09123058416, 09366929939info@tahkimsazeh.ir

وافل

سقف وافل :

امروزه مهندسان و طراحان ساختمان به دنبال پیدا کردن سازه های مناسب و با کارایی بالاتر برای اجرای سقف در ساختمان می باشند و سعی دارند تا با بالا بردن خواص سازه ای سقف ها و پایین آوردن وزن مرده ، سیستم سقفی سبک و کارا تر ، را اجرا کنند و هزینه های اجرایی را کاهش داده و ایمنی ساختمان ها را در برابر حوادث طبیعی مانند زلزله افزایش دهند . از انواع سقف های با کارایی بالا میتوان به سقف های دال مجوف اشاره کرد ، این سقف ها به صورت دال مجوف با قالب ماندگار و قالب غیر ماندگار اجرا می شوند . وافل از انواع قالب های غیر ماندگار در بتن می باشد . این قالب از جنس پلاستیک کامپوزیت ساخته شده اند و دارای وزن بسیار کمی می باشند . سقف وافل قابلیت استفاده در انواع سازه های بتنی و فلزی را دارند . این قالب ها با تنوع اندازه های مختلف دست طراحان را برای طراحی سقف با هر نوع دهانه و ارتفاعی باز می گذارد . ضخامت این سقف بین 25 تا 60 سانتی متر ، ضخامت دال بالایی بین 6 تا 12 سانتی متر ، عرض تیرهای متعامد بین 10 تا 20 سانتی متر و فاصله اکس تا اکس تیر های متعامد بین 60 تا 90 سانتی متر متغییر می باشند .

تاریخچه سقف وافل :

شاید بتوان گفت که اولین اجرای سقف وافل توسط انسان مربوط به بنایی در یونان به نام آکروپولیس بوده است که این بنا در سال های 429 تا 461 پیش از میلاد ساخته شده است . از این رو می توان گفت که سقف وافل از هزاران سال پیش برای انسان ها شناخته شده است . از دیگر سقف های وافل اجرا شده در سال 118 میلادی می توان بنای معبد پانتئون رم را نام برد که هم چنان پا برجا می باشد .

با پیشرفت علم و ورود به عصر مدرن از اوایل قرن نوزدهم میلادی ساختمان ها با کاربری متفاوت با سیستم سقف وافل کلاسیک در کشورهای اروپایی و امریکا شروع گردید .

 برای نمونه میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

1 . ساختمان تئاتر ملی لندن

2 . ایستگاه مترو واشنگتون امریکا

3 . کتابخانه مرکزی سن دیگو امریکا

4 . دانشگاه استانبول

5 . فرودگاه بین المللی تورنتو کانادا

6 . موزه هنرهای زیبا مونترال کانادا

7 . سالن ورزشی پیر لوجی نروی رم ایتالیا

8 . موزه آکروپولیس یونان و ...

در کشور عزیزمان ایران نیز ساختمان های مهم زیادی با قدمت بالا توسط سیستم سقف وافل و با استفاده از فایبر گلاس و یا قالب های فلزی ساخته شده بود که می توان به فرودگاه تبریز ، کتابخانه ملی ، ایستگاه راه آهن اصفهان ( سال ساخت 1354) ، راه آهن تهران ، ساختمان نطام مهندسی و ... اشاره کرد .

در گذشته استفاده از قالب های فایبر گلاس و فلزی به دلیل سختی کار مانع از گسترش این نوع سقف در ایران بوده است . در سالهای اخیر با بیشتر آشکار شدن مزیت های فنی و معماری سقف وافل و اجرای راحت تر این سقف  توسط قالب هایی از جنس پلاستیک مقاوم و فشرده ، استفاده از سقف وافل در ایران رو به افزایش است .

سقف وافل چیست؟

سقف وافل از انواع سقف های دال مجوف می باشد که از تیرهای متعامد و یک لایه بتن مسلح در بالا تشکیل شده است، در سقف وافل قالب های وافل وظیفه پر کردن حجم غیر بهینه بتن در سقف را دادند، این قالب ها بر خلاف قالب های یوبوت و کوبیاس قابلیت استفاده مجدد در سقف های بعدی را نیز دارند و در بتن دفن نمی شوند و اصطلاحاً قالب غیر ماندگار نامیده می شوند.

