سقف وافل نوعی سازه ی ساختمانی مدرن است که معمولا از آن برای ساخت سقف هایی با دهانه های بلند بهره گرفته می شود.
این مدل سقف را به شکل معمول با استفاده از بتن مسلح می سازند و اغلب برای فضاهایی استفاده
می شود که دهانه های آن ۸ تا ۱۸ متر قطر دارد.
این سقف ها از ظاهری شبکه مانند برخوردار هستند در زبان عامه به آن ها سقف مشبک نیز می گویند.
نام این نوع سقف را به علت شباهت ظاهری به نان وافل انتخاب کرده اند.
با توجه به اینکه سقف وافل را برای ساخت سازه های دهانه بلند به کار می برند، این نوع سقف را معمولا
برای اماکنی مانند ایستگاه های قطار و مترو، فرودگاه، نمایشگاه ها، سالن و در برخی موارد منازل مسکونی
نیز استفاده می کنند.
از ویژگی های بارز این نوع سقف این است که در فضای های مختلف حجم مصالح نسبت به سایر سقف ها
کم تر بوده و همچنین سقف از وزن زیادی برخوردار نیست و در نتیجه فشار زیادی را متحمل نمی شود.
دکتر ابراهیم در سال ۱۹۹۹ تلاش کرد سقف های T شکل را با کمک مدل های ریاضی بهینه سازی کند. او روشی را پیشنهاد داد که بر اساس طراحی دال یک طرفه با تکیه گاه ساده و بر اساس اصول طراحی الاستیک و روش مقاومت نهایی بنا نهاده شده بود.
پس از آن در سال های ۲۰۰۰-۲۰۰۵ دانشمندان مختلفی تلاش کردند تا دال های بتنی را با کمک الگوریتم ژنتیک بهینه سازی کنند.
پس از همه این تلاش ها در سال ۲۰۰۵ فردی به نام پاراساد مدلی بهینه از دال بتنی را تهیه نمود که به شکل وافل بود. پاراساد سعی کرد برای ضخامت دال، فاصله بین تیرچه ها و عرض آنها ابعادی ارائه دهد که از حهت بهینه و مناسب باشند. یکی دیگر از ایده های او، اتصال یکپارچه دال به تیرهای کناری بود.
در کل روش های اجرای سقف وافل به سه روش انجام می شود که به اجرای پیش ساخته، درجا و آماده
مشهور هستند.
در ادامه قصد داریم به بررسی این روش ها بپردازیم.
در این شیوه بعد از آنکه ساخت ستون ها به پایان رسید نوبت به انجام عملیات داربست بندی افقی و عمودی
می رسد سپس قالب های وافل را بر روی داربست ها قرار می دهند.
این قالب ها اغلب به صورت مکعب، مربع و مستطیل طراحی می کنند.
فضایی در بین این قالب ها وجود دارد که کمک آرماتور بندی آن را پر می کنند.
بعد از انجام آرماتور بندی نوبت به عملیات بتن ریزی می رسد.
مرحله ی پایانی برای این نوع سقف قالب برداری است.
این شیوه را به عنوان کم هزینه ترین روش سقف وافل است و در ایران معمولا این نوع بیشتر از بقیه ی انواع
استفاده می شود.
این شیوه را به عنوان ساده ترین روش اجرای واقل معرفی می کنند.
در این روش نخست وافل ها را در کارگاه یا کارخانه ها به شکل تکی و مجزا می سازند و پس از آن در
محل مورد نظر آن ها را به هم متصل می کنند.
مرحله ی بتن ریزی نیز پس از اتصال وافل ها انجام می پذیرد.
در این روش از ساخت سقف وافل، سقف را به شکل آماده در کارخانه می سازند و سپس آن را
در ابعاد و اندازه های مختلف به محل کار برده و سپس به همدیگر متصل می کنند.
با توجه به اینکه این شیوه را به عنوان یکی از پرهزینه ترین روش های اجرای وافل می شناسند اما
فرایند نصب آن بسیار سریع و راحت اتفاق می افتد، در سال های اخیر که با پیشرفت تکنولوژی
مواجه بوده ایم این روش بسیار آسان و بدون دردسر انجام می شود.
تا ۸ متر وافل یکطرفه و برای دهانه های بلندتر از وافل دوطرفه استفاده می شود و با افزایش طول دهانه میتوان ارتفاع قالب را افزایش داد تا در منجر به کاهش خیز سقف شود
برای کاربری های تجاری و درمانی استفاده از این سقف پیشنهاد میگردد.
وافل یکطرفه قالب های مستطیلی و وافل دوطرفه قالب های مربعی دارد وبرای وافل دو طرفه روی قالب ها دو ردیف میلگرد عمود برهم (بصورت شطرنجی) قرار میگرد که معمولا از نمره های ۱۰ تا ۱۴ استفاده میگرد.
