مفاهیم و دانستنی های ساختمان

نقش و کاربرد سقف وافل در ساختمان

نقش و کاربرد سقف وافل در ساختمان

کاربرد سقف وافل

امروزه برای ساخت سقف ساختمان از سیستم های متنوعی استفاده می شود. به دلیل بالا بردن ایمنی ساختمان در برابر بارهای وارده مانند زلزله, مهندسین و معماران سعی می کنند از سیستم های سقف سبک برای ساختمان استفاده کنند. این سیستم ها به علت وزن کم، بار مرده کم تری به سازه وارد می کنند و در نتیجه خطرات ناشی از حوادث طبیعی را کاهش می دهند.

از جمله این موارد عبارتند ار سقف یوبوت، کوبیاکس، سقف وافل و … ویژگی تمام این سقف ها سبک تر بودن آنها به علت حذف بخشی از بتن سازه ایی و یا به عبارتی تو خالی بودن آنها نسبت به سیستم های متدوال امروزی می باشد با این تفاوت که در یوبوت و کوبیاکس قالب های بتن ریزی به صورت ماندگار می باشند اما در سقف وافل، بعد ار عملیات بتن ریزی قالب ها جدا شده و قابلیت استفاده مجدد را دارا می باشند.  در ادامه این مطلب از سهند سازه بتن به بیان جزئیات بیشتر در این زمینه می پردازیم.

تاریخچه سقف وافل

در سال ۱۹۹۹ شخصی به نام دکتر ابراهیم سعی در بهینه سازی سقف های T-شکل با استفاده از مدل های ریاضی نمود. روش ارائه شده از سوی او بر اساس طراحی دال یک طرفه با تکیه گاه ساده بر اساس اصول طراحی الاستیک و روش مقاومت نهایی بنا نهاده شده بود. در سال های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۵ محققان متفاوتی تلاش های بسیاری در بهینه سازی دال های بتنی با استفاده از الگوریتم ژنتیک به انجام رساندند.

در نهایت در سال ۲۰۰۵ شخصی به نام پاراساد اقدام به ارائه مدلی بهینه از دال بتنی به شکل وافل نمود. او در تلاش بود تا بتواند ابعادی بهینه برای ضخامت دال، فاصله بین تیرچه ها (Ribs) و عرض آن ها ارائه دهد. و همچنین او پیشنهاد اتصال یکپارچه دال به تیرهای کناری را مطرح نمود.

به طور کلی عرض بهینه برای تیرچه ها را بین ۱۹۱ تا ۳۵۰ میلیمتر و عمق دال بتنی روی آنها را بین بین ۷۵ تا ۱۲۵ میلیمتر در نظر میگیرند.

سقف وافل و نحوه کارکرد آن

 نوعی سیستم سازه ایی سقف با سطحی ساده در بالا و سیستم شبکه ایی زیرین می باشد که شکلی به مانند شیرینی وافل در ذهن مخاطب ایجاد می نماید. به طور کلی به جهت کاهش تعداد ستون ها در پروژه هایی به مانند فرودگاه ها، بیمارستان ها، مراکز تجاری و… که دارای دهانه های بزرگی هستند از کاربرد سقف وافل استفاده می گردد. از آنجایی که در بتن های مسلح شده نیروی کششی توسط آرماتورها تحمل می شود به منظور کاهش وزن سقف، میلگردهای کششی حفظ و بتن های زیر تارخنثی حذف می شوند. به همین منظور از اجسام مکعبی شکلی به عنوان قالب بتن ریزی استفاده می شود تا شکل وافل را بعد از گیرایی بتن در پایین تار حنثی تامین نمایند.

مطلب پیشنهادی  مقایسه سقف یوبوت با دال تخت

با توجه به اینکه تمامی آرماتور ها مستقیماٌ به تیرها و یا ستون ها متصل می شوند ارتفاع آرماتورگذاری برابر با عمق سر ستون ها و تیرها می باشد. و به علت همین میلگرد گذاری ذو طرفه، در عین سبک بودن تحمل باربری بالایی داشته و در دهانه بزرگ مقاومت کافی را تامین می نماید.

به طور کلی این سیستم سازه ایی سقف های سبک تر و در عین حال مقاومتر را برای طراحان و مجریان فراهم می سازد. به همین دلیل سرعت اجرای آن نسبت به موارد متدوال و سنتی بیشتر بوده و در مصرف بتن و میلگرد نیز به ترتیب ۳۰ و ۲۰ درصد صرفه جویی می شود.