این نوع سقف به دلیل وجود تیر های متعامد قابلیت پوشش دهانه های زیاد ( بسته به نظر طراح تا 17 متر ) و لرزش کم سازه ای را داره می باشند .

سقف وافل دال مجوفی است که هم به صورت یک طرفه و  دو طرفه قابل طراحی است ، و به دلیل قابلیت های لرزه ای و پوشش دهانه های بلند مورد توجه طراحان و پیمانکاران قرار دارد ، این نوع دال گزینه ای مناسب جهت استفاده در سقف های فرودگاه، ساختمان تجاری ، ساختمانهایی صنعتی ، پارگینگ و .... می باشد .

در سقف های وافل به دلیل عدم نیاز به لایه پایینی بتن به روان کننده های بتن نیاز نیست و بتن ریزی به صورت یکپارچه انجام می گیرد  ، قابلیت استفاده چند باره از قالب وافل و عدم نیاز به لایه بتن پایین نسبت به انواع مشابه دال های مجوف ( یوبوت و کوبیاس )    هزینه ها را کاهش می دهد .

سقف وافل نوعی از سقف های دال مجوف محسوب می شود که در زیر سازی آن از قالب های قابلمه ای شکل و یا قالب های مستطیلی استفاده می شود . که این قالب ها بعد از بتن ریزی سقف از زیر سقف خارج می شوند و می توان این قالب ها را در پروژه های دیگر نیز استفاده کرد . با توجه به اینکه قالب ها مربعی شکل یا مستطیلی شکل باشند نوع باربری سقف وافل مشخص می گردد . اگر قالب سقف وافل مستطیلی شکل باشد در سقف وافل تشکیل تیرچه هایی در یک جهت را می دهند که عملکرد بابری یک طرفه را پیدا خواهد کرد ، اگر قالب استفاده شده در سقف وال قالب مربعی شکل باشد ، در سقف تشکیل تیرچه هایی در دو جهت را میدهند که باعث می شود عملکرد باربری سقف دو طرفه باشد . 

سقف وافل یا همان سقف قابلمه ای شکل از جمله سقف هایی می باشد که برای پوشاندن سقف با دهانه های بلند استفاده می گردد . یکی از اجزا ساخت سقف وافل ، قالب های غیر ماندگار وافل است که پس از گیرش بتن می توان قالب ها را خارج کرده و در پروژه های بعدی نیز از آن قالب ها استفاده کنند .

سقف وافل دارای هزینه اجرایی کمتری نسبت به روش های دیگر سقف دال مجوف از جمله یوبوت و کوبیاکس دارد .

در سقف وافل نیازی به میلگرد های تقویتی ( اودکا و منفی ) و اتصال آن ها به تیر نمی باشد . بنابراین به دنبال آن دارای زمان اجرایی کمتری خواهد بود .

هزینه تمام شده سقف وافل نسبت به سقف های دال مجوف دیگر ازجملع کوبیاکس و یوبوت در حدود 15 الی 20 درصد ارزان تر است . سقف وافل به دلیل نمای زیبا زیر سقف ، اوصولا نیازی به اجرای سقف کاذب  در فضا هایی خاص ندارد و به همین دلیل هزینه کمتری خواهیم داشت .

ضخامت سقف وافل با توجه به نوع سازه از 30 الی 50 سانتی متر متغیر بوده است .

لازم به ذکر است که سقف وافل در مرکز تحقیقات ساختمانی و مسکن بررسی گردیده و در نتیجه انرژی ، آکوستیک ، حریق و سازه مورد تایید این مرکز می باشد .

سقف وافل المان سازه ای است که سطح زیرین آن دارای شبکه ای از تیرچه های متعامد و سطح بالای آن تخت است . دال فوقانی معمولا نازک بوده و تیرچه های تحتانی در 2 جهت متعامد وجود دارند که دارای عمق یکسانی نیز می باشد .

