سقف وافل نوعی سازه بتنی است که با استفاده از بتن مسلح ساخته می‌شود و دارای ظاهری شبیه به پنجره‌های وافل با شکل مدرن است. این سازه به نظریه نان وافل شباهت داشته و از همین رو به نام وافل شناخته می‌شود. کاربرد اصلی سازه وافل، در سقف‌هایی با ارتفاع 8 تا 12 متر می‌باشد؛ به عنوان مثال در فرودگاه‌ها، سالن‌ها، و ایستگاه‌های مترو. همچنین برای اجرای سازه وافل از موادی مانند میلگرد و انواع بتن استفاده می‌شود.
سقف وافل چیست؟
سقف وافل یکی از انواع سازه‌های بتنی است که به دلیل ظاهر زیبا و مدرن، مدت زمان اجرای کوتاه، مقاومت و ایمنی بالا، و البته مزایای اقتصادی، جلب توجه سازندگان پروژه‌های مختلف را دارد. این سازه با ظاهری شبکه‌مانند شناخته می‌شود و به همین دلیل به آن سقف مشبک نیز اطلاق می‌شود.
برای اجرای این سازه، از قالب‌های خاص به نام وافل بهره می‌گیرند که چندبار مصرفی هستند. این قالب‌ها، در فرآیند ساخت سقف وافل، نیاز به تخریب کمتری دارند. نتیجه اجرای این سازه‌ها، کاهش وزن مرده‌ی سازه را به‌همراه دارد. این ویژگی‌ها باعث افزایش جذابیت و استفاده گسترده این نوع سازه در صنعت ساخت و ساز می‌شود.
تاریخچه وافل سقف
اجرای این نوع سقف از ابتدای قرن 19 میلادی در کشورهای آمریکایی و اروپایی رواج یافت و به دلیل مزایای متعددی از جمله استقامت و ایمنی بالا و وزن پایین، در میان مهندسان ساخت و ساز مورد توجه قرار گرفت.
تاریخچه این نوع سازه در ایران به دوره هخامنشیان (حدود 2500 سال قبل) باز می‌گردد. بر اساس آثار باقی‌مانده از تخت جمشید و تحلیل‌های باستان‌شناسان، سقف این بنا از الوارهای چوبی متعامد تشکیل شده بود، که به شدت به ساختار سقف وافل امروزی شباهت داشت. همچنین، در بنای آکروپولیس یونان (همان دوره با تخت جمشید) نیز مشاهداتی از چنین سازه‌هایی دیده می‌شود.
مراحل اجرای سقف وافل
اجرای این نوع سازه شامل چند مرحله است که در ادامه به آنها می‌پردازیم.
زیرسازی
در این مرحله، با نصب جک و با بهره‌گیری از لوله یا قوطی، اسکلت بنا ساخته می‌شود و شرایط برای نصب قالب وافل فراهم می‌شود. این مرحله به عنوان “شاسی کشی” نیز شناخته می‌شود.
چیدن قالب‌های وافل
با توجه به نقشه سازه، قالب روی قوطی قرار گرفته و پس از چیدن قالب، عملیات میلگردگذاری و آرماتوربندی انجام می‌شود.
بتن ریزی
با رعایت قوانین اجرایی سازه و پس از کنترل نهایی، بتن‌ریزی سقف انجام می‌شود.
قالب‌برداری از سقف
پس از سپری شدن زمان مورد نظر و سفت شدن بتن، قالب‌ها از سازه برداشته می‌شوند. در این مرحله، دقت به جلوگیری از آسیب به قالب‌ها حائز اهمیت است و گاهاً از روغن‌های گیاهی برای جداسازی بهتر از قالب‌ها استفاده می‌شود.
نازک کاری
این قسمت، آخرین مرحله است. برخی از سازه‌ها از طرح‌های مختلف مانند سقف کاذب بهره می‌برند تا زیبایی را افزایش دهند. همچنین، برخی مهندسان از خود سازه به عنوان نمای پایانی بهره‌می‌برند و با نورپردازی‌های متنوع، جلوه‌زیبایی به آن می‌بخشند.
با مراحل نازک کاری ساختمان آشنا شوید!
