات، نصب آویز و اجرای سقف كاذب را پیش‌بینی نمود كه هزینه‌های بعدی را كاهش خواهد داد.
طراح و مجری سقف وافل "شرکت اندیشه بنای حاتم"
در این صفحه به شرح کامل و تخصصی روند ساخت سقف وافل، از طراحی تا اجرا پرداختیم. شرکت حاتم بنا یکی از قدیمی‌ترین مجریان ساخت سقف وافل در کشور بوده که در سطح خاورمیانه نیز فعالیت می‌کند و دارای نمونه کارهای قدرتمند زیادی است که می‌توانید با مراجعه به قسمت نمونه کارهای سایت این پروژه‌ها را بررسی کنید. برای اطلاع از خدمات سقف وافل و قیمت اجرای سقف وافل حاتم بنا با ما تماس بگیرید (02165353577) و از مشاوره رایگان مجموعه بهره مند شوید.