ویژگی های کاربرد سقف وافل

  1. قالب بندی متفاوت برای تیرها لازم نمی باشد.
  2. ضخامت آن معمولاٌ بین ۸۵ تا ۱۰۰ میلیمتر بوده در حالیکه ضخامت دال بتنی بین ۳۰۰ تا ۶۰۰ میلیمتر طراحی می شود.
  3. فاصله بین آرماتورگذاری ها معمولاٌ بین ۶۰۰ تا ۱۵۰۰ میلیمتر در نظر گرفته می شود.
  4. امکان اجرای دهانه ها تا ۱۶ متر را نیز دارا می باشد.
  5. در برابر خزش رفتار مناسب تری نسبت به دال های معمولی دارد.
  6. با توجه به شکل ظاهری سطح زیرین می توان از آن به عنوان عنصر نمایان (Expose) استفاده نمود.
  7. به علت میلگرد گذاری دو طرفه، لرزش های ناشی از حرکت بار زنده به شدت کاهش می یابد.

اصول طراحی کاربرد سقف وافل

مسلما به عنوان یک عنصر سازه ایی دارای اصول طراحی منحصر به فرد خود می باشد که می توان در آیین نامه های معتبر از جمله انجمن بتن آمریکا (ACI)، تمام جزیئات مربوط به آن را مطالعه کرد. اما در اینجا قصد داریم بعضی از اصول اساسی آنرا به اختصار بررسی نماییم.

  1. می بایست اندازه قالب ها طوری انتخاب شود که در هر دهانه، در هر دو جهت حداقل ۳ قالب و بیشتر قرار گیرد.
  2. ابعاد دهانه ها می بایست طوری انتخاب شود که نسبت بعد بزرگتر به کوچکتر بیشتر از ۲ برابر نباشد. (آکس به آکس)
  3. بار زنده به صورت یکنواخت در طراحی در نظر گرفته شده و همچنین بار زنده بیش از ۲ برابر بار مرده نیز نباشد.
  4. با توجه به اینکه این نوع دال از نوع دو طرفه در نظر گرفته می شود، می بایست نسبت سختی تیرهای عمود بر هم بین ۰.۲ تا ۰.۵ در نظر گرفته شود.
  5. میزان خروج از محوریت هر ستون نسبت به ستون های مجاورش در یک محور از ۱۰% طول آن دهانه در راستای همان محور تجاوز ننماید.

  6. نسبت دهانه مجاور در یک راستا نمی بایست بیش از ۱/۳ باشد.

مطلب پیشنهادی  مزایای استفاده از سیستم سازه ای Tilt up

آماده سازی سقف وافل

در ابتدا با اجزای سقف وافل آشنا شده و سپس نحوه آماده سازی آن را بر خواهیم شمرد.

  1. قالب وافل
  2. ساپورت افقی یا شمع
  3. پروفیل های مخصوص شاسی کشی افقی
  4. اتصال مخصوص پروفیل های افقی
  5. اتصلات قالب ها
  6. میلگرد

در ابتدا شمع بندی انجام می پذیرد به همین منظور ساپورت های عمودی در محل های مناسب جانمایی شده و با کمک اتصالات به یکدیگر متصل می شوند. در صورت وجود دیوارهای برشی از نوعی قالب استفاده می شود تا بتوان اتصال مناسب بین دیافرگم سقف و دیوار را برقرار نمود. در مرحله بعدی ساپورت های افقی  از طریق اتصالات مخصوص به یکدیگر وصل شده که به همراه ساپورت های عمودی، سیستم بابر ثقلی را به جهت تحمل وزن بتن مسلح تازه تا رسیدن آن به گیرایی مناسب، تشکیل می دهد.

پس از مرحله شمع بندی و نصب شاسی افقی، قالب های مخصوص کاربرد سقف وافل بر روی شبکه افقی ایجاد شده قرار گرفته و با بست های مخصوص به یکدیگر شاسی زیرین متصل می گردند. و پس از حصول اطمینان از صحت اتصالات در کل شبکه توسط تیم های نظارتی، عملیات میلگرد گذاری دو طرفه آغاز میگردد.

در مرحله آخر عملیات بتن ریزی در فواصل بین قالب ها و تا ارتفاع ذکر شده در نقشه های سازه ایی پروژه صورت می پذیرد.

بعد از آنکه بتن به مقاومت لازم برسد، امکان جمع آوری شمع بندی، شاسی افقی و قالب ها فراهم می شود و در نهایت شکل ظاهری زیرین سقف به صورت مشبک های توخالی که توسط تیرچه های بتنی به نام Ribs که در بین فواصل قالب ها تشکیل می شوند نمایان می شود.

