مد و پوشاک | کیف و کوله پشتی و کفش

از آن‌جایی که قسمت‌هایی از دال بتنی تحت کشش است و بتن غیر مفید محسوب می‌شود طراحان سازه با حذف این قسمت‌ها وزن دال را کاهش می‌دهند به گونه‌ای که این کاهش وزن در محاسبه ظرفیت خمشی تاثیر محسوسی نداشته باشد.

تجربه نشان داده با استفاده از این تکنیک، وزن دال نسبت به دال توپر هم ضخامت 20تا 40 درصد کاهش می‌یابد. پس استفاده از دال بتنی مشبک که متشکل از دو تیرچه متعامد به همراه یک دال بتنی کم ضخامت در بالای آن است، می‌تواند طراحان سازه را به مقصود برساند. این سقف‌های دال بتنی رفتار بسیار مناسبی از لحاظ نحوه توزیع بار توام با سختی قابل ملاحظه از خود نشان می‌دهند. برای اجرای این سیستم سازه‌ای روش‌های متفاوتی وجود دارد.

در یک روش، از قالب‌های پرکننده‌های موقت که عموما از جنس فایبرگلاس هست برای ایجاد فرم سازه‌ای بهره گرفته می‌شود. به این شیوه اجرایی در زبان عامیانه مهندسی “سقف وافل” اطلاق می‌شود. این قالب‌های غیر ماندگار یک فضای شبکه‌ای را در زیر سقف ایجاد می‌کند که معمولا باعث ایجاد یک سری مشکلات اجرایی به طور مثال ضرورت استفاده از سقف کاذب به منظور صاف کردن سطح زیر سقف و عدم عایق بودن صوت و حرارت می‌شود.

بسته به نوع قالب و توزیع بار سقف، سقف وافل به دو دسته سقف وافل یک‌طرفه و سقف وافل دوطرفه تقسیم‌بندی می‌شود. که این نوع سقف را می‌توان هم در سازه‌های بتنی و هم در سازه‌های فولادی به کار برد. سقف وافل یک‌طرفه (شکل الف) معمولا برای دهانه‌های کوتاه­تر از 8 متر و سقف­‌های وافل دو­طرفه (شکل ب) در دهانه‌های 8-14 متر مورد استفاده قرار می­‌گیرد.

درواقع می‌­توان گفت سقف وافل یک­‌طرفه در دهانه­‌های کوتاه­تر و دهانه‌­هایی که نسبت طول به عرض آن بیشتر از 2 است مورد استفاده قرار می‌­گیرد. لازم به ذکر است در اجرای دال وافل یک طرفه امکان حذف آویز تیر میانی وجود ندارد.

در صورت استفاده از دال وافل بدون تیر برای تأمین ظرفیت برشی مناسب در دال، در اطراف ستون‌ها اجرای دال توپر و استفاده از سنجاق­‌های برش پانج مشکل برش پانچ را در سقف­‌های وافل حل­ می­کند.

مراحل اجرای سقف وافل

• اجرای شمع یا اسکفولد

معمولاً در سازه­ها اگر ارتفاع طبقات در حد 3، 3.5 متر باشد از شمع‌های معمولی و برای ارتفاع بیشتر از جک‌های بلند یا اسکفولد برای پوششی در زیر سقف استفاده می‌شود.

• شاسی‌کشی زیر سقف

به‌منظور نگه‌داشتن قالب‌های وافل از قوطی‌های فلزی استفاده می‌شود، این شاسی‌ها باید به‌گونه‌ای بر روی جک‌ها قرار داده شوند که هر لبه قالب وافل بر روی یک شاسی قرار بگیرد، در غیر این صورت نه تنها ایمنی لازم برای اجرای سقف وافل فراهم نمی‌شود بلکه ممکن است باعث ایجاد خیز نامناسب در سقف ها شود.

• قالب گذاری

در این مرحله قالب‌های وافل مطابق با نقشه‌های اجرایی بر روی قوطی‌ها چیده می‌شود. نکته حائز اهمیت در این مرحله این است که ازآنجایی‌که کف‌سازی برای اجرای وافل انجام نمی‌شود وافل‌ها باید به‌گونه‌ای چیده شوند که شیره بتن از بین قالب‌ها درز نکند. قالب‌هایی که متشکل از چند تکه هستند و در محل پروژه به هم متصل می‌شوند. (مانند قالب سقف گرین وافل) امکان درز شیره بتن حتی در محل درز قالب نیز وجود دارد. همچنین سرهم کردن قالب سقف گرین وافل نیز خود امری زمان‌بر است که از معایب سقف گرین وافل محسوب می‌شود.

