طراحی سازه
سازه‌های وافل چیست و چه مزیتی دارد؟
سازه‌های وافل نوع مدرن و جدیدی از سازه‌های ساختمانی هستند که حاصل مدت‌ها تلاش متخصصین برای حذف بتن‌های ناکارآمد و بالا بردن ایمنی و مقاومت ساختمان و البته پایین آوردن هزینههای تمام‌شده ساخت‌وساز به‌شمار می‌روند.
این سازه‌ها بسیار سبک و مقاوم بوده، به صورت مشبک طراحی می‌شوند و می‌توان پس از بتن‌ریزی و مقاوم شدن آن، از سازه قالب‌برداری کرد و قالب‌های وافل را دوباره در جای دیگری به کار برد، یا اجاره داد و حتی فروخت! به این ترتیب بخشی از هزینههای ابتدایی ساختمان جبران می‌شود.
احتمالا اگر از فعالان صنعت ساخت و ساز باشید، تاکنون درباره تولید و اجاره سقف وافل شنیده‌اید. اما این تمام ماجرای قالب‌های وافل نیست. از سازه‌های وافل می‌توان در دیگر قسمت‌های ساختمان از جمله دیوار حائل و فونداسیون نیز استفاده کرد. تمامی این اجزای ساختمانی به کمک قالب‌های وافل یک‌طرفه یا دو طرفه ساخته می‌شوند. در ادامه مطلب با هر کدام از این اجزا بیشتر آشنا می‌شویم.
دیوارحائل وافل retaining waffle wall
دیوار حائل سازه‌ای است که نقش نگهبان دائمی ساختمان را دارد و مقاومت خاک را در شیب‌های غیر طبیعی در مقابل فشار جانبی افزایش می‌دهد. از این دیوار در راه‌سازی، ساخت پل و ساخت و ساز شهری استفاده می‌شود. در مبحث هفت و نه مقررات ملی ساختمان به اجرای دیوار حائل در زیرزمین‌های ساختمان‌های شهری اشاره شده است و با اینکه الزامی بودن آن تصریح نشده، اما برای بالا بردن ایمنی مخصوصا در ساختمان‌هایی که بیش از یک زیرزمین دارند، استفاده از آن ضروری است. با این وجود به دلیل هزینه‌بر بودن و دشواری ساخت این نوع دیوار، معمولا مهندسین ساخت‌وساز حتی در زیر زمین‌های سه یا چهار طبقه نیز حاضر به اجرای آن نیستند.
استفاده از قالب وافل برای دیوار حائل تا حد بسیار زیادی هزینههای ساخت را پایین می‌‌آورد و سهولت نصب این قالب‌ها می‌تواند دشواری اجرای دیوار را کاهش دهد. با کمک این دیوارهای سبک و مقاوم می‌توانید هم‌زمان از هزینههای اضافی اجتناب کرده و ایمنی ساختمان خود را نیز افزایش دهید.
نمونه‌ای از این دیوارها را می‌توان در ساخت‌وساز تونل‌ها مشاهده کرد. اگر یک‌بار وارد تونل توحید تهران شده باشید، احتمالا دیوارهای مشبک این تونل را دیده‌اید. این دیوار نمونه‌ای از دیوار وافلی است که بار سازه را به خوبی تحمل کرده و حتی ظاهری زیبا ایجاد کرده‌اند. عملکرد دیوارهای حائل وافل در اکثر قسمت‌ها شبیه سقف وافل بوده و در دیگر بخش‌ها مشابه طره عمل می‌کنند. برای طراحی و اجرای این دیوارها، مشابه محاسبات سازه سقف وافل می‌توانید از نرم‌افزارهای مختلف استفاده کنید.
فونداسیون وافل waffle mat
سیستم فونداسیون وافل که به آن فونداسیون دال وافل نیز گفته می‌شود، مجموعه‌ای از حفره‌های عمیق در سطح زیرین فونداسیون است که توسط قالب‌های پلی‌پروپیلن ساخته می‌شوند. این قالب‌ها نیز حالت مشبک دارند و بتن روی آن‌ها ریخته می‌شود. ارتفاع قالب‌ها بین ۳۰ تا ۴۰ سانتی‌متر و عرض آن‌ها معمولا ۹۰ در ۹۰ سانتی‌متر است. مشابه اجرای سقف وافل، بین قالب‌های وافل در فونداسیون نیز تیرچه‌های با فاصله مرکز به مرکز حداکثر ۱۳۰ سانتی‌متری ایجاد می‌شود که فنداسیون را نگه می‌دارند.
وافل مت یا فونداسیون وافل برای مناطقی به کار می‌رود که خاک آن‌ها منبسط شونده است. سیستم طراحی این سازه به شکلی است که اجازه نمی‌دهد انبساط خاک، سازه یا فونداسیون را دچار مشکل کند. برخی از خساراتی که خاک انبساطی ایجاد می‌کند شامل ترک در شالوده، سقف و دیوارها است که می‌تواند حتی به طبقات بالای سازه نیز آسیب بزند. در نقطه مقابل نیز اگر خاک رطوبت خود را از دست داده و کاهش حجم دهد، می‌تواند باعث نشست ساختمان و از بین رفتن تکیه‌گاه آن شود. بنابراین در مناطقی که خاک آن از مواد معدنی انباشته است و احتمال افزایش و کاهش حجم آن می‌رود، بهترین و ایمن‌ترین فونداسیون، وافل مت خواهد بود.
در وافل مت، وجود حفره‌های زیر شالوده باعث می‌شود هرگاه خاک در اثر جذب رطوبت افزایش حجم داشت، حجم اضافی وارد این سوراخ‌ها شود. در طراحی این فونداسیون عرض تیرها کمترین تماس را با خاک خواهد داشت و در نتیجه نیروی خاک انبساطی فشار بسیار کمی روی تیرچه وارد می‌کند.
بنابراین یکی از مزایایی استفاده از وافل مت این است که حفره‌های آن مانند دریچه اطمینان کار می‌کنند و با جذب کردن خاک حجیم شده، از ترک خوردن سازه تا حد قابل توجهی جلوگیری می‌کنند. مزیت بعدی فونداسیون وافل در مقایسه با سایر فونداسیون‌ها این است که سطح تماس بسیار کمی با خاک زیر خود دارند که باعث می‌شود هنگام بالا آمدن خاک، نیروی برکنش روی دال کاهش یابد.
اجرای مت وافل یا فونداسیون وافل
برای اجرای این نوع فونداسیون بر خلاف انواع دیگر، نیازی به آب‌پاشی نیست و فونداسیون روی سطح خشک و تمیز اجرا خواهد شد. قالب‌های وافل بدون نیاز به پایه مستقیما روی پدی قرار می‌گیرند و این دو عامل، عدم نیاز به آب‌پاشی و پایه، از زمین و لایه‌های زیرین خاک محافظت می‌کند. قالب‌های وافل مجموعه‌ای حفره عمیق در زیر فونداسیون ایجاد می‌کنند، بتن به صورت یک‌پارچه و مستقیم روی قالب ریخته می‌شود و پس از بتن‌ریزی دال فونداسیون و تیرچه‌های نازکی در دو طرف قالب‌ها ایجاد می‌شود. قالب‌ها به هم متصل می‌شوند و طبق نقشه ساختمان کنار هم قرار می‌گیرند.
می‌توان فونداسیون وافل را سازه‌ای دوست‌دار طبیعت دانست. چرا که در این سازه از میزان مصرف فولاد و بتن نسبت به دیگر انواع فونداسیون بسیار کمتر است و حجم خاک‌برداری نیز کاهش می‌یابد. در نتیجه نه تنها شاهد انتشار کربن کمتری هستیم بلکه از فرسایش و انتقال رسوب به آب‌های زه‌کشی نیز جلوگیری می‌شود.
سقف وافل waffle slab
سازه دیگری که شاهد افزایش چشمگیر آن در ساخت‌وسازهای جدید هستیم، سقف‌های وافلی است. این سقف‌ها از جهات بسیاری مشابه سقف تیرچه بلوک عمل می‌کند اما بسیار سبک‌تر و ساده‌تر است. برای طراحی سقف وافل باید به دقت پلان آکسن‌بندی، محل راه‌پله، جهت حرکت در راه‌پله، رمپ پارکینگ و … را بررسی کرد. تعداد طبقات و ارتفاع مفید آن‌ها، تراز سقف و ضخامت سقف نیز در طراحی مهم هستند. در تمام اسکلت‌های فلزی می‌توان از این سقف استفاده کرد. با توجه به معایب سقف‌های یونولیتی از جمله هزینههای بالای ایمن‌سازی آن‌ها در برابر آتش‌سوزی، لرزش بالا و هدر رفتن بتن، سقف‌های وافلی محبوبیت زیادی در بین مهندسین ساختمان یافته‌اند.
سقف‌های وافل به دو شکل یک‌طرفه و دو طرفه قابل طراحی و اجراست. انتخاب نوع سقف به کاربرد محل مورد نظر بستگی دارد. معمولا از سقف‌های یک‌طرفه در دهانه‌های کوچک استفاده می‌شود و تقریبا نصب و طراحی آن مشابه سقف تیرچه بلوک است. اما سقف‌های دو طرفه برای دهانه‌های بزرگ‌تر طراحی می‌شوند و با حذف ستون‌های مزاحم، فضای بیشتری را در اختیار کاربر قرار می دهند.
طراحی سازه در وافل
سازه‌های وافل در بین سایز سیستم‌های ساخت‌وساز نسبتا جدید هستند؛ اما با اینکه مدت زیادی از ورود آن‌ها به این صنعت نمی‌گذرد، با مزایایی بی‌شمار جایگاه خود را به خوبی پیدا کرده‌اند. با توجه به جدید بودن این سازه‌ها، طراحی، اجرا و نصب آن‌ها نیازمند نیروی کار متخصص و گروه ناظری است که به تمام جزئيات کار مسلط باشند. اگر برای مشاوره در ساخت سقف وافل یا دیگر اجزای ساختمان نیاز به اطلاعات تکمیلی داشتید، می‌توانید با همکاران ما در سهند سازه بتن در تماس باشید.
در این مطلب درباره انواع مختلف سازه‌های وافل، مزیت آن‌ها نسبت به تجهیزات دیگر و نحوه نصب و طراحی آن‌ها صحبت کردیم. سازه‌های وافل را می‌توان تحول مثبتی در زمینه ساخت‌وساز و در راستای حفظ محیط‌زیست دانست. استفاده از این سازه‌ها علاوه بر اینکه ایمنی ساختمان‌ها و بناها را افزایش خواهد داد، از هدر رفتن منابع نیز جلوگیری می‌کند و هزینههای شما را پایین خواهد آورد.
