طراحی سقف وافل

تولید و طراحی قالب وافل باید مطابق با استاندارد های روز جهان باشد، ایده سقف های وافل در راستای نصب سقف هایی سبک و در عین حال سریع در روند ساخت و ساز شکل گرفت، اهمیت کیفیت تولید و طراحی این قالب بسیار بالاست ، هدف کلی از طراحی سقف وافل ایجاد یک ساختار مشبک گونه است و بتن ریزی بر سطحی که توسط قالب هایی در کنار هم ایجاد شده اند. ساختار قالب ها اولین نکته ای است که در طراحی قالب وافل از اولویت بالایی برخوردار است.

طراحی سقف وافل یک طرفه و دو طرفه نیازمند مهارت و دقت بالا است. همان طور که گفته شد غالبا طراحی سقف وافل بر اساس ایجاد قالب هایی با طرح مکعب مربع است زیرا این نوع از قالب ها در عین شکیل بودن از استحکام کافی نیز برخوردارند . طراحی قالب سقف وافل باید به گونه ای تعبیه شود که در هر دو جهت قالب حداقل ۳ قالب قرار بگیرد و همچنین نسبت بعد دهانه بزرگ به دهانه کوچک بهتر است از ۲ بیشتر نباشد.

در طراحی سقف وافل، ابعاد قالب از مهم‌ترین مواردی است که باید به آن توجه ویژه داشت. این ابعاد باید با معیارهایی مانند ضخامت سقف و موجود در بازار تعیین شود، نکته حائز اهمیت این است که بدانید طراحی نامناسب علاوه بر اینکه باعث اعمال هزینه‌های اضافه خواهد شد، گاهی منجربه دردسرهای بزرگ خواهد شد‌ و باعث ایرادهای جدی در ساختمان می شود. سختی تیرها نیز بین ۰.۲ الی ۰.۵ و همچنین بار زنده کمتر از ۲ برابر بار مرده می باشد. در ادامه نگاهی دقیق به روش و اصول طراحی سقف وافل خواهیم داشت، با ما همراه باشید.

آموزش طراحی سقف وافل 

سقف وافل یا دال مشبک (Waffle Slab/Two Way Joist Slab) یکی از سقف های مورد تایید آیین نامه بتن آمریکا ACI318 می باشد که از مزایای فنی و سازه ای بی نظیری برخوردار است. اولین مزیت مهم قالب وافل در قیاس با سقفهای سنتی موجود در بازار ایران می توان به تامین پارکینگ اشاره کرد. 

فرض کنید در شهر تهران قرار است یک مجموعه 10 واحدی در پنج طبقه احداث گردد، طبق دستورالعمل اخیر شهرداری و نظام مهندسی سازنده می بایست حتما 10 عدد پارکینگ برای مجموعه فوق تامین کند در غیر این صورت به ازای هر پارکینگ تامین نشده مبلغی بین 200 تا 400 میلیون تومان بعنوان جریمه باید بحساب شهرداری واریز نماید از این رو سازندگان جهت تامین پارکینگ های بیشتر ناگزیر به استفاده از سقف وافل می باشند. 

با مثال فوق قصد داشتیم مزیت سقف وافل در شرایط کنونی و مقررات جدید را بررسی کنیم. اما موضوع اصلی این مقاله طراحی کلی سقف وافل می باشد که با توجه به طیف و ابعاد گسترده قالبهای وافل موجود بازار می تواند تا حدودی راهنمای مهندسین و پیمانکاران محترم در امر سقف وافل باشد. 

آموزش طراحی سقف وافل با کمک نرم‌افزارهای etabs و safe

دو برنامه etabs و safe کمک می کند تا بتوانیم سقف وافل را طراحی کنیم، بر اساس حجمی که یک سقف دارد، در این دو برنامه مشخصات و وزن سقف مشخص میشود. در زمان شروع کار با این برنامه، نوع دال را باید waffle انتخاب کرد، همچنین موارد مختلفی مانند عمق نهایی، ضخامت دال فوقانی، عرض بالایی و پایین مربوط به تیرچه را با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان مشخص کرد. طراحی سقف وافل برای بارهای ثقلی و لرزه‌ای غالبا با استفاده از نرم‌افزار Safe انجام پذیر است.