قالب های وافل در ابعاد مختلفی وجود دارند، که انتخاب سایز آنها وابسته به الزامات طراحی می باشد. اما هر آنچه دهانه بزرگتر باشد تعداد قالب های بیشتری  برای رسیدن به مقاومت لازم نیاز است.

ویژگی قالب های وافل

قالب های  وافل از پلاستیک کامپوزیت ساخته شده اند و دارای وزن سبکی هستند به نحوی که حمل آنها توسط کارگران بسیار آسان است و این امکان را فراهم می کنند که با نحوه تغییر مونتاژ آنها بتوان سقف را به صورت دال یکطرفه یا دو طرفه اجرا کرد.

به علت نوع پلاستیک به کار رفته در آنها این قالب ها برای جدا شدن از بتن نیازی به چرب کردن ندارند. و همچنین این قالب ها بعد از انجام عملیات بتن ریزی سقف، قابلیت جداسازی از بتن را داشته و می توان از آنها مجددا در پروژه های دیگر ساخت و ساز استفاده نمود. از دیگر ویژگی آنها، تجدیدپذیری می باشد که بعد از به پایان رسیدن عمر مفید می توان این قالب ها را بازیافت نمود.

مطلب پیشنهادی  از قوانین شهرسازی سقف وافل چه می‌دانید؟

معایب سقف وافل

  1. به دلیل استفاده از قالب های خاص و اتصالات آنها هزینه قالب بندی و آماده سازی بالایی دارد.

  2. به علت الزامات طراحی و اجرایی ارتفاع طبقات می بایست بیشتر در نظر گرفته شود.
  3. عدم استفاده از متریال نامناسب جهت اتصال قالب ها به یکدیگر و شبکه افقی، می تواند هزینه زیادی به مجریان پروژه تحمیل نماید.
  4. نیاز به تیم اجرایی زبده و تیم های نظارتی با تجربه دارد که هزینه تمام شده را افزایش میدهد.
  5. برای سطوح شیب دار مناسب نمی باشد.
  6.  وزن سبک آن باعث می شود برای مناطق بادخیز مناسب نمی باشند.

 قالب وافل قفل دار و مزایای آن

این مدل نمونه ای از پیشرفته ترین انواع این محصول می باشد و می توان آن را بهترین محصول برای اجرای سقف های اکسپوز در نظر گرفت. در این نمونه بين قالب ها به شکل آچار مي باشد که پس از بتن ريزي سقف می توان از آن به عنوان وسيله اي برای بيرون کشيدن قالب ها از زير سقف استفاده کرد. از مزایای این المان می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • سهولت در اجرا و یک راستا شدن اتوماتیک قالب های وافل از مزایای آن می باشد.

  • باعث همبستگي قالب ها به يکديگر شده و افزایش ايمني جاني کارگران در حين اجراي سقف وافل را به همراه دارد.

  • سوراخ هاي تعبيه شده در ديوار و لبه  قالب، باعث سهولت در بيرون کشيدن قالب از زير سقف بدون آسيب ديدن قالب مي گردد.

  • از بلند شدن و سقوط قالب در شرایط جوی نامناسب جلوگيري مي کند.
  • فرم گنبدي شکل با انحناي کم در سطح فوقاني قالب ها، باعث استحکام و جلوگيري از خيز قالب در حين بتن ريزي و يا عبور افراد مي گردد.
  • در لبه رويه قالب، بيرون زدگي به عرض يک سانتي متر و ضخامت ۳ ميلي متر قرار داده شده است که باعث ايجاد نماي اکسپوز زيبايي از زير سقف مي شود.
  • این قالب ها به وسیله قفل به یکدیگر متصل می شوند و مانع از ريزش بتن از بين قالب ها شده و موجب ايجاد سقف با نماي اکسپوز و زيبا مي گردد.
  • ضخامت لبه ي دور قالب ۵ سانتي متر می باشد که در ساير قالب هاي وافل۲-۳ سانتي مي باشد. افزايش ضخامت لبه ي قالب امکان ترکيب شدن با قالب فلزي را فراهم می کند. امکان استفاده از آن با ورق فلزي، تخته چوب روسي، تخته پلي وود و هر نوع ابزار دیگر وجود داشته و هزينه اضافي در پی ندارد. همچنين اين افزايش ضخامت، مقاومت در برابر بيرون کشيدن قالب با ديلم را چند برابر مي کند .

  • منبع : ساختمانچی

نظر دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *