سقف وافل (4 نوع) + انواع، محاسبات و جزئیات اجرایی سقف وافل

سقفی مدرن و مقاوم

در ساخت و ساز چه ساختمان سازی باشد چه ساخت سازه هایی بزرگ مثل فرودگاه، ایستگاه مترو و غیره مهندسین عمران و سازندگان با استفاده از مصالح ساختمانی مختلف، به طراحی و اجرای بخش های حیاتی ساختمان مثل دیوارها و سقف ها می پردازند.

سقف وافل نوعی مصالح ساختمانی نوین است که علاوه بر مستحکم سازی سقف ساختمان، می تواند در زیباسازی آن نقش داشته باشد. همچنین نصب و اجرای این نوع سقف با سرعت بالایی انجام می شود که نه تنها ایمن است، بلکه اجرای آن نیز مقرون به صرفه می باشد.

سقف وافل که از گذشته تا کنون در سازه های مختلفی اجرا شده است، نقش مهمی در کاهش وزن سازه، کاهش بار استاتیکی، کاهش مصرف مصالح ساختمانی مثل بتن دارد و همچنین می تواند به عنوان یک عایق که در برابر آتش مقاوم است، عمل کند.

در این مقاله همراه ما باشید تا با سقف وافل، کاربرد آن و همچنین مزایا و معایب استفاده از آن و در نهایت به مراحل اجرای آن آشنا شویم.

سقف وافل چیست؟

سقف وافل یا Waffle Roof نوعی سازه بتنی است که با استفاده از قالب‌های وافل ساخته می‌ شود. به سقف وافل سقف مشبک نیز گفته می شود، زیرا ظاهری مشبکی که مشابه وافل است، دارد.

بتن و قالب وافل دو عنصر مهم برای ساخت سقف وافل می باشند. قالب وافل که عموما از فلز، فوم و پلاستیک تهیه می شود، قالبی مربع یا مستطیل شکل تو خالی است که بتن بر روی آن ریخته می شود. بعد از سفت شدن بتن ریخته شده در قالب وافل، قالب برداشته می شود و فقط یک سازه بتنی به طرح وافل یا مشبک که در واقع همان سقف وافل است، باقی می ماند.

ابداع سقف وافل در دو نوع یک طرفه و دو طرفه، یکی از نوآوری‌های شگفت‌ آور در صنعت ساختمان است که اجرای آن متمرکز بر روی سبکی و کاهش وزن ساختمان‌ ها و سازه‌ هایی است که ارتفاع سقف آنها بین 8 تا 12 متر است.

آرماتور بندی، بتن ریزی، بازکردن قالب، گچ کاری و نازک کاری سقف وافل بعد از طراحی سقف وافل، محاسبه بتن، زیرسازی، شمع بندی، قوطی کشی و قالب گذاری مراحل مهم اجرای سقف وافل می باشند.

تاریخچه سقف وافل

استفاده از سقف وافل با پیشرفت فناوری‌های سازه‌ای در قرن ۱۹ میلادی آغاز شد و در ابتدا به صورت اصولی در کشورهای آمریکایی و اروپایی به کار گرفته شد. مزایای و راحتی استفاده از این نوع سقف به همراه استقامت و پایداری آن باعث شد که از آن به عنوان یک سیستم سازه‌ای محبوب در ساختمان‌ها استفاده شود. همچنین، بسیاری از مهندسان و طراحان حرفه‌ ای در پروژه‌های خاص و پیشرفته از سقف وافل استفاده می‌کنند.

در ایران، ایده‌ باربری دوطرفه در سقف‌ها به دوره هخامنشیان برمی‌گردد و در بناهایی مانند تخت جمشید و آکروپولیس یونان نیز مشاهده می‌شود.

قالب سقف وافل

قالب سقف وافل یک قطعه پلاستیکی با ابعاد و شکل معین است که برای حذف بتن اضافی در دال‌های بتنی استفاده می‌شود. این قطعه به منظور کاهش وزن و افزایش استحکام دال‌ها طراحی شده است.

‏قالب سقف وافل در دو نوع یک طرفه و دو طرفه موجود است. قالب سقف وافل یک طرفه تنها از یک طرف دال بتنی استفاده می‌شود و برای حذف بتن اضافی در یک طرف دال طراحی شده است. در مقابل قالب سقف وافل دو طرفه از دو طرف دال بتنی استفاده می‌شود و برای حذف بتن اضافی در دو طرف دال طراحی شده است. این نوع قالب سقف وافل برای دال‌های بتنی با ابعاد بزرگتر و وزن بیشتر استفاده می‌شود.

‏استفاده از قالب سقف وافل به کاهش وزن و افزایش استحکام دال‌ها کمک می‌کند. همچنین این قطعه به کاهش هزینه‌های ساخت و ساز و کاهش زمان ساخت کمک می‌کند. در نتیجه قالب سقف وافل یک راهکار نوین و کارآمد در ساخت دال‌ های بتنی است.

سقف وافل در اسکلت فلزی

یکی از سوال هایی که در رابطه با سقف وافل پرسیده می شود این است که ‏آیا امکان اجرای سقف وافل در اسکلت فلزی نیز وجود دارد؟

سقف وافل در اسکلت فلزی یک انتخاب رایج است که مزایای بسیاری به همراه دارد. با توجه به مزایای سقف وافل، جواب این سوال مثبت است. سقف وافل در اسکلت فلزی قابل اجرا است و به نوعی مشابه با اسکلت بتنی است.

سقف وافل در اسکلت فلزی ترکیبی از استحکام و سبک‌ سازی است. این نوع سقف در اسکلت فلزی نیز قابل اجرا است و مزایای فراوانی دارد.