• آرماتوربندی

در این مرحله همه آرماتورهای سقف اعم از آرماتور کششی فوقانی و تحتانی، آرماتورهای حرارتی و همچنین آرماتورهای برشگیر مطابق با نقشه‌های اجرایی با فواصل مناسب تنیده می‌شوند.

• بتن‌ریزی

همان‌طور که قبلاً ذکر شد نشت شیره بتن یکی از معضلات در اجرای این سقف‌ها است. پس لازم است قبل از اجرا همه قالب‌ها بازدید چشمی شوند، پس از آن بتن با مقاومت و عیار مناسب به محل پروژه آورده می‌شود، و مابقی مراحل بتن‌ریزی مطابق با سایر سقف‌ها به‌صورت یکپارچه انجام می‌شود.

• قالب‌برداری

پس از رسیدن بتن به مقاومت نهایی و سخت شدن آن، قالب‌های وافل باز می­شود. زمان برداشتن قالب‌­ها و پایه‌­های اطمینان درکل به دمای محیط اطراف سازه بستگی دارد. پس از پاک‌سازی در صورت سالم بودن می‌توان از قالب‌­ها در سقف‌های دیگر استفاده کرد.

در زیر گزیده‌ای از ضوابط تیرچه‌های دوطرفه (سقف وافل) که در مبحث نهم مقررات ملی ویرایش 99 آمده است، آورده شده است:

بند 9-10-8 سیستم‌های تیرچه دوطرفه

9-10-8-1 کلیات

9-10-8-1-1 سیستم تیرچه دوطرفه شامل ترکیب یکپارچه تیرچه‌های با فواصل منظم و یک دال فوقانی است که برای عملکرد دوطرفه طراحی می‌شود.

9-10-8-1-2 حداقل عرض تیرچه در کل ارتفاع مقطع، نباید کمتر از 100 میلی‌متر باشد.

9-10-8-1-3 ارتفاع کل تیرچه نباید از 5/3 برابر عرض حداقل آن بیشتر شود.

9-10-8-1-4 فاصله ی آزاد بین تیرچه‌ها نباید از 750 میلیمتر بیشتر باشد.

9-10-8-1-5 مقدار  را می توان 1/1 برابر مقدار محاسبه شده در بند 9-8-5 اختیار کرد.

9-10-8-1-6 برای انسجام سازه‌ای، حداقل یک میلگرد در پایین هر تیرچه باید پیوسته بوده و در بر تکیه‌گاه برای تامین تنش   مهار شود.

9-10-8-1-7 سطح مقطع میلگردهای عمود بر تیرچه‌ها باید با درنظرگرفتن تمرکز بارها، الزامات مقاومت خمشی دال را تأمین نماید و باید حداقل برابر سطح میلگردهای جمع‌شدگی و حرارت مطابق بند 9-19-4 باشد.

9-10-8-1-8 سازه ی تیرچه ی دوطرفه‌ای که محدودیت‌های بندهای 9-10-8-1 تا 9-10-8-1-4 را تأمین نمی‌کند، باید به‌عنوان دال یا تیر طراحی شود.

9-10-8-2 سیستم‌های تیرچه با پرکننده‌های سازه‌ای

9-10-8-2-1 اگر از پر کننده‌های بلوک بتنی یا بلوک سفالی دارای مقاومت فشاری حداقل برابر با در تیرچه‌ها استفاده شود، بندهای 9-10-8-2-2 و 9-10-8-2-3 باید اعمال شوند.

9-10-8-2-2 ضخامت دال روی پرکننده‌ها باید حداقل برابر بزرگ‌ترین مقدار بین یک دوازدهم فاصله آزاد بین تیرچه‌ها و 40 میلیمتر باشد.

9-10-8-2-3 برای محاسبه برش و مقاومت خمشی منفی، مجاز است که جداره‌های قائم پرکننده‌های در تماس با تیرچه‌ها به‌حساب آورده شوند. سایر بخش‌هایی پرکننده نباید در محاسبات مقاومت داخل شوند.

9-10-8-3 سیستم‌های تیرچه با پرکننده‌های غیرسازه‌ای

9-10-8-3-1 اگر پرکننده‌ها، در تطابق با بند 9-10-8-2-1 نباشند یا از قالب‌های قابل برداشت استفاده شود، ضخامت دال روی پرکننده‌ها باید حداقل برابر با بزرگ‌ترین یکی از دو مقدار یک دوازدهم فاصله آزاد بین تیرچه‌ها یا 50 میلیمتر باشد.

