یکی از مراحل مهم در ساختمان سازی، اجرای سقف است؛ این بخش از سازه، باید از مقاومت کافی در برابر نیرو‌های وارده برخوردار باشد.
سقف در سازه‌های چند طبقه، طبقات را از یک‌دیگر جدا می‌کند و در سازه‌های یک طبقه محافظ ساختمان در برابر باران و برف است. از سقف‌هایی که امروزه مهندسان و سازندگان ساختمان‌ها از آن در سازه‌ها بهره می‌برند؛ سقف وافل است.
سقف وافل چیست؟ تاریخچه سقف وافل
در قرن 19 ماشین آلات مدرن در زمینه ساختمان‌سازی وفناوری‌های سازه‌ای پیشرفت چشمگیری داشتند که در پی این پیشرفت، سقف وافل نیز مورد استفاده قرار گرفت. ایده استفاده از این سقف ساختمانی در ایران نیز در آثار به‌جا مانده از تخت جمشید، که مربوط به 2500 سال پیش است؛ به چشم می‌خورد.
سقف وافل، یکی از انواع سقف بتنی است و به دلیل مزایایی که دارد، از گذشته تا به امروز، در ساخت انواع سازه‌ها استفاده می‌شود. سقف‌های وافل که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند، نسبت به نوع اولیه دچار تغییرات فراوانی شده است. از آن، برای کاهش بار مرده وارد شده بر ساختمان، و سازه‌هایی با دهانه بلند، استفاده می‌شوند که نمونه آن هتل، پارکینگ، مراکز تجای، موزه، لابی، استخر، سالن ورزشی و فروشگاه‌ها است.
سقف وافل یک‌طرفه
برای دهانه‌های کوتاه معمولا از سقف وافل یک‌طرفه استفاده می‌شود. قالب‌هایی که در این سقف استفاده می‌شوند، مستطیل شکل بوده و به صورت دال یک‌طرفه عمل می‌کنند.
کاهش مصرف میلگرد و به نسبت، کاهش هزینه‌ها از مزایای استفاده از سقف یک‌طرفه است.
سقف وافل دوطرفه
در یک سازه با دهانه بلند، بهتر است از سقف وافل دو طرفه استفاده شود. در این نوع سقف، قالب‌ها معمولا به صورت دال دوطرفه و قابلمه‌ای هستند. مقاومت و استحکام بالا از مزایای استفاده از این سقف است.
مزایای و معایب استفاده از سقف وافل
- قیمت نسبتا ارزان
- سرعت بالا در اجرا
- ایجاد محیط ایمن برای کارگران درحین انجام کار
- مقاومت بالا
- نمای زیبا
- استفاده از حجم بتن و فولاد کم‌تر
- قابل اجرا در دهانه‌های بزرگ
- عملکرد مناسب در مواجه با حوادث طبیعی
- کیفیت اجرای بهتر
- قابل استفاده بودن قالب‌ها به دفعات مکرر
- عدم ریزش شیرابه‌های بتن
معایب استفاده از سقف وافل
- خرید قالب‌های این سقف پرهزینه است.
- برای استفاده از آن در سطوح شیب‌دار محودیت‌هایی وجود دارد.
- پرکردن سطوح شیب دار با خاک، زمان و هزینه بالایی را می‌طلبد.
اجزای مورد نیاز برای اجرای سقف وافل
شاید بپرسید برای اجرای سقف وافل به چه تجهیزاتی نیاز است؟ به طور کلی تجهیزاتی که احتیاج دارید مشابه تجهیزاتی است که دراجرای سایر سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ اما با توجه به وزن سقف، اندازه دهانه، ارتفاع طبقه و ... می‌تواند متفاوت باشد. تعدادی از این تجهیزات شامل:
- المان‌های نگهدارنده قالب وافل
- قالب وافل
- پایه‌های نگهدارنده سقف (جک، اسکافلد، داربست)
- تخته چوبی، ورق فلزی یا قالب‌های فلزی، برای اجرای تیرها و یا مناطق توپر
شیوه اجرا سقف وافل
مهندسان سقف وافل را در چند مرحله اجرا می‌کنند. در ادامه به بررسی هر مرحله می‌پردازیم.