از جمله این مزایا می‌توان به کاهش وزن سازه، افزایش سرعت اجرا، کاهش ارتفاع سازه، افزایش مقاومت در برابر نیروهای جانبی، کاهش تعداد ستون و امکان اجرای سقف‌های با دهانه بزرگ اشاره کرد.

‏اجرای سقف وافل در اسکلت فلزی نیاز به دقت و تخصص بالایی دارد. مراحل کلی اجرای این نوع سقف شامل طراحی دقیق، اجرای قالب بندی، آرماتور بندی، بتن‌ ریزی و پرورش بتن می باشد.

‏برای اجرای موفق سقف وافل در اسکلت فلزی باید نکات مهمی را در نظر گرفت. از جمله این نکات می‌توان به انتخاب نوع قالب وافل اتصال قالب‌ها به تیرهای فولادی، کنترل کیفیت بتن و نظارت بر اجرای کار اشاره کرد.

‏در نتیجه سقف وافل در اسکلت فلزی یک سیستم سقف‌ سازی کارآمد و مقرون به صرفه است که مزایای بسیاری را به همراه دارد. استفاده از سقف وافل در ساختمان‌های با اسکلت فلزی به شدت توصیه می‌شود.

سقف وافل در اسکلت بتنی

سقف وافل در اسکلت بتنی، ترکیبی از استحکام و زیبایی است. این سیستم سقف‌ سازی کارآمد و مقرون به صرفه است که در سازه‌ های بتنی اجرا می‌شود.

‏اسکلت بتنی وافل به دو بخش اصلی تقسیم می‌شود، بخش اول اسکلت بتنی است که متشکل از بتن یا بتن آرمه است. بتن آرمه ترکیبی از شن، ماسه، سیمان، فولاد (میلگرد ساده یا آجدار) است. بخش دوم سقف وافل است که سقفی مشبک و بتنی با ظاهری شیک و زیبا است.

‏مزایای استفاده از سقف وافل در اسکلت بتنی عبارتند از استحکام بالا، زیبایی ظاهری، صرفه اقتصادی و مقاومت در برابر نیروهای جانبی می باشد.

‏برای اجرای موفق سقف وافل در اسکلت بتنی باید نکاتی را در نظر گرفت. از جمله این نکات می‌توان به انتخاب نوع بتن و فولاد، اتصال قالب‌ها به اسکلت بتنی، کنترل کیفیت بتن و نظارت بر اجرای کار اشاره کرد.

انواع سقف وافل

انواع سقف وافل با توجه به جهت‌ گیری تیرچه‌ها و نحوه اجرای آنها و نوع قالب متفاوت می باشد.که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند. در ادامه به بررسی انواع مختلف سقف وافل می‌پردازیم:

• سقف وافل یک طرفه
• سقف وافل دو طرفه
• سقف وافل لانه زنبوری
• سقف وافل تخت

سقف وافل یک طرفه

سقف وافل یک طرفه یا One Way Waffle Slab سازه ای است که می تواند نیروهای وارد به سقف را در یک جهت تحمل کند. این نوع سقف، دال بتنی است که به وسیله 2 تیر در جهت خلاف هم پشتیبانی می شود. سقف وافل یک طرفه دارای قالب های مستطیلی شکل است. این نوع سقف از نظر عملکردی، شبیه به سقف تیرچه بلوک یا تیرچه یونولیت است. اما تیر میانی یا قالب یونولیت ندارد. سقف وافل یک طرفه برای سقف هایی با دهانه حداکثر 10 متری کاربرد دارد. این نوع سقف برای ساختمان هایی که بارگذاری اصلی در یک جهت اعمال می شود، مناسب است. سقف وافل یک طرفه گزینه کارآمدی است برای ساختمان هایی که نیاز به تحمل نیروهای در یک جهت دارند.

سقف وافل دو طرفه

سقف وافل دوطرفه Two way waffle slab سازه ای است که نیروهای وارد بر سقف را در دو جهت تحمل می کند. این نوع سقف با 4 تیر پشتیبانی می شود و قالب های مربعی شکل برای ساخت آن استفاده می شود. سقف وافل دو طرفه در مقایسه با سقف وافل یک طرفه، تفاوت هایی دارد. این سقف نیروهای وارد بر سقف را در دو جهت تحمل می کند و سازه ای مقاوم و پایدار است. سقف وافل دو طرفه برای پروژه های بزرگ و با بارهای سنگین مناسب است. این سقف از استحکام و پایداری بالایی برخوردار است.

سقف وافل لانه زنبوری

سقف وافل لانه زنبوری یک نوع سقف دو طرفه است که بسیار مقرون به صرفه و بادوام است. سقف وافل لانه زنبوری از پرکاربردترین انواع سقف وافل می باشد و بیشتر در مکان هایی که ارتفاع زیاد دارند استفاده می شود.

مزایای سقف وافل لانه زنبوری شامل مقاومت و استحکام بالا ایمنی ضروری، وزن کم و فشار کم به ستون ها می باشد. این سقف به طور گسترده در فرودگاه ، ایستگاه مترو، اتاق کنفرانس و غیره استفاده می شود. مزیت دیگر آن سرعت نصب و اجرای سریع است که در مقایسه با مدل های دیگر مانند یوبوت و کوبیاکس بهتر است.

سقف وافل لانه زنبوری به دلیل سبکی و مقاوم بودن بشتر برای فضاهایی استفاده می شوند که افراد در آن زندگی می کنند و یا فعالیت های اجتماعی در آن مکان انجام می شود. این سقف ها نسبت به دیگر سقف ها بسیار سبک هستند و سبکی آن به دلیل حذف میلگرد های تقویت کننده می باشد. سبکی سقف های وافل لانه زنبوری به همراه ایمنی و مقاومت آنها را به گزینه ایمن و مقاوم برای ساختمان ها تبدیل می کند.