از آنجایی که طراحی سقف وافل بسیار با اهمیت و تخصصی است انتخاب مجموعه ای با تجربه و آشنا به استانداردهای روز دنیا در زمینه ساخت و ساز جهت طراحی اولیه، یکی از مهم ترین اصول تعهد یک ساختمان بهینه و ایمن می باشد. طراحی سقف وافل هزینه بسیار ناچیزی دارد اما از مهم ترین اصول اجرای ساختمان است.

شرکت ایران وافل تولید کننده قالب وافل با افراد با تجربه و متخصص همکاری میکند جهت خرید قالب سقف وافل می توانید از کارشناسان و متخصصین مجموعه مشاوره بگیرید.

سیستم سقف وافل دو طرفه شامل تیرچه های عمود بر هم با فواصل مشخص در دو راستا می باشند که به صورت در جا ریز بتن ریزی می گردد. بدین صورت که ابتدا شبکه و قوطی کشی زیر سقف مطابق شکل زیر انجام شده و سپس قالب های وافل بر روی قوطی کشی فرش می شوند و بعد از آماتوربندی میلگرد ها روی قالبهای وافل، سقف آماده بتن ریزی خواهد بود. 

نکات مهم و اصول طراحی سقف وافل

پیش تر در مورد معیارهای سقف وافل استاندارد و مستحکم اشاره ای شد در ادامه می خواهیم اصول طراحی سقف وافل را با هم بررسی کنیم. همانطور که گفته شد برای انجام طراحی می‌توان از دو نرم افزار safe و Etabs کمک گرفت. در طراحی باید کلیه دیتیل و اطلاعات در نظر گرفته شود. مواردی از قبیل: میلگردگذاری، ضخامت دال و سایز قالب‌ها. عمدتا مواردی که برای طراحی نقشه نیاز داریم عبارتنداست:

• اندازه قالب وافل
• پلان سقف وافل
• سکشن
• عناصر تیرها، ستون‌ها و دیوارهای برشی
• تیرهای پیرامونی

طراحی سقف با استفاده از قالب وافل دو طرفه و یک طرفه معمولاً براساس معیارهای سقف وافل بتنی و فرضیاتی که به تیرچه‌های بتنی متعامد و یک دال فوقانی مربوط می‌شود، تعبیه می شود. محدودیت‌ هندسی توسط مقررات ملی ساختمانی برای فاصله آزاد بین تیرچه‌ها،‌ ضخامت دال فوقانی و عرض حداقل تیرچه در نظر گرفته شده که باید توسط طراح سازه کنترل و اعمال شود. نکات مهم در طراحی سقف وافل یک طرفه و سقف وافل دو طرفه عبارتند از:

• فاصله بین مرکزتیرچه‌ها و دال فوقانی و تناسب بین هر دواین موارد، بر طبق قوانین اجرایی ساختمان طراحی می شود، رعایت تناسب بندی با توجه به محدودیت‌های اجرایی و ضوابط آیین نامه یک از اصول طراحی می باشد، رعایت این مورد بیشتر مربوط به شرکت های تولید کننده قالب وافل می باشد، شرکت ایران وافل با توجه به سابقه طولانی مدت و تجربیات خود در جهت تولید قالب وافل تمامی این موارد را درنظر دارد .

