تاریخچه سقف وافل

بررسی این موضوع که سقف ها باربری 2 طرفه داشته باشند، 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 بوده است. همچنین ایده بکار گیری عملکرد سقف وافل را در بنای آکروپولیس یونان، هم دوره با هخامنشیان می توان دید. بخش اعظم بنای آکروپولیس در سال های 429 تا 461 پیش از میلاد ساخته شده است. نمونه بارز دیگری از سقف وافل را در نقاشی معروف شام اخر اثر لئوناردو داوینچی می توان مشاهده نمود.
سقف وافل در قرن 19 میلادی با گسترش علم سازه ظاهر امروزی پیدا کرد و رشد صنعت منجر به تغییر بنیادین شرایط 
اجرای سازه ای و معماری سقف وافل نسبت به بناهای قدیمی شد. این تغییرات باعث شد سقف وافل به حوزه مهندسین معماری راه پیدا کند و باعث گسترش ساخت و ساز، سازه هایی با دهانه وسیع برای اجرای طرح های نا منظم شود که اجرای آن تا قبل از سقف وافل مشکل بود، در همین بازه زمانی سیستم سقف وافل کلاسیک در آمریکا و کشور های اروپایی برای تامین دهانه های گسترده بدون نیاز به ستون مورد توجه قرار گرفت؛ و در ساخت سازه های مختلفی نظیر فرودگاه ها، پارکینگ ها، برج های مسکونی، هتل ها، مراکز تجاری، موزه ها، دانشگاه ها و ... بیشتر مورد استفاده قرار بگیرد.
تاریخچه  تاریخچه  تاریخچه
در ایران نیز از سال 1354 سقف وافل مورد توجه قرار گرفت و بدلیل استفاده از قالب های فلزی و فایبرگلاس و سختی هایی که این نوع قالب ها داشتند گسترش چندانی نداشت، لیکن امروزه در ساخت قالب ها از پلاستیک پایدار و فشرده استفاده می شود که امر مشکلات فنی و اجرایی سقف وافل قدیمی را برطرف نموده است.
تاریخچه
از اولین بناهای قدیمی وافل در ایران میتوان به ایستگاه راه آهن اصفهان (سال ساخت 1354)اشاره کرد


هدف ساخت قالب وافل

صنعتی سازی اجرای سازه ها، نقش مهمی برای پیشرفت تکنولوژی صنعت ساختمان در روند پیشرفت علم عمران دارد. ایده هایی در جهت کاهش هزینه سازه، استفاده از طبیعت برای ساخت و ساز و عدم ایجاد آلودگی های زیست محیطی سبب شد تا قالب های کامپوزیتی وافل در پروژه های عمرانی به عنوان یک گزینه معقول مطرح شوند. قالب های وافل تولیدی شرکت های عمرانی در داخل و خارج کشور از جنس پلاستیک کامپوزیت می باشند، دلیل استفاده از این مواد در ساخت قالب، استفاده چندین باره از قالب، ایجاد یک سطح زیرین مناسب و صیقلی و بازیافت مجدد قالب های وافل پس از شکست آن ها است.

قالب وافل
نمای کلی از قالب وافل کامپوزیتی (تولید شرکت آبا)

پس از استفاده مکرر از قالب های وافل در صورت شکست قالب ها، شرکت آبا به صورت انحصاری تعویض قالب را در مدت گارانتی محصولات به صورت رایگان و پس از اتمام دوره گارانتی با تعویض دو قالب شکسته به یک قالب سالم بر عهده می گیرد.

 کاربرد سقف وافل

سقف وافل در تمامی پروژه های عمرانی با کاربری های مختلف قابل استفاده است. ایستایی بالا و کاهش هزینه های ساخت سبب شده است؛ استفاده از این نوع سقف پیشرفت چشمگیری در صنعت ساخت و ساز کشور داشته باشد. یک دیدگاه بسیار غلط در توجیه سقف وافل مبنی بر استفاده، تنها در دهانه های بلند در میان مهندسان رایج شده است، تنها یکی از حالات استفاده از سقف وافل این گزینه می باشد و در تمامی پروژه ها اعم از اسکلت فلزی و بتنی و کاربری های متفاوت، این نوع سقف قابل استفاده است. استفاده از سرعت بالای سیستم وافل در پروژه های عمرانی می تواند گام مهمی در برنامه زمان بندی پروژه باشد که اکثر دست اندرکاران صنعت ساخت و ساز به این موضوع واقف هستند.