- زیرسازی
اولین مرحله که در اجرای سقف‌های دیگر نیز مشترک است؛ زیرسازی سقف است. در این مرحله شمع‌بندی یا اسکافلدگذاری انجام شده و پس از آن شاسی‌کشی سقف انجام می‌شود.
در پروژه‌هایی که ارتفاع بیش‌از 3 تا 5/3 متر دارند از جک بلند یا اسکفولد استفاده می‌شود و در پروژه‌هایی با ارتفاع کم‌تر از این مقدار، از شیوه شمع‌بندی استفاده می‌شود. در این مرحله باید مهندسان به نکاتی مثل تامین ایمنی، امکان چینش قالب‌های وافل به روش صحیح، تنظیم تراز سقف و ... توجه کنند.
آن‌ها همچنین باید از جک‌های فلزی با فواصل یکسان استفاده کنند که فواصل آن را از قبل محاسبه و تعیین کرده‌اند. برای قرارگیری قالب‌های وافل، در دو راستا باید المان‌هایی از جنس قوطی فلزی، پروفیل لوله داربستی یا چهارتراش چوبی قرار گیرد.
- قالب ریزی
در مرحله بعدی قالب‌های وافل بر اساس نقشه اجرایی، روی پروفیل‌های زیرین چیده می‌شوند. از نکاتی که در این مرحله باید به آن دقت شود؛ چینش صحیح قالب‌ها بر اساس نقشه اجرایی، هم راستا بودن چینش قالب‌های وافل، فاصله قالب اول از دیوار‌های برشی و ستون‌ها است.
برای جلوگیری از جابجایی و لغزش قالب‌های وافل نیز باید اقداماتی انجام شود که نمونه آن میخ کوبی، ثابت کردن قالب‌های انتهایی، استفاده از گیره مخصوص، استفاده از میلگرد U شکل و اتصال با سیم آرماتوربندی است.
-
آرماتور بندی
پس از به اتمام رسیدن قالب‌ریزی، نوبت به مرحله آرماتوربندی می‌رسد. این مرحله باید به صورت دقیق و بر اساس نقشه اجرایی صورت گیرد. ابتدا باید میلگرد‌های تقویتی و اصلی در قسمت پایینی تیرچه ها اجرا شوند؛ سپس نوبت به اجرای کلاهک‌های برشی و تیر‌های مدفون سقف می‌رسد.
تیر‌های مدفون در سقف در لبه دال‌ها و اطراف بازشو‌ها و کلاهک‌های برشی در محل دیوار‌های برشی و تکیه‌گاه سرستون‌ها اجرا می‌شوند. پس از آن مهندسان میلگرد‌های اصلی و تقویتی را اجرا می‌کنند. آن‌ها با استفاده از میلگرد سنجاقی، میلگرد‌های تحتانی و فوقانی را به یک‌دیگر متصل می‌کنند.
- بتن ریزی
پس از اتمام آرماتوربندی، بتن‌ریزی آغاز می‌شود. بتن‌ریزی از یک سمت شروع شده و فضای بین تیرچه‌ها به شیوه‌ی پمپ کردن بتن پر می‌شود.
معمولا از ویبراتور جهت تراکم بتن ریخته شده استفاده می‌شود؛ در انتها سطح کار را یکدست می‌کنند.
- بازکردن قالب‌ها
پس از اینکه بتن خودش را گرفت، باید قالب‌ها از کار جدا شوند. مدت زمان محکم شدن بتن بسته به نوع سیمان مصرفی، دمای مجاور سطح بتن، دهانه و ضخامت سقف، نوع قالب‌بندی و ...می‌تواند متفاوت باشد.
به طور کلی قالب‌های زیرین تنها زمانی باید برداشته شوند که بتن به مقاومت 28 روزه یا همان 70 درصد رسیده باشد.