• برش‌های دوطرفه سقف وافل که با برش پانچ شناخته می شوند در قسمت سرستون‌ها : در نواحی سرستون‌ها برش پانچ یکی از کنترل‌های بحرانی در این سقف‌ها است. این کنترل در مواردی که دال به شکل مستقیم به ستون متکی است، بحرانی‌تر می‌شود و باید به وسیله طراح کنترل و آماتورهای برشی مورد نیاز برای کنترل پانچ در سر ستون‌ها تعبیه شود.
• کالکتورها و کوردها در انتقال بارهای ایجاد شده در اثر لرزه به باربرهای قائم نقش داشته و به همین سبب، نقش پررنگی در طراحی سقف به‌صورت وافل دارند: طراحی صحیح المان‌های کالکتور و کورد برای تحمل و انتقال ایمن بارهای لرزه‌ای به عناصر باربر قائم از مهم‌ترین مراحل طراحی سقف می‌باشد. طراحی این قسمت باید به صورت صحیح انجام شود،زیرا د رغیر اینصورت باعث ایجاد نقص در مسیر انتقال بار در زلزله و در نهایت عدم دستیابی به رفتارهای مورد انتظار آیین نامه می‌گردد.
• در نظر داشتن کنترل ضخامت خیز سقف : خیز این سقف‌های وافل باید در کوتاه مدت و بلند مدت نباید از مقادیر مورد قبول آیین نامه تجاوز کند. اهمیت این موضوع بعه این دلیل است که باید از نظر روانی برای بهره‌ برداران قابل قبول باشد و منجربه آسیب به عناصر غیرسازه‌ای نشود.
• میزان خم‌شدن سقف ناشی از فشارهای لرزه‌ای و سنگین : سقف وافلی به منظور لنگر‌های خمشی ناشی از بارهای ثقلی و لرزه‌ای طراحی میشود. که در این سقف ها ضوابط حداقل آرماتورهای طولی و همچنین ضوابط آرماتورگزاری متناظر با حدود شکل پذیری مفروض در طراحی بسیار حائزاهمیت است.
• برش‌های یک طرفه در مقاطعی که بحرانی هستند، باید بر طبق ضوابط آیین‌نامه انجام شود همچنین کیفیت سقف در تحمل کردن برش یک طرفه باید بررسی شود.
• ارتعاش سقف: ارتعاشات سقف باید از حد قابل درک توسط انسان فراتر نرود، در آئین نامه یکی از الزامات در طراحی انواع سقف وافل، کنترل ارتعاش سقف می‌باشد، در شرایطی که طراحی صحیح باشد و شرایط آیین نامه‌ای ارضا گردد، ارتعاش سقف‌ها از بین می رود.
• طراحی و دیتیلینگ سقف جهت دست یابی به حدود شکل پذیری مورد نظر: موارد آیین نامه‌ متناظر با سطوح شکل پذیری در طراحی و دیتیلینگ سقف باید رعایت شود.

اصول طراحی سقف وافل دو طرفه و یک طرفه 

تفاوت سقف وافل دوطرفه با سقف وافل یک طرفه نسبت طول به عرض دهانه وافل می باشد. از این رو طراحی این دو نوع سقف‌ وافل با یکدیگر فرق دارد، د رادامه هر دو نوع را بررسی خواهیم کرد. 

اصول طراحی سقف وافل یک طرفه

نسبت طول به دهانه در سقف وافل اگر بیشتر از ۲ باشد، عملکرد سقف یک طرفه می باشد،  این معیار را در نظر داشته باشید زیرا اولین مورد برای انتخاب نوع سقف می‌باشد البته بستگی به پلان معماری و نوع بارگذاری طراح دارد. هنگامی که نوع عملکرد سقف مشخص شود، براساس اندازه دهانه نوع اجرای آن‌ نیز مشخص خواهد شد.

یعنی اگر ابعاد دهانه ۱۰ در ۴ ‌باشد عملکرد سقف یکطرفه می باشد، طراحی سقف وافل یک طرفه به وسیله قالب وافل یک طرفه اجرا می شود و از نظر پایه و اساس مانند سقف تیرچه یونولیت می‌باشد. معمولاً از یک سری جداول برای طراحی این گونه سقف‌ها استفاده می‌شود البته در مواردی که نیاز به مدل سازی و طراحی موردی باشد، نمی‌توانیم از این روش استفاده کنیم. با استفاده از جدول طراحی سقف وافل یک طرفه می‌توان بر اساس دهانه ضخامت، عرض تیرچه، عمق تیرچه و نحوه دقیق میلگرد گذاری را به دست آورد.

  اصول طراحی سقف وافل دوطرفه

 برای رفع نیاز سازه‌ به بارگذاری‌های بسیار سنگین و رفع نیاز معماری به دهانه‌ بلند،‌ طراحی سقف وافل دوطرفه صورت میگیرد. درسقف وافل دو طرفه با کاهش وزن مرده و به کارگیری عملکرد دو طرفه، تعداد ستون‌هایی که به آن‌ها نیاز داریم نسبت به روش‌های دیگر بسیار کمتر خواهد بود.