سقف وافل تخت

سقف وافل تخت یک نوع سقف است که سطح فوقانی دال بتنی صاف و بدون شیب دارد. این نوع سقف دارای ویژگی‌های خاصی است که آن را به گزینه مناسب برای ساختمان‌هایی تبدیل می‌کند که نیاز به سطح صاف و یکنواخت برای اجرای پوشش‌های بعدی دارند.

‏یکی از مزایای سقف وافل تخت، اجرای آسان پوشش‌های بعدی است. این پوشش‌ها می‌توانند شامل سرامیک، پارکت و غیره باشند. با این حال، سقف وافل تخت مقاومت کمتری نسبت به سقف‌های وافل با سطح شیب‌دار دارد.

‏بنابراین، سقف وافل تخت به گزینه مناسب برای ساختمان‌هایی تبدیل می‌شود که نیاز به سطح صاف و یکنواخت دارند، اما باید توجه داشت که مقاومت آن کمتری است.

مشخصات سقف وافل

مشخصات سقف وافل شامل ضخامت سقف و عمق دال بتن دارد معمولا ضخامت سقف‌ وافل بین 85 تا 100 میلی‌متر است در حالی که عمق دال‌های بتن معمولی به 300 تا 600 میلی‌متر محدود می‌شود. این نشان می‌دهد که سقف وافل نسبت به سقف‌های معمولی ضخامت کمتری دارد.

‏عرض تیرها در سقف وافل بیشتر بین 110 تا 200 میلی‌متر است که این امر به ساختار و مقاومت سقف کمک می‌کند.

‏یکی از مزایای سقف وافل، امکان ساخت دهانه‌ های تا 16 متر است. این نشان می‌دهد که سقف وافل به گزینه مناسب برای ساخت ساختمان‌ های با دهانه‌های بزرگ تبدیل می‌شود.

‏سقف وافل همچنین دارای مقاومت بالایی در برابر بارهای مختلف از جمله بارهای افقی و بارهای عمودی است. این مقاومت به دلیل ساختار و طراحی ویژه سقف وافل است.

ابعاد سقف وافل

ابعاد سقف وافل از جمله طول، عرض و ضخامت تیرچه‌ و بلوک‌ها، تاثیر مستقیمی بر عملکرد و مقاومت سقف دارد. ابعاد سقف وافل اهمیت دارد زیرا آنها بر عملکرد و مقاومت سقف تاثیر می‌گذارد.

انتخاب ابعاد مناسب به عوامل مختلفی مانند طول دهانه، بارگذاری، نوع مصالح، شرایط محیطی و استانداردهای ساختمانی بستگی دارد. استفاده از ابعاد استاندارد باعث تسهیل در اجرا، کاهش هزینه و افزایش کنترل کیفیت می‌شود. اما قبل از انتخاب هرگونه ابعادی، باید با مهندس طراح سازه مشورت کرد و استانداردهای ملی و بین‌المللی را رعایت کرد. همچنین باید از مصالح با کیفیت بالا و اجرای صحیح استفاده کرد.

‏سقف وافل یک طرفه با حداکثر دهانه 8 تا 9 متر قابل استفاده است. ‏این سقف در دهانه‌ های کوتاه استفاده می‌شود و عملکرد یک طرفه دارد.

‏بهتر است در دهانه‌ های طولانی‌ و بزرگتر به سقف وافل دو طرفه رجوع کرد.

ضخامت سقف وافل

ضخامت سقف وافل بستگی به دهانه سقف دارد. ‏قالب وافل یک طرفه تولید شده در ایران با ضخامت تقریبا ۲۵ سانتی‌ متر و دال روی سقف با ضخامت تقریبا ۵ تا ۷ سانتی‌متر ساخته می‌شود. ‏حداقل ضخامت مجاز طراحی سقف وافل یک طرفه ۳۲ سانتی‌ متر است. در صورت دهانه بزرگ‌ تر ضخامت قالب وافل باید ۳۰ سانتی‌متر باشد.

ضخامت سقف وافل از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است زیرا سقف به صورت مستقیم با بار ثقلی و بار مرده در تعامل قرار دارد و مدیریت خیز بلندمدت و کوتاه مدت در طراحی سقف ضروری است.

ارتفاع سقف وافل

‏ارتفاع سقف وافل یک پارامتر مهم در طراحی و اجرای این نوع سقف است که به عوامل مختلفی بستگی دارد. عوامل موثر بر ارتفاع سقف وافل شامل نوع سقف، طول دهانه، بارگذاری، ماده سازه و شرایط محیطی است. ارتفاع سقف وافل باید مطابق با استانداردهای ملی و بین‌المللی باشد و اجرای صحیح آن بسیار مهم است.

بیشترین کاربرد سازه وافل در سقف هایی با ارتفاع ۸ تا ۱۲ متر است، مانند فرودگاه‌ها، سالن‌ها و ایستگاه‌های مترو. برای اجرای سقف وافل در ساختمان از میلگرد و بتن استفاده می‌شود.

‏تعیین ارتفاع مناسب برای سقف وافل یک کار تخصصی است که باید توسط مهندس محاسب انجام شود. مهندس محاسب با توجه به عوامل ذکر شده و با استفاده از نرم‌افزارهای تحلیل سازه‌ای، ارتفاع بهینه را محاسبه می‌کند.