- نازک کاری
مرحله آخر اجرای یک، سقف نازک‌کاری است. منظور از نازک‌کاری قرار گرفتن پوشش نهایی به روی اجزای زیرین یک سازه است. در این مرحله ممکن است از سقف کاذب یا نمای سقف جهت نازک‌کاری استفاده شود.
طراحی سقف وافل
طراحی سقف، قبل از اجرای سقف صورت می‌گیرد. معمولا مهندسان این مرحله را با استفاده از نرم افزار و بر اساس آیین نامه‌ها انجام می‌دهند. آن‌ها بر اساس استاندارد‌هایی که در اختیار دارند؛ با استفاده از نرم افزار‌های Safe و Etabsیک پیش نمایش و نقشه اجرایی تولید می‌کنند.
در طراحی سقف وافل، ضخامت دال، عرض تیرچه، عمق تیرچه، ضریب سختی دال، فاصله محور تیرچه و ... از پارامتر‌های طراحی هستند که باید مورد توجه قرار گیرند.
در سقف‌های وافل بر خلاف سقف‌های بلوکی، تیرچه از پیش ساخته نیست و تعیین اندازه آن بر اساس فاصله لبه دو قالب صورت می‌گیرد.
نکات مهم در طراحی سقف وافل
اکنون که با سقف‌های وافل و شیوه اجرای آن‌ها آشنا شدید؛ بد نیست چند نکته را درباره آن‌ها بدانید.
- نسبت ضخامت دال به دهانه 1 به 24 است.
- ضخامت دال معمولا بین 50 تا 500 میلیمتر است.
- فاصصله محور تا محور تیرچه را بین 600تا 910 میلیمتر در نظر می‌گیرند.
آیا سقف وافل در اسلت فلزی هم قابل اجرا است؟
ممکن است این سوال برای شما هم به وجود آید که آیا سقف وافل برای سازه‌های فلزی نیز قابل اجرا است؟
بله این سقف علاوه بر اجرا در ساخت آمفی تئاتر، کتابخانه، سالن‌های ورزشی و... می‌تواند در سازه‌هایی با اسکلت فلزی نیز اجرا شود، اما شیوه اجرای آن کمی متفاوت خواهد بود.
اندازه دهانه سقف وافل
یکی از مشخصه‌ی سقف وافل، استفاده از آن در دهانه‌های بلند است. دلیل آن نیز سبک بودن این سقف، نسبت به سایر سقف‌ها است؛ چراکه بتن ناکارآمد از سقف حذف می‌شود.
اما جالب است بدانید طول دهانه‌ای که برای سقف وافل دوطرفه در نظر گرفته می‌شود؛ با نوع یک طرفه متفاوت است. معمولا برای سقف‌های یک طرفه نمی‌توان دهانه را بیش‌تر از 8 تا 9 متر در نظر گرفت اما در سقف‌های دو طرفه که تیرچه‌ها باری تحمل نمی‌کنند؛ می‌توان حداکثر طول دهانه را 12 متر و در موارد خاص به طول 16 تا 17 متر نیز اجرا کرد.
فاصله ستون‌ها در سقف وافل
از مزایای استفاده از سقف وافل، انتخاب فاصله ستون‌ها به صورت دلخواه است. فاصله میان ستون‌هایی که در آن سقف وافل اجرا می‌شود؛ تا حداکثر 17 متر می‌تواند باشد.
به همین دلیل از این سقف در مکان‌هایی مثل کتابخانه‌ها، تالار‌ها و سایر مکان‌هایی که فاصله ستون‌ها در آن زیاد است استفاده می‌شود.. بهتر است فاصله بین ستون‌ها در زمان اجرا، تا حد ممکن منظم باشد.
هزینه مورد نیاز برای اجرای سقف وافل
هزینه اجرای این سقف، دونوع هزینه اجرا و هزینه خرید قالب تقسیم می‌شود. هزینه‌های قالب به عواملی مثل وزن قالب، نوع قالب، کیفیت مواد اولیه قالب و... بستگی دارد. هزینه‌های اجرا نیز شامل طراحی سقف، تجهیزات زیرسازی، آرماتوربندی، میلگردگذاری و... می‌شود.