نکات مهم در طراحی و اجرای سقف وافل
- در این مرحله با نصب جک و به‌کمک لوله یا قوطی، اسکلت بنا ساخته و شرایط برای نصب قالب وافل آماده می‌شود. مهندسان و پیمانکاران به این مرحله، شاسی کشی نیز می‌گویند.
- با توجه به نقشه سازه، قالب روی قوطی قرار گرفته و پس از چیدن قالب، عملیات میلگردگذاری و آرماتوربندی انجام می‌شود.
- با توجه به قوانین اجرایی سازه و پس از کنترل نهایی، بتن‌ریزی سقف انجام می‌شود.
- پس از سپری شدن زمان مورد نظر و سفت شدن بتن، قالب‌ها از سازه برداشته می‌شوند. در این مرحله باید دقت کرد که قالب‌ها آسیب نبیند؛ گاهی برای جداسازی بهتر قالب‌ها از روغن‌های گیاهی استفاده می‌شود.
- این قسمت، آخرین مرحله است. در برخی از سازه‌ها و با هدف افزایش زیبایی از طرح‌های مختلف همچون سقف کاذب استفاده می‌کنند. البته برخی مهندسان از همان سازه به‌عنوان نمای پایانی بهره می‌گیرند و با نورپردازی‌های متنوع، جلوه زیبایی به آن می‌دهند.
انواع سقف وافل
سقف وافل در دو نع یک‌طرفه و دوطرفه است و مکان استفاده از این دو مدل، با توجه به دهانه سازه تعیین می‌شود. اگر نسبت طول دهانه به عرض آن بیشتر از 2 باشد، از نوع یک‌طرفه استفاده می‌شود و اگر این عدد کمتر از 2 باشد، عمدتاً نمونه دوطرفه اجرا می‌شود.
طول دهانه نیز تأثیر زیادی دارد؛ اگر طول دهانه کمتر از 9 متر باشد، از سقف وافل یک‌طرفه استفاده می‌شود و اگر طول دهانه بیشتر از 9 متر باشد، از مدل دوطرفه استفاده می‌شود. از نظر طراحی، تفاوتی بین سازه یک‌طرفه و سقف تیرچه بلوک وجود ندارد و در نوع اجرا تفاوت کمی دارند.
از نظر شکل ظاهری، مدل یک‌طرفه به‌شکل قالب‌های مستطیلی است و وافل دوطرفه قالب‌های مربعی شکل دارد. در حالت یک‌طرفه، میزان مصرف میلگرد کمتری دارد و در نتیجه هزینه کمتری نسبت به وافل دوطرفه دارد. البته با وجود هزینه بیشتر اجرای وافل دوطرفه، این نوع سقف برای دهانه‌های بزرگتر کاربرد بیشتری دارد.
کاربرد سقف وافل
سقف وافل به‌طور عمده در ساختمان‌هایی با ارتفاع بالای 12 متر و در مکان‌هایی با هدف کاهش وزن مرده سازه استفاده می‌شود. کاربرد این نوع سقف بتنی بیشتر در مواقعی است که نیاز به کاهش تعداد ستون‌ها و افزایش فاصله بین آنها وجود دارد. این کاهش تعداد ستون‌ها و افزایش فاصله بین آنها، موقعیت‌های مختلفی از جمله بیمارستان‌ها، استخرهای سرپوشیده، سوله‌های صنعتی، هتل‌ها، کتابخانه‌ها، فرودگاه‌ها و ایستگاه‌های مترو را شامل می‌شود.
از جمله سازه‌های مهمی که از سقف وافل در آنها استفاده شده، می‌توان به سالن تئاتر ملی بریتانیا اشاره کرد. این سالن هنری در لندن در سال 1976 افتتاح شد و بیش از 2000 نفر را به ظرفیت دارد. همچنین، متروی واشنگتن نیز از معماری‌های زیبا استفاده کرده و در بخشی از تونل‌های خود از سقف وافل بهره‌مند شده است.