استفاده از این سقف این امکان را فراهم میکند که ارتفاع تیر ها کاهش پیدا کند و موجب زیبایی بصری میشود.
ابعاد قالب از عرض ۶۰ سانتی متر تا ۸۵ سانتی در ارتفاع ۲۵ سانتی متر تا ۴۰ سانتی متر موجود است.
جنس قالب ها پلاستیک کامپوزیت است که امکان تجدید پذیری دارد
هر قالب وافل بر حسب کیفیت وروش اجرا ۳ الی ۴ مرتبه قابل استفاده می باشد
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.
۱- اندازه قالب ها طوری باید انتخاب شود که در هر دهانه، در هر دو جهت حداقل سه قالب قرار بگیرد.
۲- ابعاد دهانه باید طوری باشد که نسبت بعد بزرگتر به کوچکتر بیشتر از ۲ برابر نباشد.
۳- بار زنده را باید در طراحی به صورت یک نواخت در نظر گرفت. و میزان آن نیز بیش ار ۲ برابر بار مرده نباشد.
-4نسبت سختی تیرهای عمود برهم بین ۰٫۲ تا ۰٫۵ باشد زیرا این نوع دال را باید دو طرفه در نظر گرفت.
۵- 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.
-۶ نسبت دهانه مجاور در یک راستا نمی بایست بیش از ۱/۳ باشد.
این نوع سقف از نظر زیباشناسی بسیار زیبا است و می توانید از آن به تنهایی و بدون اضافه کردن
هیچ نوع تزئینی آن را به کار برد.
با استفاده از المان های نوری و طراحی نورپردازی در این مدل از سقف ها می توانید فضای زیبا و
تاثیرگذاری را ایجاد کنند.
در صورتی که قصد دارید از سقف وافل استفاده کنید توصیه می شود که از سقف کاذب استفاده نشود.
یکی از قالب های متداول سقف های وافل نوع مربعی آن است که در بیشتر اماکن مشاهده می شود.
نمونه ی مثلثی آن کمتر از همه ی نمونه ها مورد استفاده قرار می گیرد.
نکته ی قابل ذکر در مورد این نوع سقف ها این است که ایجاد تغییرات در آن بسیار مشکل است
و تنها در زمان قالب گذاری این امکان وجود دارد که از لحاظ شکل و فرم آن را تغییر دهید.
با توجه به این مسئله امکان طراحی بر روی این سازه ها تنها به ایجاد نور پردازی و رنگ محدود می شود.
سقف وافل از لحاظ زیبایی بسیار جذاب است و همچنین از مقاومت بالایی برخوردار است.
معمولا از این نوع سازه های مدرن برای مکان هایی با سقف های بلند استفاده می کنند که با توجه به
اجرای سریع و آسان آن از محبوبیت زیادی برخوردار است.
با توجه به مزایایی زیادی که این نوع سقف دارد باید بدانید که ساخت آن در مناطق بادخیز با محدودیت هایی
همراه است این سقف در برابر ارتعاشات از مقاومت بالایی برخوردار است و برای اماکن عمومی که از ازدحام
بالایی برخوردار هستند مطلوب می باشد.
وافل در حقیقت به نوعی سیستم سازه ای اطلاق می شود که سطح بالای آن به صورت ساده و سطح
پایین آن به صورت شبکه ای طراحی می شود.
این نوع سقف را به علت استحکام بالا و سبکی بی نظیری که دارد برای ساختمان هایی با دهانه یا
قطر زیاد در سقف استفاده می کنند.
همان طور که می دانید در ساختار بتن های مسلح تحمل نیروی کششی به وسیله ی آرماتورها انجام می گیرد.
برای اینکه وزن سقف را سبک کنند بتن های زیر تار خنثی را حذف می کنند و میلگردهای کششی را
نگه می دارند به همین علت است که قالب های بتن ریزی را به شکل مکعبی انتخاب می کنند تا
بدین وسیله پس از گیرایی بتن به وسیله ی شکل وافل در پایین تار خنثی را تامین کنند.
در این نوع سازه باید همه ی آرماتورها را به شکل مستقیم به تیرها و ستون ها متصل کنند.
به همین علت است که ارتفاع آرماتورگذاری به میزان عمق سر ستون ها و تیر ها بستگی دارد.
استفاده از میلگرد گذاری به شکل دو طرفه باعث استحکام بالا و کاهش وزن سقف می شود به همین علت
استحکام و مقاومت لازم را برای سقف هایی با دهانه های بزرگ ایجاد می کند.
با توجه به سرعت اجرایی آن این نوع سقف از صرفه ی اقتصادی نیز برخوردار است و در حدود ۲۰ درصد در
مصرف میلگرد و ۳۰ درصد در مصرف بتن صرفه جویی را به دنبال دارند.