کاربرد  سقف وافل
کاربرد سقف وافل در پروژه های مختلف
کاربرد  سقف وافل
پروژه واقع در بهبهان،با کاربری مسکونی

کاربرد در پروژه مسکونی

در پروژه ارائه شده در تصویر بالا، ابتدا سازه با سقف تیرچه و بلوک سنتی طراحی شده و افزایش مصرف فولاد و بتن در این پروژه بدلیل وجود دهانه بلند و همچنین عملکرد ضعیف سقف تیرچه و بلوک مشاهده شده است، که پس از بررسی های واحد فنی شرکت آبا و بررسی سازه و طراحی مجدد آن با سقف وافل، دهانه 11 متری ایجاد شده و در نهایت هزینه های سازه به علت کاهش مصرف فولاد و بتن 20 درصد کاهش یافته است.

کاربرد  سقف وافل کاربرد  سقف وافل

کاربرد در پروژه تجاری

در پروژه ارائه شده در تصویر زیر با متراژ 6000 متر مربع در 3 سقف، ابتدا با دال بتن آرمه طراحی شده، پس از بررسی واحد فنی شرکت آبا و تغییر سیستم باربر ثقلی به وافل دو طرفه، کنترل خیز دراز مدت کاهش یافته، همچنین ارتفاع تیرهای میانی در طرح اول برابر 85 سانتی متر در نظر گرفته شده که پس از طراحی مجدد ارتفاع تیرها به 55 سانتی متر کاهش یافته است.

کاربرد  سقف وافل
پروژه واقع در دهلران، با کاربری پایانه مسافربری
کاربرد  سقف وافل کاربرد  سقف وافل
پروژه واقع در تهران، با کاربری تجاری
پروژه ای که در تصویر 7 مشاهده می کنید ابتدا با سقف عرشه فولادی طراحی شده، در سقف های زیر تراز پایه از سیستم وافل دو طرفه استفاده شده است، و با حذف تیرهای داخلی بالغ بر 25 درصد هزینه های سازه کاهش یافته است.

 مزایای سیستم وافل

اصولا هر گونه سیستم سازه ای اگر به درستی طراحی و اجرا گردد مزایای مناسبی را خواهد داشت، تفکر مهندسی ایجاب می کند برای پیدا کردن یک راهکار مناسب در جهت بهبود عملکرد فنی و اقتصادی پروژه راهکارهای مختلفی را بررسی نمود. نداشتن علم مناسب در طراحی، ضعف اجرا و عدم توجه به مسائل فنی در هنگام اجرای پروژه می تواند خسارات جبران ناپذیری را وارد نماید. جملات کلیشه ای که اغلب بعضی از مهندسان تحت عنوان سبک سازی ساختمان ها عنوان می کنند مبنی بر کم کردن آرماتور به میزان n کیلوگرم، ایجاد دهانه تا 20 متر بدون تیر آویزدار، کاهش هزینه ساخت تا میزان 50% و ... بیشتر نشان از عدم آشنایی و تسلط بر سیستم های مختلف می باشد. 
سیستم وافل یک و دوطرفه نیز اگر به صورت مناسب طراحی و اجرا گردند، پتانسیل فنی و اقتصادی بالایی را خواهند داشت، هرچند طرح غیر معقول اینگونه سیستم ها بدون توجه به 
ضوابط آیین نامه و استاندارد موجب خرابی های گسترده ای خواهد شد.

وافل دو طرفه وافل یک طرفه
قالب وافل دو طرفه و قالب وافل یک طرفه

ایجاد رفتار یکپارچه سقف وافل برای انتقال بار

در سقف وافل با توجه به اینکه کل مراحل بتن ریزی به صورت یکنواخت انجام می گیرد، سیستم در مقایسه با سقف های سنتی تیرچه بلوک پیش ساخته ،پیکربندی یکپارچه ای را خواهد داشت.