مزایا و معایب سقف وافل
زمان انتخاب نوع سقف در سازه‌های بتنی و فلزی، متعدد وابستگی‌ها و فاکتورهایی را برای طراح به همراه دارد. این فاکتورها شامل نوع پروژه، زمان اجرا، استحکام مورد نیاز، ارتفاع سازه، و قیمت نهایی می‌شوند. آشنایی با مزایا و معایب هر نوع سازه، می‌تواند در انتخاب صحیح برای پروژه مورد نظر کمک‌کننده باشد. در این بخش، به بررسی مزایا و معایب استفاده از سازه‌های بتنی و فلزی می‌پردازیم. اگر سیستم وافل، به‌شکل صحیح طراحی و اجرا شود، مزایای زیادی برای کارفرما و سازه دارد.
مزایا وافل
- کاهش حجم مصرف بتن و فولاد به دلیل وزن کمتر نسبت به سقف‌های سنتی.
- حذف نیاز به انواع بلوک و تیرچه‌های پیش‌ساخته و امکان استفاده از اندازه‌های متنوع میلگرد.
- اجرای ساده با ایمنی بالا و سرعت اجرای بالا به دلیل سبک بودن قالب.
- قابلیت استفاده مکرر از قالب‌ها.
- ایجاد ظاهر زیبا و شکیل در سطح زیرین به‌صورت نمایان (اکسپوز) و استفاده از نورپردازی‌های متنوع،
- که تحت نظر مهندسان طراحی معماری قرار می‌گیرد.
- عملکرد مناسب در برابر حوادث طبیعی.
- حذف ستون‌های میانی سازه.
- کاهش هزینه‌ها نسبت به اجرای سقف‌های کرومیت و یا عرشه فولادی.
معایب سقف وافل
وافل سقفی، همانند سایر سازه‌ها، با همه مزایا، برخی ایرادات نیز دارد. در ادامه، چند مورد از معایب استفاده از این نوع سازه را ذکر می‌کنیم:
- قالب‌های وافل به دلیل استفاده از ابزارهای تخصصی، پرهزینه هستند.
- استفاده از وافل سقفی در سطوح شیب‌دار محدودیت دارد و برای مسطح کردن سطح شیب‌دار، نیاز به افزایش ارتفاع با استفاده از خاک و ساختارهای پشتیبانی دارد؛ این کار نیاز به زمان و هزینه بالایی دارد.
- برای ساخت و اجرای وافل سقفی، نیاز به تیم اجرایی و کارگران حرفه‌ای است که ممکن است باعث افزایش هزینه‌های پروژه شود.
- به دلیل ضخامت کم، وافل سقفی عایق نامناسبی برای حرارت و برودت ارائه می‌دهد و بنابراین در ساختمان‌های مسکونی عموماً مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
قالب وافل چیست؟
قالب وافل یک نوع قالب موقت برای اجرای سقف مجوف است؛ این قالب‌ها عمدتا از جنس پلاستیک یا پلی‌پروپیلن ساخته می‌شوند و از اندازه‌ها و شکل‌های گوناگونی بهره می‌برند. پس از مرحله بتن‌ریزی، قالب‌ها از سازه جدا شده و در ساخت سقف‌های بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرند. قالب وافل به عنوان ابزار اصلی برای اجرای این نوع سقف بسیار حیاتی است و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است؛ زیرا قابل استفاده مکرر هستند.
اصلی‌ترین کاربرد این قالب‌ها در حذف بتن ناکارآمد در سازه است. با حذف این قسمت، سازه سبک‌تر شده و انرژی لرزه‌ای کمتری جذب می‌کند. روش‌های دیگری نیز برای حذف این بخش سازه وجود دارد مانند قالب‌های یوبوت، کوبیاکس، و بابل دک، اما این روش‌ها به دلیل یکبار مصرف بودن، هزینه بیشتری نسبت به قالب وافل دارند و از کارآمدی کمتری برخوردارند.
اندازه قالب‌ها به‌طور مستقیم با ارتفاع سقف در ارتباط است؛ هرچه سقف کوتاه‌تر باشد، سایز قالب‌ها بزرگتر و تعداد آنها کمتر خواهد بود. برعکس، اگر سقف بلندتر باشد، سایز قالب‌ها کوچکتر و تعداد بیشتری از آنها استفاده می‌شود.
قالب وافل به دو نوع قالب یک‌طرفه و دوطرفه تقسیم می‌شود. در ادامه، با ویژگی‌های هر دو نوع قالب آشنا می‌شویم.