‏محدودیت‌های ارتفاع سقف وافل شامل هزینه، محدودیت ارتفاع ساختمان و محدودیت‌های اجرایی است. در نهایت، انتخاب ارتفاع مناسب برای سقف وافل یک تصمیم مهم است که باید با دقت و با کمک مهندس محاسب انجام شود.

مزایای سقف وافل

زمان انتخاب نوع سقف در سازه های بتنی و فلزی، مواردی پیش روی طراح وجود دارد که با توجه به نوع پروژه، زمان اجرا، استحکام، ارتفاع سازه و قیمت تمام شده می توان یکی از انواع آن ها را انتخاب کرد. آشنایی با مزایا و معایب هر سازه در انتخاب درست پروژه به شما کمک می کند. از مهمترین ویژگی سقف وافل می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تحمل بارهای سنگین تر و مسافت های طولانی تری نسبت به دال های تخت
• میزان استفاده از میلگرد و بتن کمتر از دیگر سقف های بتنی
• استفاده مجدد از قالب های آن ها
• قابلیت استفاده هم به عنوان دال سقف و هم به عنوان دال کف
• اجرای ساخت سریع
• مقاومت بالا در برابر ارتعاشات
• مقاومت بالا در برابر آتش سوزی
• قابلیت اجرا بر روی اسکلت بتنی و فولادی
• استفاده از نیروی انسانی کمتر نسبت به سقف تیرچه بلوک
• افزایش مقاومت برشی و خمشی

به طور کلی، سقف های وافل مزیت های متعددی دارند که آنها را به یک انتخاب مناسب برای پروژه های ساختمانی تبدیل می کند.

معایب سقف وافل

سقف وافل مانند هر سازه‌ دیگر، در کنار همه مزیت ها، ایراداتی هم دارد. در ادامه چند مورد از معایب استفاده از آن را ذکر می کنیم:

• نیاز به نیروی کار متخصص و با مهارت برای اجرای ساختار پیچیده آن
• هزینه بالای ساخت و اجرا به دلیل استفاده از قالب های مخصوص و تجهیزات ویژه
• نگهداری مشکل از سقف وافل به دلیل ساختار پیچیده و نیاز به نگهداری ویژه
• نامناسب بودن برای ارتفاع های بلند و نیاز به تقویت ساختار در صورت استفاده در ارتفاع های بلند
• عدم مناسب بودن برای مناطق شیبدار و نیاز به عملیات خاکبرداری برای ایجاد سطح صاف
• مناسب نبودن برای مناطقی با بادهای شدید به دلیل وزن کم و حساسیت ساختار به بادهای شدید
• نیاز به تجهیزات ویژه شامل قالب های مخصوص، تجهیزات اجرا و غیره
• زمان اجرای طولانی به دلیل پیچیدگی ساختار و نیاز به اجرای صحیح آن
• محدودیت در طراحی و عدم امکان اجرای آزادانه به دلیل پیچیدگی ساختار و نیاز به اجرای صحیح آن
• هزینه تعمیر و نگهداری بالا به دلیل حساسیت ساختار به تغییرات آب و هوایی و نیروهای خارجی و نیاز به تعمیر و نگهداری ویژه

ضوابط طراحی سقف وافل

ضوابط طراحی سقف وافل به عنوان یکی از انواع سقف‌های بتنی پیش‌ساخته نیازمند رعایت ضوابط و استانداردهای مشخصی است تا اطمینان حاصل شود که این سازه قادر به تحمل بارهای وارده و تامین ایمنی و دوام ساختمان می‌باشد.

‏عوامل موثر و مهم در طراحی سقف وافل عبارتند از بارهای وارده که شامل بارهای مرده وزن خود سازه بارهای زنده وزن افراد تجهیزات و بارهای ناشی از باد زلزله و سایر عوامل محیطی می‌باشد طول دهانه که سقف باید پوشش دهد بر ابعاد و تعداد تیرچه‌ها و بلوک‌های وافل تاثیرگذار است نوع مصالح به کار رفته در ساخت سقف وافل بر مقاومت و دوام آن تاثیرگذار است شرایط محیطی شامل آب و هوا رطوبت دمای محیط و زلزله‌خیزی منطقه بر طراحی سقف وافل تاثیرگذار است استانداردهای ملی و بین‌المللی مانند آیین‌ نامه 2800 ایران باید در طراحی سقف وافل رعایت شوند.

‏ضوابط طراحی سقف وافل عبارتند از محاسبات سازه‌ ای باید با دقت انجام شود تا مقاومت کافی سقف در برابر بارهای وارده تضمین شود طراحی تیرچه‌ ها و بلوک‌ ها باید به گونه‌ ای باشد که بتوانند بارهای وارده را به طور یکنواخت به تکیه‌ گاه‌ها منتقل کنند اتصالات بین تیرچه‌ ها بلوک‌ها و سایر اجزای سازه‌ای باید به گونه‌ ای طراحی و اجرا شوند که مقاومت کافی داشته باشند ضخامت بتن رویه بر روی سقف وافل باید به اندازه کافی باشد تا مقاومت فشاری و کششی لازم را تامین کند در صورت نیاز باید ازعایق‌های حرارتی و صوتی مناسب برای سقف وافل استفاده شود. تمهیدات لازم برای کنترل ترک خوردگی در سقف وافل باید اندیشیده شود.

آنالیز سقف وافل

آنالیز سقف وافل یک مرحله ضروری در طراحی و ساخت سقف وافل است که اطمینان از ایمنی، اقتصادی بودن و عملکرد مناسب سقف را تضمین می‌کند. برای انجام آنالیز سقف وافل، از نرم‌افزارهای تخصصی تحلیل سازه‌ای استفاده می‌شود و پارامترهای مهمی در آنالیز سقف وافل وجود دارد. در ادامه به بررسی جامع آنالیز سقف وافل خواهیم پرداخت.

