سقف وافل و آنچه درباره آن باید بدانید

سقف وافل یکی از انواع سقف های بتنی است که علاوه بر ظاهری شکیل، مزایای اقتصادی و فنی بسیاری را نیز داراست. برای اجرای این نوع سقف از قالب وافل استفاده می شود که وزن مرده سازه را به مراتب کاهش می دهد و نمای زیبایی در سطح زیرین سقف ایجاد می کند. در سایت زاگرس بنا ضمن آشنایی با پیشینه تاریخی آن با روش اجرا، نحوه طراحی سقف وافل و مزایا و معایب آن آشنا می شوید. در انتها نیز سازه های بزرگی که از این روش استفاده کرده اند، مرور می گردند.

تاریخچه سقف وافل

جالب است بدانید ایده باربری دو طرفه سقف ها به دوره هخامنشیان یعنی حدود 2500 سال پیش برمی گردد. طبق آثار بجا مانده و مطابق تحلیل باستان شناسان، سقف تخت جمشید از الوارهای چوبی متعامد تشکیل شده بوده است. همچنین ایده بکار گیری عملکرد سقف وافل را در بنای آکروپولیس یونان، هم دوره با هخامنشیان می توان دید.

اما سقف وافل به معنی امروزی به اوایل قرن 19 بر می گردد. زمانی که صنعت در حال رشد بود، ساخت و سازها گسترش پیدا کرده بود و مسائل معماری بیش از پیش مهم شده بود. در این دوران نیاز به دهانه های وسیع تر برای اجرای طرح های معماری نامنظم چالش شده بود که استفاده از این نوع سقف برای تامین دهانه های گسترده بدون نیاز به ستون مورد توجه قرار گرفت. اما اینکه چه کشوری و چه ساختمانی برای اولین بار از سقف وافل استفاده کرده مشخص نیست.

روش اجرای سقف وافل

عملیات زیر سازی با نصب جک ها آغاز می شود و با کار گذاشتن قالب های بافل ادامه می یابد. نصب جک ها مانند سقف تیرچه بلوک انجام می شود و نیازی به قالب فلزی نیست چراکه قالب های وافل مستقیما روی قوطی های فلزی قرار می گیرد و تمام فضای مورد نیاز برای نگه داری بتن تازه را تامین می کنند.

پس از جایگذاری قالب های وافل در فواصل مشخص، عملیات میلگرد گذاری آغاز می شود. در حین میگرد گذاری عبور و مرور عوامل اجرایی به سهولت ممکن است چراکه قالب های وافل از استحکام بالایی برخوردارند.

پس از کنترل های نهایی، عملیات بتن ریزی آغاز شده و بتن تازه در فضای خالی مابین قالب ها جایی می گیرد. پس از گذشت زمان و تکمیل فرآیند عمل آوری، بتن سخت شده و شبکه مستحکمی را به وجود می آورد.

نحوه طراحی سقف وافل

امروزه طراحی سقف وافل مانند مابقی مسائل طراحی به کمک نرم افزارها و بر اساس آیین نامه ها انجام می شود. معمولا برای طراحی این نوع سقف از نرم افزار سیف استفاده می شود و برای این موضوع آیین نامه و راهنمای های متفاوتی وجود دارد.

اما پارامترهای طراحی سقف وافل چیست؟ پارامترهای مورد نظر در طراحی این نوع سقف شامل ضخامت دال، فاصله دو محور تیرچه، عرض و عمق تیرچه می شود. البته همان طور که می دانید در سقف وافل تیرچه به شکل پیش ساخته وجود ندارد و عرض آن با فاصله بین دو لبه قالب وافل مشخص می شود.

برای اینکه با حدود طراحی سقف وافل آشنا شوید و از مقادیر پارامتر آن تخمینی داشته باشید از نکات می توانید استفاده کنید:

• نسبت ضخامت دال به دهانه 1 به 24 است و حدود تقریبی آن بین 75 تا 130 میلی متر می باشد.
• عرض تیرچه یا فاصله دو لبه قالب حداقل 130 و حداکثر 150 میلی متر است.
• فاصله محور تا محور تیرچه معمولا 915 میلی متر می باشد.
• نسبت عمق تیرچه به دهانه 1 به 25 است.

از نکات فوق برای بررسی و تخمین اولیه و همچنین برای کنترل نهایی استفاده می شود.

مزایای سقف وافل

مهمترین مزیت سقف وافل حذف ستون های متعدد است. ستون های اضافه علاوه بر تاثیر منفی در معماری سازه، وزن و هزینه تمام شده آن را نیز افزایش می دهد. سقف وافل با پوشش دهانه های طولانی تر، این امکان را ایجاد می کند که تعداد ستون های موردنیاز سازه کمتر شود. علاوه بر این، ساختار مشبک سقف وافل ظرفیت باربری آن را نسبت به دال های معمولی افزایش می دهد.

افزایش ظرفیت باربری به همراه حذف ستون و کاهش وزن مرده برابر است با صرفه جویی اقتصادی و کاهش هزینه تمام شده پروژه.

از بعد معماری نیز سقف وافل به کمک انواع قالب ها، فضای مناسبی را برای پیاده سازی طرح های معماری فراهم می کند. از فضای مشبک ایجاد شده برای نورپردازی و یا اجرای نماهای جذاب استفاده می گردد.

از مزایای اجرایی سقف وافل می توان به حذف تیرچه های پیش ساخته اشاره کرد که علاوه بر هزینه حمل و نقل و انبار کردن، فرآیند اجرا را نیز دردسر ساز می کند.

از لحاظ فنی نیز، در اجرای این نوع سقف به دلیل جنس پلاستیکی قالب ها، جذب آب بتن بسیار کاهش یافته و ویبراسیون بتن به راحتی انجام می شود. در نتیجه کیفیت بتن در حد مطلوبی خواهد بود.

سازه های مهمی که از این نوع سقف استفاده کرده اند

همان طور که گفته شده به دلیل مزایای فنی، اقتصادی و زیبایی شناسی، از سقف وافل در صد سال اخیر در بسیاری از سازه های مهم استفاده شده است.

تئاتر ملی بریتانیا یکی با شکوه ترین مکان های هنری است که از این روش برای اجرای بخشی از سقف آن استفاده شده است. این بنا در سال 1976 در شهر لندن ساخته شده و بیش از 2000 نفر ظرفیت دارد.

متروی واشنگتون نیز از آثار بی نظیر مهندسی است که در بخشی از آن سرتاسر سقف تونل به شکل سقف وافل اجرا شده است که علاوه بر صلبیت و یکپارچگی، منظره باشکوهی را ایجاد نموده است.

از دیگر نمونه های بکارگیری سقف وافل در دنیا به موارد زیر می توان اشاره کرد:

• ساختمان لجستیک و ارتباطات مادرید، اسپانیا
• خانه برانگارو، سیدنی، استرالیا
• سالن گالبریس،کالیفرنیا، آمریکا