 

مشخصات کلی قالب های سقف وافل :

قالب های سقف وافل از جنس پلاستیک کامپوزیت می باشند که این باعث می شود قالب ها بسیار سبک باشند . قالب های سقف وافل به صورت قالب های غیر ماندگار می باشند . یعنی بعد از بتن ریزی از زیر سقف وافل این قالب ها از سقف جدا می شوند و امکان استفاده مجدد از این قالب ها در پروژه های بعدی می باشد . با توجه به این خصلت سقف وافل می توان کلیه بلوک های سیمانی و سفالی و یونولیتی را از ساختمان ها حذف کرد و باعث سبک تر شدن ساختمان و ایمنی بیشتر ساختمان در برایر زلزله شویم . به دلیل استحکام قالب های وافل در زمان اجرا ، نیروهای اجرایی به آسانی می توانند از روی قالب ها حرکت کنند بدون آن که قالب ها شکسته یا در بروند و این نیز باعث حفظ امنیت جان کارگران و پرسنل اجرایی شود .

در زمان اجرای قالب های غیر ماندگار سقف وافل ، پس از بتن ریزی روی سقف و بعد از گذشت 28 روز که بتن به مقاومت نهایی رسید ، میتوان قالب های غیر ماندگار سقف وافل را باز کرد . مونتاژ کردن قالب های وافل  توسط پیچ و مهره تا اندازه دلخواه قابل تنظیم هستند که با توجه به طراحی مد نظر محاسبان می توان قالب ها را به صورت دال یک طرفه یا دو طرفه مونتاژ کنند .

لازم به ذکر می باشد که قالب های پلاستیکی وافل قابل بازیافت هستند و می توان آن ها را دوستدار محیط زیست نامید .

 

 

 

 

قالب های وافل یک طرفه :

قالب های وافل یک طرفه از نظر عملکرد سازه ای رفتار مشابهی با سقف تیرجه بلوک دارد و در مقایسه با سقف تیرچه بلوک از لحاظ طراحی و ضخامت سقف تمام شده وافل تفاوت زیادی ندارند . یعنی هر ساختمانی که با سقف تیرچه بلوک و حتی تیرچه بلوک سیمانی و سفالی طراحی شده اند را می توان از قالب های وافل یک طرفه به عنوان پر کننده بین تیرچه ها به جای بلوک سیمانی استفاده کرد .

در سقف وافل یک طرفه به جای بلوک سیمانی و سفالی از قالب های پلاستیکی وافل استفاده می کنیم به طوری که قالب های پلاستیکی وافل را چیده و میلگرد تیرچه ها را روی سقف می بافیم و یک میلگرد شبکه حرارت را می بندیم و به صورت یک پارچه بتن ریزی می نماییم و در این روش دیگر از بلوک سیمانی ، سفالی و یا یونولیتی استفاده نمی کنیم .

سقف وافل یک طرفه دارای ارتفاع های 25 ،30 ، 35 و40 می باشد و فاصله بین تیرچه های  سقف وافل یک طرفه 70 سانتی متر است . هر قطعه قالب وافل یکطرفه 50*70 می باشد و با قطعه کور کننده کناری می توان از آن ها به عنوان وافل دو طرفه نیز استفاده کنیم .

 

قالب های سقف وافل دو طرفه :

اوایل قرن بیستم میلادی نظریه سقف دال دو طرفه مجوف وافل با استفاده از قالب های غیر ماندگار ارائه شد . سپس تحقیقات بسیاری انجام گرفت در نهایت این ایده طراحی سقف وافل دو طرفه در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت .

در سال 1920به دلیل کاربرد سقف وافل دو طرفه در دهانه های بزرگ ، استفاده از این سقف به سرعت گسترش پیدا کرد .

 

 

 

روش اجرای سقف وافل :

مرحله اول : برای اجرای سقف وافل ابتدا باید با استفاده از چوب چهار تراش یا پروفیل  و شمعک یا اسکافر یک سطح تراز برای زیر قالب های وافل آماده کرد ، در سقف وافل به دلیل عدم وجود لایه بتن پایین نیاز ب پوشش کل سطح سقف نیست و مهار کردن زیر قالب ها کافی می باشد .