تاریخچه پیدایش سقف وافل

بشر از هزاران سال پیش با سقف وافل و تیرچه‌های متعامد آن آشنایی داشته است، یکی از سقف‌های وافل قدیمی که آثار آن تا به امروز باقی‌مانده سقف سازه آکروپولیس یونان است. همچنین شواهد به‌جامانده از سقف تخت‌جمشید حاکی از آن است که سقف این بنا از الوارهای چوبی متعامد تشکیل شده‌است.

در قرن 19 میلادی با گسترش علم و دانش مهندسی سازه در آمریکا و اروپا تغییراتی در تکنولوژی دال وافل انجام شد که مورد استقبال عموم افراد و به ویژه مهندسین معمار قرار گرفت چرا که با وجود تکنولوژی سقف وافل می‌توانستند دهانه‌های بلندتر و سازه‌های نامنظم را به‌راحتی جواب بگیرند. برای سقف سازه‌های دهانه بلند می‌توان آویز میانی تیرها را حذف کرد و به‌واسطه ستون‌های میانی حذف شده به فضای مفید معماری افزود. در این مقاله، تلاش شده تا ضمن ارائه مشخصات فنی از سقف وافل به بررسی مزایا و معایب سقف وافل پرداخته شود.

در ایران در دهه 50 شمسی سقف وافل مورداستفاده قرار گرفت که به دلیل استفاده از قالب‌های فلزی و سختی‌هایی که داشت مورد استقبال قرار نگرفت. در دهه اخیر با پیشرفت تکنولوژی و شناخت متریال جدید قالب‌هایی برای وافل ساخته شد که هم مقرون‌به‌صرفه باشد، هم سبک باشد و هم اجرای آسان‌تری داشته باشند.در ذیل مطالبی در خصوص مزایا و معایب سقف وافل آورده شده است:

 مزایای سقف وافل چیست؟

• امکان استفاده از سقف­‌های وافل در دهانه‌های بلند:

این روزها با رشد مقوله گسترش عمودی شهرها از یک سو و ضرورت تامین پارکینگ از سوی دیگر موضوع دست­یابی به سازه‌هایی با دهانه‌های بلند تر بیش از پیش اهمیت یافته است. همان‌طور که پیش از این اشاره شد، افزایش ضخامت دال در جهت بهبود ظرفیت خمشی و نیز به‌منظور کنترل خیز آن، وزن سازه را به‌شدت افزایش می‌دهد که تأثیرات نامطلوبی در عملکرد لرزه‌ای سازه خواهد داشت، حذف قسمت‌هایی از سقف که عملکرد کششی دارد باعث کاهش قابل‌توجه وزن سازه و درعین‌حال تأثیر کم آن بر ظرفیت خمشی سقف می‌شود.

در وافل سقف قسمت پایین سقف که در ناحیه  کششی قرار دارد با استفاده از قالب ماندگار و یا غیر ماندگار حذف می‌شود. تجربه نشان داده که سقف وافل تا دهانه 14 متر و بعضاً اگر از سقف مشبک اینتل دک استفاده شود تا دهانه 17 متر را جوابگوست.

تصویر فوق نمونه‌ای از یک سقف وافل را به نمایش می‌گذارد.

اینتل دک نیز مشابه سقف وافل کلاسیک نوعی سقف مشبک است، اما بر خلاف وافل به جای یک مقطع T شکل از یک مقطع I نامتقارن بهره می‌گیرد. این مقطع I نامتقارن باعث ارتقای سختی و مقاومت اینتل دک در مقایسه با وافل می‌شود. ضمن آن‌که به واسطه بهره‌گیری از پرکننده‌های ماندگار، هزینه‌های نازک‌کاری کاهش یافته و عملکرد صدابندی صوتی آن ارتقای قابل توجهی می‌یابد. با مطالعه درمورد ویژگی‌های سقف اینتل دک می‌توان با نحوه عملکرد دقیق این مصالح آشنا شد.