ابتدای باید بدانیم آنالیز چیست؟ ‏آنالیز در مهندسی سازه به معنای بررسی دقیق و محاسباتی یک سازه برای تعیین مقاومت، تغییر شکل‌ها و رفتار آن تحت بارهای مختلف است. آنالیز سقف وافل به منظور تعیین ابعاد مناسب تیرچه‌ها و بلوک‌ها، میزان آرماتور بندی، ضخامت بتن رویه و غیره انجام می‌شود.

آنالیز سقف وافل اهمیت دارد زیرا اطمینان از ایمنی ساختمان و مقاومت سقف در برابر بارهای وارده را تضمین می‌کند. علاوه بر این، آنالیز سقف وافل بهینه سازی مصرف مصالح و کاهش هزینه‌های ساخت را فراهم می‌کند. همچنین، آنالیز سقف وافل اطمینان از عملکرد صحیح سقف در طول عمر مفید ساختمان را تضمین می‌کند.

‏مراحل آنالیز سقف وافل به این صورت است که ‏ابتدا مدل سه بعدی از سقف وافل در نرم‌افزارهای تحلیل سازه‌ای ایجاد می‌شود. سپس، خواص مکانیکی مصالح استفاده شده در سقف تعریف می‌شوند. بعد از آن، بارهای وارده به سقف شامل بارهای مرده، زنده، باد، زلزله و سایر بارهای موثر بر سقف تعریف می‌شوند.

در مرحله بعد تحلیل سازه‌ای برای تعیین تنش‌ها، کرنش‌ها و تغییر شکل‌های سقف انجام می‌شود. در نهایت، طراحی اعضای سازه‌ای بر اساس نتایج تحلیل و کنترل طرح نهایی از نظر رعایت استانداردها و ضوابط طراحی انجام می‌شود.

‏نرم‌افزارهای تحلیل و آنالیز سقف وافل شامل SAP2000، ETABS، SAFE و غیره می‌شوند. پارامترهای مهم در آنالیز سقف وافل عبارتند از ابعاد تیرچه‌ها و بلوک‌ها، آرماتور بندی، ضخامت بتن رویه، اتصالات و شرایط تکیه‌گاهی است.

محاسبات سقف وافل

محاسبات سقف وافل به منظور طراحی و تحلیل این نوع سقف‌ها که به دلیل سبک‌ وزنی و استحکام بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند، شامل مراحل زیر است:

• مشخص کردن بارهای مرده (وزن سقف و مصالح) و بارهای زنده (بارهای ناشی از استفاده)
• تعیین ابعاد دال وافل بر اساس نیازهای سازه‌ای و معماری
• محاسبه تنش‌های ایجاد شده در دال تحت بارهای مشخص با استفاده از روش‌های تحلیلی یا نرم‌افزارهای مهندسی
• تعیین مقدار و نوع آرماتورهای مورد نیاز برای تقویت دال بر اساس نتایج تحلیل
• بررسی خیز دال برای اطمینان از عدم ایجاد مشکلات در طول زمان
• بررسی ظرفیت باربری دال با توجه به بارهای محاسبه شده و مشخصات مصالح
• طراحی جزئیات اجرایی شامل نحوه اتصال دال به تیرها و دیگر اعضای سازه‌ای
• ثبت مستندات تمامی محاسبات و طراحی‌ها برای استفاده در مراحل اجرایی و نظارتی

این مراحل به مهندسان کمک می‌کند تا سقف وافل را به طور موثر و ایمن طراحی کنند.

اجرای سقف وافل

‏اجرای سقف یکی از مراحل حساس و مهم در ساخت سازه است که در صورت عدم دقت فنی و اجرایی می تواند موجب حادثه و ضرر اقتصادی گردد.

اجرای سقف وافل به دلیل اینکه یک روش اجرایی نوین محسوب می شود، بیش از دیگر روش ها نیازمند تخصص و دقت نظر است. بنابراین باید با دقت و توجه به جزئیات فنی و اجرایی، اجرای سقف وافل را انجام داد تا بتوان از سازه ای امن و مطمئن برخوردار شد.

مراحل اجرای سقف وافل به ترتیب زیر می باشد:

• طراحی سقف وافل
• نقشه سقف وافل
• محاسبه بتن سقف وافل
• زیر سازی سقف وافل
• شمع بندی سقف وافل
• قوطی کشی سقف وافل
• قالب گذاری سقف وافل
• آرماتور بندی سقف وافل
• بتن ریزی سقف وافل
• بازکردن قالب سقف وافل
• گچ کاری سقف وافل
• نازک کاری سقف وافل

طراحی سقف وافل

طراحی سقف وافل با توجه به مشخصات پروژه و نیازهای پروژه انجام می شود. طراحی سقف وافل باید با توجه به مقاومت و بارهای سقف، ارتفاع سقف، ابعاد سقف و جنس مصالح مورد استفاده باشد.

نقشه سقف وافل

نقشه سقف وافل باید با توجه به طراحی سقف وافل و مشخصات پروژه تهیه شود. نقشه سقف وافل باید شامل ابعاد سقف، ارتفاع سقف، جنس مصالح مورد استفاده، بارهای سقف و مقاومت سقف باشد.

محاسبه بتن سقف وافل

‏محاسبه بتن سقف وافل با توجه به مشخصات پروژه و نیازهای پروژه انجام می شود. ‏محاسبه بتن سقف وافل باید با توجه به مقاومت و بارهای سقف، ارتفاع سقف، ابعاد سقف و جنس مصالح مورد استفاده باشد.