مرحله دوم : پس از اتمام زیر سازی ، قالب های وافل باید در مناطق مشخص شده طبق نقشه های اجرایی چیده شوند . بعد از اتمام چیده شدن قالبهای وافل نیازی به روغن کاری آنها نیست .                                         به دلیل استحکام قالب های وافل امکان جابجایی کارگران و کار بر روی آنها وجود دارد  .

مرحله سوم : در این مرحله قالب بندی زیر سقف وافل به اتمام رسیده است و باید آرماتور تیرهای متعامد و دال بالایی و آرماتور های برشی طبق نقشه های اجرایی بسته شده و در جای خود قرار گیرند .

مرحله چهارم : بعد از اتمام آرماتور بندی و تکمیل قالبهای پیرامونی نوبت به بتن ریزی سقف وافل میرسد .                                                            

در این مرحله بتن ریزی با مشخصات مورد نظر طراح به صورت یکپارچه و بدون نیاز به روان کننده اجرا می شود ، بتن ریزی سقف های وافل به آسانی و با سرعت اجرایی بالا قابل انجام است .

مرحله پنجم : در این مرحله و بعد از گیرش مناسب بتن با توجه به جدول 45-66 آیین نامه مراحل قالب برداری انجام می گیرد .

 

 طراحی قالب ها و سقف وافل :

1 . در نرم افزار safe & Etabs تعریف مشخصی برای سقف وافل موجود می باشد و این برنامه متناسب با حجم سقف ، وزن و مشخصات سقف وافل را تعریف می کند .

2 . در برنامه safe می توان در بخش Define menu  گزینه Slab properties و از انجا Waffle  را تغریف کنیم .

3 . هنگامی که مقطعی برای وافل را دربرنامه safe تعریف می کنیم همان جا می توانیم ضخامت دال بالایی را در ( Slab thinkess )  ، و عمق کلی سقف وافل را در بخش (overall depth ) ، عرض ریب ( تیرچه ) در بخش پایینی و بالایی در width of sten top and bottom  وارد نماییم .

4 . به دلیل این که قالب های سقف وافل ماندگار نیستند ، برای خارج کردن قالب ها ، ریب ها ( تیرچه ها ) را به صورت شیب دار مد نظر قرار می دهیم به این دلیل که حرکت قالب های سقف وافل به  صورت سالم در بین انها انجام پذیرد .

با توجه به قالب ها وافل و شرکتی که آن ها را طراحی و تولید می کند . می تواند فاصله بین ریب ها متغییر باشد . بنابراین قبل از طراحی سقف وافل ، طراحان باید با شرکت های تولید کننده قالب های پلاستیکی غیر ماندگار وافل مشورت کنند و اطلاعات لازم از ابعاد قالب وافل موجود در بازار را داشته باشند .

سقف وافل یک طرفه و یا دو طرفه بر اساس نسبت طول به عرض دهانه تقسیم بندی می شوند که روش طراحی سقف وافل در هر یک از آن ها متفاوت می باشد . اولین معیار برای طراحی نسبت طول به عرض دهانه می باشد که اگر نسبت طول به عرض دهانه بیش از 2 شود ، عملکرد سقف وافل را به صورت یک طرفه طراحی می کنیم و پس انتخاب نوع عملکرد باربری سقف ، اجرای آن مشخص می گردد .

جدول طراحی سقف وافل یک طرفه که در آن بر اساس دهانه ، ضخامت و عمق تیرچه مشخص شده است .

وافل یک طرفه

آکس به اکس تبرچه B(cm)

ارتفاع

H (cm)

عرض تیرچه در پایین

عرض تیرجه در بالا

ضخامت سقف

H2=7cm

ضخامت سقف

H2=5 cm

وزن بتن

 

H2=7cm

وزن بتن

 

H2=5cm

Waffle 60H 25

60

25

12

12

32

30

310

260

Waffle 60H 30

60

30

12

14

37

35

335

285

Waffle 70H25

70

25

12

14

32

30

290

240

Waffle 70H30

70

30

12

14

37

35

310

265

 

 

الزامات ACI برای طراحی دال های دو طرفه :

1 . ریب یا عرض تیرچه در تمام طول تیرچه حداقل 10 سانتی متر باید باشد .