قالب وافل یک طرفه
قالب وافل یک‌طرفه یک نوع قالب موقت است که برای اجرای سقف وافل مجوف مورد استفاده قرار می‌گیرد. واژه “وافل” از شباهت ساختار این سقف با ناودان وافل گرفته شده است. این قالب‌ها عمدتاً از مواد پلاستیکی یا پلی‌پروپیلن ساخته می‌شوند و در اندازه‌ها و شکل‌های مختلف در دسترس هستند.
قالب وافل دو طرفه
این قالب در وافل دو طرفه به‌کار می‌رود و موجب انتقال بار در دو جهت می‌شود. به دلیل عملکرد دوطرفه، بار زنده و مرده سازه را به تمام تیرهای اطراف هر چشمه منتقل می‌کند. قالب وافل دو طرفه به‌خاطر کاربرد آن در سقف‌های بلندتر و با ارتفاعات بزرگتر معروف است.
سقف وافل یک نوع سازه ایمن، سبک و درعین حال مقاوم است. مزایای اقتصادی و زیبایی ظاهری آن، باعث محبوبیت بیشتر این نوع سقف شده است. از این سازه نوین در مکان‌هایی با ارتفاع بلند یا دهانه بزرگ مانند فرودگاه‌ها یا سالن‌ها استفاده می‌شود. در این مقاله درباره قالب وافل، انواع سقف وافل، کاربردها، مزایا و اجرای آن صحبت کردیم. در آخر، اگر در این زمینه تجربه‌ای دارید، می‌توانید در قسمت نظرات آن را به اشتراک بگذارید.
جمع بندی نهایی
سقف وافل با توجه به مزایا و ویژگی‌های منحصر به فرد، به عنوان یک سازه پیشرفته و مورد توجه در صنعت ساختمان شناخته می‌شود. این نوع سقف، از دو نوع یک‌طرفه و دوطرفه برخوردار است که هرکدام مختص به شرایط خاص ساختمانی هستند. مزایای استفاده از سقف وافل شامل کاهش حجم مصرف بتن و فولاد، حذف انواع بلوک و تیرچه‌های پیش‌ساخته، اجرای سریع و ساده به دلیل سبک بودن قالب، و قابل استفاده مکرر از قالب‌ها می‌شود.
این نوع سقف مناسب برای ساختمان‌های با ارتفاع بالای 12 متر و دهانه‌های بزرگ است و در مکان‌هایی که به کاهش وزن مرده سازه نیاز دارند، به کار می‌رود. از جمله کاربردهای آن می‌توان به فرودگاه‌ها، سالن‌ها، ایستگاه‌های مترو و ساختمان‌های صنعتی اشاره کرد.
از لحاظ اقتصادی، سقف وافل با کاهش هزینه‌ها نسبت به سازه‌های کرومیت یا عرشه فولادی، جذابیت بیشتری برای سازندگان دارد. همچنین، ظاهر زیبا و شکیل آن با امکانات نمایان، موجب جلب توجه مهندسان و معماران به این نوع سازه شده است. با این وجود، برخی از عیوب نیز وجود دارد، از جمله هزینه‌ی بالای قالب و محدودیت استفاده در سطوح شیب‌دار.
سقف وافل به عنوان یک راهکار مقرون به صرفه و کارآمد در زمینه ساختمان‌ها، با توجه به ویژگی‌ها و کاربردهای گسترده‌اش، در صنعت ساختمان به جایگاه مهمی دست یافته است.
چگونه اجرای سقف وافل انجام می‌شود؟
اجرای سقف وافل شامل استفاده از قالب‌های وافل و بتن‌ریزی است، که پس از سفت شدن بتن، قالب‌ها از سازه برداشته می‌شوند.
مزایا و معایب سقف وافل چیست؟
از مزایا مهم آن می‌توان به سرعت اجرا، استحکام بالا، و ظاهر زیبا اشاره کرد، در حالی که معایبی ممکن است مانند هزینه قالب‌ها و عدم مناسبی برای ساختمان‌های مسکونی باشد.
چه نکاتی در طراحی و اجرای سقف وافل باید مدنظر قرار گیرد؟
زیرسازی، چیدمان قالب‌های وافل، بتن‌ریزی، و نازک‌کاری از جمله نکات مهم در طراحی و اجرای سقف وافل هستند.
بدون دیدگاه