زیر سازی سقف وافل

زیر سازی سقف وافل با استفاده از شمع بندی و قوطی کشی انجام می شود. زیر سازی سقف وافل باید با توجه به مقاومت و بارهای سقف، ارتفاع سقف، ابعاد سقف و جنس مصالح مورد استفاده باشد.

شمع بندی سقف وافل

در مرحله شمع بندی یا اسکوفیلد که اجرای اغلب سقف ها عملیات شمع بندی است. شمع بندی برای سقف تا ارتفاع 3 الی 3.5 مناسبت است و بیش از این ارتفاع می بایست از اسکفولد (scaffold ) یا جک بلند برای پوشش سطح زیر سقف استفاده می شود.

قوطی کشی سقف وافل

‏با حذف مرحله تخته بندی، دومین مرحله اجرایی با قوطی کشی یا قوطی گذاری آغاز می شود. قوطی ابزار فلزی است که بر روی شمع بسته می شود و نقش تکیه گاه را برای قالب های وافل دارد.

قوطی کشی به دو روش انجام می شود. در یک روش همان طور که در تصویر زیر دیده می شود، قوطی ها طوری قرار می گیرند که دو لبه دو ردیف قالب وافل بر روی یک قوطی قرار بگیرد. این روش گرچه اقتصادی تر و ساده است اما از ایمنی کمتری برخوردار است.

قالب گذاری سقف وافل

‏پس از قوطی کشی و اطمینان از اتصال مناسب قوطی ها به شمع ها نوبت به قالب گذاری می رسد. بسته به روش اجرای قوطی ها همان طور که در بخش قبل توصیف شد، قالب ها می توانند روی قوطی مخصوص خود قرار بگیرند یا به صورت اشتراکی روی یک قوطی گذاشته شوند.

آرماتور بندی سقف وافل

‏آرماتور بندی سقف وافل از مهمترین مراحل اجرای آن است. پس از قالب گذاری نوبت به اجرای آرماتورها مطابق با نقشه طراحی سقف وافل می رسد. در این مرحله آرماتورهای کششی مابین قالب ها با فواصل و تعداد مشخص گذاشته می شوند و آرماتورهای حرارتی نیز به شکل یک مش گسترده بر روی قالب ها با رعایت فاصله از قالب، تنیده می شود.

بتن ریزی سقف وافل

بتن ریزی سقف وافل مرحله پنجم اجرای سقف وافل بتن ریزی است. قبل از بتن ریزی لازم است که از تمام سطوح نگهدارنده سقف بازدید چشمی شود تا از نشت بتن اطمینان حاصل گردد.

در بتن ریزی بتن تازه مطابق با مقاومت و مشخصات طرح به محل اجرای پروژه منتقل می گردد و به صورت یکپارچه بر روی سقف ریخته می شود.

بازکردن قالب سقف وافل

‏پس از سخت شدن بتن سقف و رسیدن آن به مقاومت نهایی، قالب های وافل باز شده و پس از پاکسازی در محل دیگری قابل استفاده هستند.

گچ کاری سقف وافل

گچ کاری سقف وافل با استفاده از گچ و آب انجام می شود. گچ کاری سقف وافل باید با توجه به مقاومت و بارهای سقف، ارتفاع سقف، ابعاد سقف و جنس مصالح مورد استفاده باشد.

نازک کاری سقف وافل

نازک کاری سقف وافل باید با توجه به مقاومت و بارهای سقف، ارتفاع سقف، ابعاد سقف و جنس مصالح مورد استفاده باشد.

جزئیات اجرایی سقف وافل

جزئیات اجرایی سقف وافل شامل مراحلی است که باید با دقت انجام شود تا کیفیت سازه تضمین گردد.

طراحی، آرماتور بندی و نصب قالب، بتن‌ ریزی و قالب‌ برداری از مهمترین مراحل اجرای سقف وافل می باشند که بهتر است مرحله به مرحله آن تحت نظارت مهندس ناظر صورت گیرد. عواملی که در حین اجرای سقف وافل باید مد نظر گرفته شود شامل موارد زیر می باشد:

• دهانه سقف وافل
• حداکثر دهانه سقف وافل
• فاصله ستون ها در سقف وافل
• سقف وافل نسبت به تیرچه
• زمان قالب برداری سقف وافل

دهانه سقف وافل

دهانه سقف وافل به فاصله بین دو ستون یا دیوار حامل گفته می‌شود که توسط سقف پوشش داده می‌شود. این دهانه می‌تواند متغیر باشد و به عوامل مختلفی بستگی دارد. دهانه سقف وافل می‌تواند بر اساس نیاز پروژه و طراحی معمار تعیین شود و با توجه به عملکرد سازه و بارهای وارده محاسبه می‌شود.

حداکثر دهانه سقف وافل

حداکثر دهانه سقف وافل به عوامل متعددی بستگی دارد که در تعیین ظرفیت و عملکرد این نوع سقف تاثیرگذار هستند. اولین عامل ضخامت سقف است، هرچه ضخامت سقف بیشتر باشد، توانایی پوشش دهانه‌های بزرگتر افزایش می‌یابد. دومین عامل نوع بتن است مقاومت و ویژگی‌های بتن مورد استفاده در سقف وافل می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر حداکثر دهانه داشته باشد.

علاوه بر این نوع قالب نیز نقش مهمی در تعیین دهانه ایفا می‌کند. طراحی و ابعاد قالب‌های وافل بر روی حداکثر دهانه‌ای که می‌توان پوشش داد، تاثیر دارد. در نهایت، بارگذاری سقف نیز عامل کلیدی دیگری است؛ بارهای وارده بر سقف، شامل بار مرده، زنده و دینامیکی، باید در محاسبات لحاظ شوند تا بتوان به طور دقیق حداکثر دهانه را تعیین کرد.