2 . نسبت عمق تیرچه به حداقل عرض تیرچه نباید از 5/3 بیشتر شود .

3 . فاصله لبه تا لبه تیرچه ها نباید بیش از 75 سانتی متر باشد .

4 . برای تامین مقاومت برش دو طرفه از مرکز هر ستون حداقل 6.1 دهانه دال باید به طور مقطع با عمق بیشتر اجرا شود .

در جدول زیر مقادیر معمول سقف وافل دو طرفه با وزن مخصوص 2450 کیلوگرم بر متر مکعب آورده شده است .

·       وافل دوطرفه

ارتفاع قالب

 

H1 ( cm)

عرض تیرچه در پاشنه

T1 (cm)

عرض تیرچه در بالا

T2 (cm)

آکس به اکس تیرچه

B (cm )

وزن بتن سقف  H2=7cm

ضخامت سقف H2=7cm

Waffle 60*60 H18

18

10

13

60

325

25

Waffle 60*60 H25

25

10

13

60

385

32

Waffle 60*60 H30

30

10

13

60

425

37

Waffle 80*80 H28

28

12

18

80

405

35

Waffle 86*86 H25

25

15

20

886

395

32

Waffle 90*90 H33

33

12

18

90

419

40

Waffle 90*90 H40

40

12

18

90

470

45

 

برای اینکه از حدود طراحی سقف وافل تخمینی داشته باشیم می توانیم از نکات زیر برای مراحل اولیه استفاده کنیم :
1 . نسبت ضخامت دال به دهانه 1 به 24 می باشد و حدود تقریبی را می توان بین 75 تا 130 میلی متر در نظر گرفت.

2 . عرض تیرچه ( یا فاصله دو لبه قالب ) حداکثر 150 و حداقل 130 میلی متر است .

3 .  فاصله محور تا محور تیرچه ها معمولا 915 میلی متر می باشد .

4 . نسبت عمق تیرچه به دهانه نیز 1 به 25 است

 

ویژگی های سقف وافل :

 سقف وافل معمولا مناسب فضاهای فلت است .

 حجم بتن ریزی در سقف وافل نسبت به سقف های مشابه ( یوبوت ، کوبیاکس ) بسیار کمتر است .

ضخامت سقف وافل در محدوده 25 الی 60 سانتی متر است .

ضخامت دال فوقانی در سقف های وافل در بازه ی 6 الی 12 سانتی متر می باشد .

عرض تیرچه های متعامد نیز در محدوده 10 الی 20 سانتی متر است .

بتن ریزی یکپارچه در سقف وافل بدون نیاز به روان کننده ها در مقایسه با نحوه ی بتن ریزی سقف یوبوت و سقف کوبیاکس از مزایای سقف وافل می باشد .

به دلیل اینکه سقف وافل دو طرفه دارای باربری در دو طرف است پس نیازی به استفاده از تیرچه دوبل نیست که این امر  خود باعث کاهش هزینه ها و سبک شدن سقف وافل می شود .

 ویژگیهای ظاهری سقف وافل :

نمای زیر سقف های وافل شامل حفره های منظم و هم اندازه می باشند که این فرم ظاهری از نظر طراحی مورد استقبال مهندسین معمار قرار دارد و به عنوان نمای نهایی سقف مورد استفاده قرار می گیرد .

معماران با ذوق با رنگ آمیزی و نور پردازی نما هایی زیبا و دلنشین از این حفره های تو خالی خلق می کنند که باعث چشم نوازی بینده و هر چه زیبا تر شدن محیط می شود .

