در معماری مدرن امروزی، روش های متعددی برای اجرای انواع سقف مورد استفاده قرار می گیرد، از جمله سقف تیرچه بلوک، سقف کامپوزیت، سقف فولادی، دال بتن آرمه و غیره. این روش ها براساس نوع شرایط آب و هوایی و بافت منطقه مورد نظر انتخاب می شوند. یکی از روش های کاربردی، پرطرفدار و بسیار زیبای اجرای سقف بتنی، سقف وافل بوده که دلیل نامگذاری آن به دلیل ظاهر مشبک و مربعی مانند آن است که از زمان گذشته تا به امروز توسط معماران انتخاب و اجرا می گردد. در ادامه این مطلب به تعریف سقف وافل، انواع، مزایا و کاربرد آن پرداخته می شود.
سقف وافل چیست؟
سقف وافل ظاهری زیبا و مزایای اقتصادی و فنی فراوانی دارد. برای ساخت این نوع سقف ها از قالب های وافل استفاده می شود. این قالب ها بار مرده سازه را کاهش می دهند و نمای بتنی عالی در قسمت پایین سقف ایجاد می کنند. این نوع سقف به علت زیبایی، استحکام بالاتر، وزن تمام شده کمتر، نسبت به دال بتنی ایمنی بیشتری داشته و کاربردی تر است. از سمت دیگر مصرف بتن و میلگرد تا 20 درصد در ساخت سقف وافل کاهش یافته و بر خلاف سایر سقف ها، قالب ها پس از اجرا، قابلیت جدا شدن دارند تا بتوان از آن ها در دیگر پروژه ها استفاده نمود.
این سازه طوری طراحی شده است که در دهانه های طولانی تر و با بارهای سنگین تر استفاده شود. همچنین به دلیل استحکام بالا و سختی، برای ساختمان هایی که نیاز به حداقل ارتعاش دارند مانند آزمایشگاه ها، فرودگاه، پارکینگ، مجتمع و تاسیسات تولیدی توصیه می شود. علاوه بر موارد فوق در ساختمان هایی که به فضاهای باز بزرگ نیاز دارند، مانند تئاتر یا ایستگاه های قطار مورد استفاده قرار می گیرند. سقف وافل توسط قالب های پیچیده تشکیل شده و ممکن است گران تر از سایر انواع دال ها باشند، اما بسته به نوع پروژه و مقدار بتن مورد نیاز، ممکن است ساخت آن ارزان تر باشد. این نوع سقف قابل اجرا و مناسب برای ساختمان با ارتفاع زیاد، انواع اسکلت فلزی و بتنی است.
ویژگی های سقف وافل
در طراحی و ساخت سقف وافل به این ویژگی ها باید توجه کرد:
- طراحی سقف وافل به کل مساحتی که دال وافل مورد نیاز است، بستگی دارد.
- ضخامت سقف وافل به طور کلی از 80 میلی متر تا 100 میلی متر و عمق کلی 300 میلی متر تا 600 میلی متر است.
- عرض پرتو در دال وافل از 100 میلی متر تا 200 میلی متر متغیر می باشد.
- فاصله بین دو دنده متوالی از 600 میلی متر تا 1500 میلی متر است.
- صفحات وافل را می توان با میلگرد برای استحکام بیشتر تقویت کرد.
- آرماتور در سقف وافل دو جهته است.
- تیرهای افقی اصلی توسط تیرهای کوچکی به هم متصل می شوند که الگوی شبکه مانند را تشکیل می دهند.
سقف وافل به طور کلی برای مناطق مسطح مناسب بوده و حجم بتن مورد استفاده در سقف وافل در مقایسه با سایر انواع دال کمتر است. صفحات وافل مقاومت خوبی در برابر انقباض داشته و در مقایسه با سایر انواع دال ها به مقدار بسیار کمتری فولاد و بتن نیاز دارد. سقف های وافل جزء سازه های بوده که از بالا ساده و در قسمت پایین دارای طرح شبکه ای هستند. این نوع سقف عمدتاً برای دهانه بلندتر ساخته می شود و دارای مقاومت در برابر ترک و افتادگی است.