فاصله ستون ها در سقف وافل

فاصله ستون‌ها در سقف وافل با توجه به دهانه سقف، بارگذاری و سایر عوامل طراحی تعیین می‌شود. هرچه دهانه بزرگتر باشد، فاصله ستون‌ها نیز بیشتر خواهد بود.

فاصله ستون‌ها در سقف وافل بین 4 تا 6 متر تعیین می‌شود. این فاصله به نوع بار و طراحی سازه بستگی دارد و باید به گونه‌ ای انتخاب شود که بارهای سقف به طور یکنواخت توزیع شوند.

سقف وافل نسبت به تیرچه

سقف وافل نسبت به تیرچه‌ به عنوان یک سیستم سازه‌ای مستقل عمل می‌کند. در حالی که سقف تیرچه‌ای به تیرهای فرعی وابسته است، سقف وافل با استفاده از قالب‌های خاص و آرماتوربندی طراحی شده، نیازی به تیرچه‌های اضافی ندارد و می‌تواند بارهای بیشتری را تحمل کند.

سقف وافل نسبت به سقف تیرچه بلوک دارای وزن کمتر و مقاومت بیشتری است، زیرا وجود حفره‌های خالی باعث کاهش وزن و توزیع بهتر تنش‌ها می‌شود. همچنین، سطح زیرین سقف وافل صاف و زیباست و اجرای آن سریع‌تر و آسان‌تر از تیرچه بلوک است.

زمان قالب برداری سقف وافل

زمان قالب‌ برداری سقف وافل به عوامل مختلفی بستگی دارد که در تعیین زمان مناسب برای این عملیات تاثیرگذار هستند. یکی از این عوامل نوع بتن است؛ مقاومت اولیه بتن نقش مهمی در زمان قالب‌برداری دارد. همچنین، شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و سرعت باد نیز می‌تواند بر زمان لازم برای کسب مقاومت تاثیر بگذارد.

علاوه بر این ضخامت سقف نیز اهمیت دارد، هرچه ضخامت بتن بیشتر باشد زمان بیشتری برای کسب مقاومت کافی نیاز خواهد بود. به طور معمول، قالب‌ برداری سقف وافل پس از 24 تا 48 ساعت انجام می‌شود. با این حال برای اطمینان از کسب مقاومت کافی بتن و جلوگیری از آسیب به سازه بهتر است از مشاوره مهندس ناظر استفاده شود. این اقدام می‌تواند به ایمنی و کیفیت اجرای پروژه کمک کند.

تزیین سقف وافل

اجرای تزیینات سقف وافل جذابیت خاصی به فضا می‌بخشد و آن را از سایر سبک‌ ها متمایز می‌کند. روش‌ های مختلفی برای زیبا سازی این سقف وجود دارد از جمله:

• نصب لامپ‌ های مختلف در سقف و بهره‌ برداری از نور آنها
• رنگ‌ آمیزی مربع‌ های ایجاد شده توسط قالب وافل برای جلوه بیشتر
• ترکیب گچ‌ بری‌ها با لامپ‌های رنگی برای جذابیت بیشتر
• ایجاد نورپردازی‌ های متنوع در مربع‌ های سقف

برای اجرای تزیینات به‌ صورت اکسپوز رعایت نکات زیر ضروری است:

• عدم استفاده از تیر آویز به منظور ایجاد سطحی یکدست
• توجه به کیفیت بتن و جلوگیری از مشکلاتی مانند بتن کرمو
• برنامه‌ریزی دقیق برای محل قرارگیری لوله‌ ها و لامپ‌ ها قبل از بتن‌ ریزی

قالب‌ وافل قفل‌ دار به دلیل ثبات و نظم بیشتری که ایجاد می‌کند، برای اجرای اکسپوز سقف وافل توصیه می‌شوند و به بهبود کیفیت و زیبایی کمک می‌کنند.

نقشه خوانی سقف وافل

نقشه خوانی سقف وافل به دو بخش مقطع و پلان تقسیم می‌شود که اطلاعات مهمی برای اجرای صحیح سقف فراهم می‌کند. هر گونه تناقض میان نقشه اتوکد و اجرای آن می‌تواند باعث مشکلات جدی و توقف پروژه شود.

نقشه مقطع سقف وافل

در این بخش اطلاعاتی نظیر ضخامت سقف، ارتفاع قالب، نوع قالب و نیز نوع، تعداد و فاصله میلگردهای طولی، تحتانی و فوقانی تیرچه‌ها مشخص می‌شود. به عنوان مثال در یک نقشه مقطع، ارتفاع قالب 28 سانتی‌متر، ضخامت سقف 35 سانتی‌متر و کاور بتن 7 سانتی‌متر است. همچنین آرماتور تحتانی هر تیرچه دارای دو میلگرد با قطر 12 میلی‌متر است که در نقشه به صورت 2T12 نمایش داده می‌شود.

نقشه پلان سقف وافل

این نقشه شامل تعداد قالب‌ ها و مساحت دال توپر مورد نیاز برای جلوگیری از برش پانچ ستون‌ ها است. در این مرحله، که عموما به عنوان پلان قالب چینی شناخته می‌شود، جزئیات چیدمان قالب‌های وافل مشخص می‌شود.

پلان قالب چینی برای سقف‌های وافل یک طرفه و دو طرفه طراحی می‌شود، با این تفاوت که در سقف‌های یک طرفه، به دلیل مونتاژی بودن قالب‌ ها نقشه‌ هایی وجود دارد که چگونگی مونتاژ و اتصال صحیح اجزای قالب‌های یک‌ طرفه وافل را نشان می‌دهد.