کاهش وزن مرده سقف و میزان بتن ریزی

همانطور که از روابط کلاسیک بتن آرمه می دانیم، مقاومت کششی بتن بسیار ناچیز است، در سیستم وافل سعی شده است که به صورت منطقی و هوشمندانه بتن نواحی کششی حذف گردد و در نتیجه میزان بتن مصرفی و وزن مرده سقف کاهش می یابد.

عدم کاهش سختی زیاد نسبت به دال توپر

همانطور که اشاره شد وزن سقف وافل نسبت به دال توپر کاهش چشمگیری دارد، جالب است بدانید که سختی سقف وافل در مقایسه با دال بتن آرمه، کاهش محسوسی ندارد و به همین علت است که می توان در دهانه های بلند از این سیستم استفاده نمود.

قابلیت استفاده مکرر از قالب های وافل

توجه به چرخه زیست محیطی، هموراه یکی از دغدغه های اصلی جوامع می باشد. در سیستم وافل، قالب ها به نحوی طراحی شده اند که قابلیت استفاده مکرر را دارند. این امر سبب شده است که علاوه بر کاهش هزینه های ساخت توجه مناسبی به محیط زیست و چرخه طبیعت شود.

تسریع در پیشرفت پروژه

استفاده از سیستم وافل با توجه به نوع اجرای آن که بدون نیاز به ابزار خاص و نیروی کار ماهر می باشد، سبب می شود سرعت اجرای پروژه به طور قابل توجهی افزایش یابد، در یک تحقیق میدانی صورت گرفته توسط تیم فنی مجموعه آبا دو پروژه مشابه با تعداد طبقات 8 سقف یکی با سیستم دال بتن آرمه و دیگری با سیستم وافل مورد بررسی قرار گرفت، در نتیجه مشخص شد که برای اجرای اسکلت با سیستم دال به 37 روز زمان بیشتر نیاز است.

کاهش ابزار اجرای سقف

قالب های وافل اگر به صورت مدولار اجرا شوند تنها نیاز به یک سری تکیه گاه اولیه برای قالب هستند و نیازی به کفراژ کل سطح نمی باشد. این موضوع از آن جهت حائز اهمیت است که می توان با کاهش ابزار چندین پروژه را به صورت همزمان انجام داد.

زیر سازی سقف وافل
روش اجرای مدولار سقف وافل (عدم نیاز به کفراژ سطح)

کاهش هزینه های ساخت اسکلت

به طور کلی نمی توان یک عدد واحد را برای کاهش هزینه ها در پروژه های ساختمانی که از سقف وافل استفاده می کنند عنوان کرد، ساختگاه پروژه، کاربری، تعداد طبقات و عوامل متعدد دیگری در هزینه نهایی اسکلت پروژه تاثیر گذار هستند، اما در بسیاری از پروژه های طراحی و اجرا شده توسط شرکت آبا هزینه های نهایی ساخت در قیاس با طرح های قبلی (تیرچه بلوک، تیر دال، دال مجوف، دال پیش تنیده، عرشه فولادی و...) هزینه ها به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. این کاهش هزینه ها به دلایل ارائه شده در زیر منطقی می باشد.

  1. کاهش وزن مرده سقف
  2. افزایش سرعت اجرا
  3. استفاده مکرر از قالب وافل
  4. کاهش آرماتور و بتن مصرفی در پروژه
 

قیمت سقف وافل

سیستم وافل به عنوان یکی از سیستم های جدید ساختمانی در ایران می باشد که با توجه به مزایای اقتصادی و فنی آن مورد استفاده کارفرمایان و پیمانکاران قرار گرفته است. به طور کلی دسته بندی عوامل موثر بر قیمت سقف وافل را می‌توان دردو معیار کلی تقسیم بندی کرد که هر کدام از آنها دارای شاخص هایی می باشد که می تواند در انتخاب نوع سقف موثر باشد.