انواع سقف وافل
دو نوع سیستم سقف وافل وجود دارد:
سقف وافل یک طرفه
سقف وافل یک طرفه، یک نوع دال مستطیلی شکل بوده که در ساخت، تیرهای سازه در جهات مخالف از سقف پشتیبانی کرده تا توانایی حمل بار بیشتری را ارائه دهد. به دلیل آن که اختلاف زیادی بین طول ها وجود دارد و انتقال بار به میزان مورد نیاز اتفاق نمی افتد، لازم است تیرچه ها در جهت دال خم شده تا یکدیگر را همپوشانی نمایند. لازم به ذکر است که سقف وافل یک طرفه، تحت عنوان مهانیت و گرین وافل نیز شناخته می شود. در ساخت سقف وافل یک طرفه، طول تیرچه ها براساس اندازه قالب ها انتخاب می شود. همه این موارد، به حداکثر اندازه دهانه سازه وابسته است. اما یک نکته مهم وجود دارد که در ساخت سقف یک طرفه، به جهت عملکرد بهتر و جلوگیری از خم شدن، دهانه های وافل کوتاه استفاده می شود. باید بدانید که حداکثر مقدار توصیه شده برای دهانه سقف وافـل یک طرفه، ۸ الی ۹ متر است.
سقف وافل دو طرفه
سقف وافل دو طرفه نوعی دال دو جهته است که از آن به جهت انتقال بار از دو مسیر استفاده می شود. اما لازم است بدانید که حتی با وجود پشتیبانی در چهار جهت توسط تیرها، هیچ یک از مسیرها همیشگی و دائمی نخواهد بود. در سقف وافـل دو طرفه، بار از هر دو جهت منتقل می شود بنابراین، مسیر تقویت اصلی نیز در هر دو جهت برای این نوع دال، فراهم می گردد. یک نکته مهم این است که در سقف وافـل دو طرفه، همه تیرچه ها به شکل عمودی روی هم قرار گرفته و بار اصلی از هر چهار سمت به طرف تیرچه ها منتقل خواهد شد. این نوع سقف وافـل بسیار کاربردی است زیرا علاوه بر استحکام و ایجاد یک محیط امن در نمای داخلی ساختمان، زیبایی و جذابیت لازم را در معماری و ساخت سازه به ارمغان می آورد.
تفاوت های سقف وافل یک طرفه و دو طرفه:
حداکثر دهانه سقف وافل
سقف وافل یک طرفه همانطور که از نامش پیداست، عملکرد یک طرفه داشته و برای دهانه های کوتاه مورد استفاده قرار می گیرد و حداکثر دهانه توصیه شده برای آن ها ۸ الی ۹ متر است. در حالی که حداکثر دهانه توصیه شده برای سقف وافـل دو طرفه که در دهانه بلندتری نیز اجرا می گردد و باید در برابر خم شدگی بسیار مقاوم باشد، از لحاظ فنی ۱۲ متر بوده و در برخی موارد خاص تا ۱۶ متر نیز قابل اجرا می باشد.
کارایی و نحوه انتقال بار سقف
سقف وافل یک طرفه به جهت قابل اجرا بودن تنها در یک جهت و همچنین به دلیل اندازه دهانه سقف، نقش بسزایی به عنوان تکیه گاه نخواهد داشت. در حالی که در سقف وافل دو طرفه، انتقال بار در دو جهت و چهار مسیر به صورت عمودی است و به دلیل اندازه مناسب و بزرگ دهانه، تکیه گاه بهتری ایجاد می شود.
شکل ظاهری
از نظر شکل ظاهری، وافل یک طرفه U مانند و مستطیلی شکل طراحی شده و ساخت آن ها در سایز و طول های مختلفی انجام پذیر است. از سمت دیگر، در سقف یک طرفه قابلیت مونتاژ وجود دارد. شکل ظاهری در دال های دو طرفه فقط به صورت مربع است و امکان مونتاژ وجود ندارد زیرا در اندازه مشخصی ایجاد و تولید شده و قابل تغییر نخواهد بود.
زیرسازی
در زیرسازی هر نوع سقف وافـل ذکر شده، از متریال و مواد بسیار با کیفیت استفاده می گردد زیرا مواد باکیفیت منجر به افزایش استحکام و ضخامت سقف وافـل می شود. لازم به ذکر است که در سقف یک طرفه از قوطی و در سقف وافـل دو طرفه از تیرچه ها (در دو سمت قرار گرفته اند) و پروفیل (برای بخش زیرین تیرچه ها) استفاده می شود.
مزایای سقف وافل
سقف وافـل یک طرفه و یا دو طرفه اگر بطور صحیح طراحی و اجرا شود، مزایای فراوانی برای معماران و سازه خواهد داشت. در ادامه تعدادی از مزایای سقف وافل را بررسی خواهیم کرد.
- ظرفیت تحمل بار سقف وافل بیشتر از انواع دیگر سقف ها است.
- سقف وافـل ثبات ساختاری خوبی را همراه با ظاهر زیبایی ارائه می دهد. از این رو، برای فرودگاه ها، بیمارستان ها، معابد، کلیساها و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.