مدلسازی و نرم افزار طراحی سقف وافل

مدلسازی و طراحی سقف وافل یکی از مراحل مهم در فرآیند ساخت و ساز است. با توجه به پیچیدگی‌های محاسبات سازه‌ای و نیاز به دقت بالا، استفاده از نرم افزارهای تخصصی در این زمینه بسیار رایج شده است. دو نرم افزار پرکاربرد در این زمینه ایتبس (ETABS) و سیف (SAFE) هستند.

طراحی سقف وافل در ایتبس

ایتبس (ETABS) یک نرم‌افزار جامع برای تحلیل و طراحی سازه‌ های بتنی و فولادی است. این نرم‌افزار امکان مدلسازی دقیق سقف‌ های وافل را فراهم کرده و می‌تواند سازه‌ ها را تحت بارهای مختلف مانند بارهای زنده، مرده، زلزله و باد تحلیل کند. همچنین، ایتبس قابلیت طراحی آرماتوربندی را دارد و به مهندسان کمک می‌کند تا مقدار و نوع آرماتورهای مورد نیاز را تعیین کنند. این نرم‌افزار همچنین گزارش‌های جامع و دقیقی از نتایج تحلیل و طراحی ارائه می‌دهد، که آن را به ابزاری محبوب در صنعت مهندسی عمران و معماری تبدیل کرده است.

طراحی سقف وافل در سیف

سیف (SAFE) یک نرم‌افزار تخصصی برای طراحی دال‌ها و فونداسیون‌ها است. این نرم‌افزار به طور خاص برای طراحی سقف‌های وافل بهینه شده و امکان تحلیل دقیق رفتار این نوع سقف‌ها تحت بارهای مختلف را فراهم می‌کند.

سیف ابزارهای قدرتمندی برای طراحی بهینه دال‌ها و فونداسیون‌ها ارائه می‌دهد و به مهندسان کمک می‌کند تا سازه‌هایی با کارایی بالا و اقتصادی طراحی کنند. همچنین این نرم‌افزار قادر است رفتار سقف‌های وافل را تحت بارهای مختلف به طور دقیق تحلیل کرده و نتایج قابل اعتمادی ارائه دهد.

علاوه بر این، سیف امکان تولید گزارش‌های جامع از نتایج تحلیل و طراحی را دارد که شامل جزئیات فنی و داده‌های مورد نیاز برای مستندسازی پروژه‌ها است. به همین دلیل، سیف ابزاری کارآمد و محبوب در طراحی و تحلیل سازه‌های بتنی، به ویژه سقف‌های وافل به شمار می‌آید.

مقایسه سقف وافل و اینتل دک

تفاوت بین سقف اینتل دک و سقف وافل از نظر ایمنی به جنس قالب‌ها درون سقف مرتبط است. دو نوع سقف اینتل دک و سقف وافل هر دو از جنس قالب‌ مجوف با تیرچه‌های متعامد درجا هستند، اما مزایا و معایب آن‌ها متفاوت است. در سقف اینتل دک، قالب‌ها از پلی استایرن ساخته شده‌اند. این قالب‌ها در هنگام آتش‌سوزی و احتراق، گاز‌های سمی تولید می‌کنند که ممکن است خفگی و نفس‌تنگی را ایجاد کند. از طرف دیگر، در سقف‌های وافل، قالب‌ها غیرماندگار هستند و پس از بتن‌ریزی و خشک شدن بتن‌ها، جدا می‌شوند. این ویژگی باعث می‌شود سقف‌ وافل در مقابل آتش‌سوزی مقاوم‌ تر باشند.

مقایسه سقف وافل با تیرچه بلوک

سقف وافل از دال‌های بتنی مشبک و تیرچه‌ های متقاطع برای توزیع بار استفاده می‌کند که باعث افزایش استحکام و کاهش ضخامت می‌شود در حالی که سقف تیرچه بلوک از تیرچه‌های پیش‌ ساخته و بلوک‌ های بتنی برای ایجاد دال استفاده می‌کند که هزینه کمتری دارد و نصب ساده‌تری دارد. سقف وافل در پروژه‌های با بارهای سنگین‌تر و نیاز به طراحی خاص‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کلام آخر

سقف‌ وافل به عنوان یک راهکار نوین در طراحی سازه‌ها نه تنها به بهینه‌سازی مصرف مصالح کمک می‌کند، بلکه از نظر اقتصادی و عملکردی نیز مزایای قابل توجهی را به همراه دارند. این نوع سقف‌ها با توزیع یکنواخت بار و کاهش وزن سازه، امکان ایجاد فضاهای بزرگ و بدون ستون را فراهم می‌آورند که این خود می‌تواند به زیبایی و کارایی معماری پروژه‌ ها بیفزاید.

علاوه بر این، استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی مانند ایتبس و سیف در تحلیل و طراحی سقف‌های وافل دقت و اطمینان را در فرآیند طراحی افزایش می‌دهد و به مهندسان عمران این امکان را می‌دهد که با اطمینان بیشتری به اجرای پروژه‌های خود بپردازند.

در نهایت با توجه به روند رو به رشد استفاده از این نوع سقف‌ها در پروژه‌های ساختمانی، انتظار می‌رود که روش‌های طراحی و اجرای سقف‌های وافل در آینده بهبود یابد و به استانداردهای بالاتری دست یابد. از این رو توجه و پژوهش بیشتر در این زمینه می‌تواند به ارتقاء کیفیت سازه‌ها و بهبود عملکرد آنها کمک کند.

سوالات متداول سقف وافل