  • فنی  

  • اقتصادی

1) فنی

  • پلان معماری

سقف وافل به گونه ای طراحی شده است که با حذف ستون های اضافی و مزاحم می توان پلان نامنظمی ارائه کرد. سقف وافل نیاز معمار به دهانه بلند و وسیع در پروژه را براورده می‌کند و باعث افزیش پارکینک در نتیجه تعداد سقف بیشتر خواهد شد و این ویژگی به خصوص در طراحی مکان های تجاری، اداری، فروشگاه ها و…،می‌تواند کاربرد داشته باشد.از طرفی ظاهر سقف وافل نیز بدلیل ایجاد حفره های بتنی نمایان و زیبا مورد توجه معماران قرار گرفته است، که این شبکه های حفره ای ایجاد شده در سقف وافل امکان عبور تاسیسات را فراهم می‌کند که این امر باعث کاهش ضخامت کفسازی و افزایش ارتفاع مفید طبقه خواهد بود.

 پلان سقف وافل

2) اقتصادی

  • میلگرد و بتن مصرفی

در نتیجه کاهش ضخامت سقف و حذف بتن غیر سازه ای در قسمتی که سقف عملا در کشش است و حذف آرماتور های اودکا و منفی در سقف وافل و عدم نیاز به اجرای مش پایین باعث بهبود روند طراحی و مصرف بهینه آرماتور ها می‌شود ؛همچنین اجرای سقفی مسطح به همراه تیرها و تیرچه های درجا در سقف وافل از فولاد و بتن به مراتب کمتر از سیستم های مشابه (دال تخت، تیر دال، تیرچه بلوک و دال پس تنیده) استفاده خواهد شد. بدلیل استفاده کمتر بتن در هر متر مربع از سقف وافل و کاهش میلگرد مصرف شده در پروژه و عدم استفاده از سقف کاذب و نازک کاری بار مرده سقف کاهش میابد;دلایل ذکر شده ازمهمترین موضوعات درکاهش بارمالی پروژه ها می‌باشد که علاوه برکاهش خرید مصالح مصرفی سوخت و مواد اولیه نیز در پروژه کاهش پیدا می‌کند.

  •  تجدید پذیری قالب (خرید و کرایه قالب)

اجرای سقف وافل باعث حذف بلوک های ماندگار در سقف می‌شود که این کار مقرون به صرفه تر خواهد بود، به این صورت که تیرچه آماده نخواهیم داشت و هزینه ای بابت ساخت تیرچه نخواهد شد، و تمام هزینه ناشی از ساخت تیرچه به پروژه اصلی بر می گردد از سوی دیگر با استفاده از قالب های وافل آبا به علت غیر ماندگار بودن و استفاده مجدد در سقف های متوالی (بیش از ۵۰ سقف ) نیاز به هر بار خرید قالب نیست و بعد از به پایان رسیدن عمر مفید این قالب ها می توان آنها را بازیافت کرد که این امرموجب کاهش هزینه های اجرایی می‌شود.

  •  دستمزد ، سرعت و سهولت اجرا

سقف وافل برای زیرسازی نیاز به ابزار خاصی در مقایسه با سیستم های دال و دال مجوف ندارد و به علت استفاده از تنها چوب های ۵*۱۰ باعث کاهش بیش از ۷۰ درصد حجم چوب مصرفی در زیرسازی می‌شود. بتن ریزی سقف وافل در یک لایه صورت می‌پذیرد در حالی که دال های تخت توخالی به منظور عبور بتن در زیر قالب الزاما می‌بایست در دو مرحله بتن ریزی صورت گیرد که این مورد مستلزم پرداخت هزینه های جانبی می‌شود. بطور کلی سقف وافل نسبت به سیستم های مشابه سریع تر انجام می‌شود و این تسریع زمان در هزینه های تجهیز کارگاه و هزینه های مربوطه پروژه تاثیر گذار است

  •  نیروی تخصصی

از دیگر مسایل تاثیر گذار در قیمت و روش اجرای ساده اینست که با استفاده از هر نیرویی و با آموزش اولیه و وسایل قابل دسترس سقف قابل اجرا می‌باشد.