- سقف وافـل می تواند از بتن یا چوب یا فولاد باشد که سقف وافـل بتنی برای ساختمان های تجاری و دو دال دیگر برای گاراژها، تزئین و غیره ترجیح داده می شود.
- به دلیل تقویت دو جهته، ظرفیت کنترل ارتعاش خوبی دارد. بنابراین، کنترل ارتعاشات ناشی از حرکات جمعیت برای ساختمان های عمومی مفید است.
- صفحات وافل سبک هستند و به بتن کمتری نیاز دارند، از این رو مقرون به صرفه هستند.
- ساخت سقف وافـل با نظارت خوب آسان و سریع است.
- حجم بتن و فولاد مورد نیاز کم است، از این رو، چارچوب سبک برای سقف وافل کافی است.
مقاله پیشنهادی : سقف روفیکس چیست و چه کاربردی دارد؟
سایر مزایای سقف وافل
- خدمات متعددی مانند روشنایی، لوله های لوله کشی، سیم کشی برق، تهویه مطبوع، مواد عایق و غیره را می توان با ایجاد سوراخ در سطح زیرین وافل در عمق سقف وافل ارائه کرد. این سیستم به نام Holedeck نامیده می شود.
- حذف انواع بلوک و تیرچه های پیش ساخته
- عدم محدودیت در استفاده از سایز میلگرد
- اجرای ساده با ایمنی بالا و سریع، به علت سبک بودن قالب
- قابل استفاده برای قالب ها به دفعات زیاد
- ایجاد ظاهر و نمایی زیبا در طرح های معماری به‌صورت نمایان (بتن اکسپوز) و با نورپردازی های متنوع
- عملکرد عالی در برابر حوادث طبیعی
- حذف ستون های میانی سازه
کاربرد سقف وافل
سقف وافـل به علت استحکام بالا، ایستایی و سرعت اجرای بی نظیری که ارائه می دهد، در انواع ساختمان های فلزی و بتنی در ارتفاع زیاد و همچنین اشکال مختلف تا دهانه بیش از 12 متر قابل اجرا است. لازم به ذکر است که استفاده از این نوع سقف، هزینه های مصرفی را کاهش داده و همچنین منجر به کاهش مصرف بتن به میزان قابل توجهی می گردد. کاهش مصرف بتن به نوبه خود تاثیر بسیار مثبتی در حفظ محیط زیست دارد چرا که میزان گاز کربن دی اکسید تولید شده از سیمان به کار رفته در بتن کاهش یافته بنابراین سازه به لحاظ زیست محیطی پایدار و مطلوب تر می باشد. سقف وافـل، به علت حداکثر استفاده از فضا، کاهش آرماتور مصرفی و صرفه جویی در هزینه ها نسبت به دیگر سقف ها، مناسب تر است.
امروزه در صنعت ساخت و ساز و پروژه های عمرانی، سقف وافـل در بسیاری از بناهای بزرگ و مرتفع مورد استفاده قرار می گیرد به عنوان مثال می توان به سالن های نمایشی، فرودگاه ها، پارکینگ ها، مجتمع ها اشاره کرد. از جمله مهم ترین کاربرد این نوع سقف زیبا و مستحکم، جانمایی ستون های پارکینگ ها می باشد که دلیل اصلی آن، شکل ظاهری سقف وافـل است. در این مدل سقف از ستون هایی با حجم بالا استفاده شده که به نوبه خود باعث بیشتر شدن فضا می گردد (در نهایت تعداد ستون ها کاهش یابد). در نتیجه در سقف وافل، هزینه های جانبی برای اجرای سقف کاذب و نازک کاری های غیر ضروری برای مهندسان و کارفرما وجود ندارد.
جمع بندی
سقف وافل نوعی سازه سقفی است که در آن بتن به شکل مشبک بوده و به همین علت تحت عنوان سقف مشبک نیز شناخته می شود. در این نوع سقف، پایه و دیوارهای برشی کمتری نسبت به سایر سازه ها وجود داشته بنابراین برای سازماندهی فضای داخلی بسیار کاربردی و مناسب می باشد. سقف وافـل به جهت داشتن عرض مشبک بالا، مقاومت زیادی در برابر بارهای خمشی دارد که این امر منجر به افزایش طول عمر و پایداری ساختمان خواهد شد.
این نوع سقف مدرن به دلایل زیادی توسط معماران و مهندسان عمران انتخاب شده از جمله جذابیت ظاهری، استحکام بالا و مزایای اقتصادی و فنی. سقف وافـل با توجه به قابلیت های فراوانی که دارد، یک گزینه مناسب برای ساخت و ساز در پروژه‌های مختلف و سازه های بزرگ می باشد.