امکان استفاده مجدد در اجرای چندین سقف

یکی از مزیت‌های عنوان شده برای سیستم وافل کلاسیک، استفاده چندین باره از قالب‌ها در سقف‌های متعدد است. ظاهرا این موضوع می‌تواند کاهش هزینه‌ها را در بر داشته باشد. اما در این رابطه باید چند مورد مهم را در نظر داشت:

• قالب‌های وافل در درجات کیفی مختلف ساخته می‌شوند. طبعا قالب‌های ساخته شده از متریال مرغوب‌تر تعدد استفاده را فراهم می‌کند. در سوی مقابل قالب‌های با درجه کیفی پایین‌تر تنها در تعداد محدودی از دفعات قابلیت استفاده خواهد داشت. بنابراین، از منظر اقتصاد مهندسی می‌توان با تحلیل شرایط درنظر گرفته شده برای پروژه نسبت به انتخاب قالب‌های با درجه کیفی بهینه اقدام نمود. از تقسیم هزینه هر قالب وافل بر تعداد دفعات قابل استفاده می‌توان به هزینه واحد هر قالب دست یافته و در نهایت به انتخاب بهتر رسید.
• نکته قابل تاکید در این بخش آن است که در هر حال عمر قالب‌های وافل محدود بوده و در هر بار اجرا استهلاک وارده قابل تامل است. شکسته شده قالب‌ها حین قالب برداری، اعوجاج و تغییر شکل ایجاد شده و … از آسیب‌های وارده است. بعضی از تامین کنندگان قالب وافل با اغراق در مورد دفعات استفاده از قالب‌های وافل، کارفرمایان را گمراه می‌کنند. برای یک قالب با درجه کیفی خب شاید بتوان 10 سقف را عمر معقولی تلقی نمود.

• کاهش میلگرد مصرفی سازه و صرفه اقتصادی

امروزه با افزایش قیمت میلگرد و بتن سازه، سبک‌سازی سازه‌ها امری ضروری و تعیین‌کننده است. به‌گونه‌ای که یکی از مهم‌ترین فاکتورها در انتخاب نوع سازه و سقف همین صرفه اقتصادی است. همان‌طور که قبلاً اشاره شد سقف وافل ساختمانی بار مرده کمتری نسبت به دال‌های مجوف (دو پوش یا voided slab)  و تخت هم ضخامتش را دارا بوده و درعین‌حال از ظرفیت خمشی خوبی برخوردار است. ازآنجایی‌که نیروی زلزله در سازه تابعی از وزن سازه است، هرچقدر بتوان بار مرده سقف را کاهش داد، این اثر بر روی طراحی سایر المان‌های سازه‌ای نیز مشهود است.

استفاده از سقف‌های دوطرفه این امکان را به طراحان می‌دهد که ستون‌ها و آویزهای تیرهای میانی را تاحدامکان حذف کنند که این موضوع خود به‌تنهایی پارامتر مؤثری در کاهش متریال سازه‌ای است. علاوه بر این، نوع توزیع بار در سقف‌های دوطرفه نیز به سبک‌سازی المان‌های سازه‌ای کمک خواهد کرد. در مجموع استفاده از سقف وافل دوطرفه در سبک‌سازی سازه و کاهش مصرف میلگرد و بتن پارامتری تأثیرگذار و از مزایای سقف وافل است.

• امکان درنظرگرفتن بازشوهای تأسیساتی قبل از اجرا

در نقشه‌های اجرایی سقف وافل لازم است که حتماً نقشه قالب چینی نیز ارائه گردد. به همین منظور مکان و ابعاد دقیق بازشوها در نقشه‌های اجرایی در نظر گرفته می‌شود، درصورتی‌که بازشو کوچک و در اندازه یک قالب وافل باشد و جانمایی آن به‌گونه‌ای باشد که به تیرچه‌ها صدمه‌ای نرساند، با قراردادن یک محفظه بر روی قالب وافل سقف این امکان را برای مجریان فراهم می‌کند تا به‌راحتی بازشو موردنظر را اجرا کنند. در خصوص بازشوهای بزرگ‌تر نیز، مکان و ابعاد دقیق آن در نقشه‌ها مشخص شده و در صورت نیاز دورتادور بازشو کلاف بتنی در نظر گرفته می‌شود.

• استفاده از سقف‌های وافل به‌صورت اکسپوز (نمایان)

از آنجایی‌که نمای سقف وافل پس از قالب برداری از زیر به صورت مشبک باقی می ماند، برخی از معماران نازک کاری را حذف کرده و از این نما برای برخی از قسمت‌های سازه مانند پارکینگ‌ها و یا برخی از سازه‌های خاص مانند فروشگاه‌ها استفاده می کنند. حتی قالب وافل سقف طرح‌داری از وافل نیز وجود دارد که مطابق با سلیقه برخی از طراحان است و از مزایا سقف وافل محسوب می‌­شود.