مزیت های سقف وافل :

1 . با توجه به اینکه در سقف وافل بتن غیر سازه ای حذف می شود و به دنبال ان کاهش وزن سازه را خواهیم داشت . در نرم افزار های طراحی مشاهده کرده ایم که با کاهش میلگرد مصرفی روبه رو خواهیم بود 

در نتیجه کاهش مصرفی میلگرد و بتن را در سقف وافل داریم . 

  1. با حذف شدن بلوک های پلی استایرن ( یونولیتی ) که عامل گسترش حریق و پخش شدن دود های سمی در هنگام آتش سوزی بودند و همچنین با اجرای دیوار ها تا زیر دال فوقانی سقف وافل باعث دود بند شدن فضا می گردد از این رو ساختمانی ایمن در برابر آتش در سقف های وافل خواهیم داشت .

3 .به دلیل توزیع بارهای جانبی به اعضای باربر جانبی  و همچنین با کاهش بار مرده سقف که تاثیر مستقیم بر ضریب زلزله دارد از این رو شاهد عملکرد بهتری در مقابل زلزله خواهیم داشت .

  1. حذف انواع تیرچه و بلوک های مصرفی و به دنبال آن هزینه ساخت تیرچه و حمل و انبار کردن تیرچه ها نیز از بین می رود .

5 .  به جابجایی خاموت و شکستن بتن سر تیرچه دیگر نیازی نمی باشد و میلگرد گذاری سقف به آسانی صورت می گیرد.

6 . قابل اجرا بودن سقف وافل در ساختمان های فلزی و بتنی

7 . اجرای اقتصادی دهانه های بزرگ

8  . غیر ماندگار بودن قالب های سقف وافل و امکان بازیافت آنها ، حافظ محیط زیست و سرمایه ملی خواهد بود.

9 . قالب ها با آب به راحتی شسته شو می شود .

 

نمای زیر سقف وافل :

نمای زیر سقف وافل به دلیل این که اکسپوز ( نمایان ) می باشد . این نما را می توان در سقف پارکینگ بدون نیاز به بهره برداری استفاده کرد . چون نمای زیر سقف وافل دارای حفره های منظمی است که از لحاظ زیبایی مورد استقبال معماران قرار گرفته شده است . از حفره های موجود در سقف وافل معمولا در نور پردازی ها و تزیینات معماری استفاده می کنند . از آنجایی که سقف وافل دارای ضریب ایمنی بالایی در برابر حریق و زلزله ( نبود یونولیت و سبک بودن سازه )  است از این رو مورد استقبال بسیار خوب کارفرمایان ومهندسان قرار گرفته است .

آیین نامه:

در آیین نامه بتن ایران در بخش دال ها در مورد این نوع دال بتنی توضیحاتی راجب نحوه اجرا و خصوصیات آن ارئه شده است . در اجرای سقف مجوف وافل برای کاهش بار مرده سقف در آن حفره هایی توسط قالب غیر ماندگار وافل اجرا می کنند اما در انتهای ستون ها در بعضی موارد در امتداد و انتهای تیرها توپر اجرا می شوند .

 

مقایسه سقف وافل یک طرفه با سقف تیرچه بلوک :

با توجه به اینکه سقف تیرچه بلوک و سقف سقف وافل یک طرفه به صورت تیرچه و دو سر مفصل طراحی می شوند بنابراین از لحاظ طراحی فرقی بین وافل یک طرفه و سقف تیرچه بلوک وجود ندارد .

اما از لحاظ عملکرد ، سقف وافل به دلیل اجرای درجا میلگردها و اجرای پیوسته میلگرد سقف وافل و بتن ریزی یکپارچه بدین ترتیب از لحاظ عملکرد سازه ای و لرزه ای افزایش چشمگیری نسبت یه سقف تیرچه بلوک دارد . به دنبال این امر با حذف یونولیت در سقف وافل ، این سقف در برابر آتش باعث ایمنی ساختمان می باشد .

 

ارتباط با ما

آدرس دفتر: تهران- حیابان 

آدرس کارخانه: جاده ساوه- ...

تلفن:09123058416-09366929939

آدرس ایمیل:info@tahkimsazeh.ir

تمامی حقوق این سایت متعلق به تحکیم سازه می باشد.