مزیت‌های سقف وافل نسبت به سقف یوبوت



در سالیان اخیر سقف‌های دال مجوف بتنی مورد استقبال صنعت ساختمان کشور قرار گرفته است . در این نوع سقف‌ها هدف حذف بتن ناکارامد در بخش هایی از سقف می‌باشد تا با کاهش حداکثری در وزن مرده سقف و حداقلی در سختی خمشی سقف بتوان دهانه های بلند را به طور اقتصادی پوشش داد. در سقف‌های یوبوت یا کوبیاکس از بلوک‌های ماندگار برای ایجاد حفره استفاده می‌گردد و در سقف‌های وافل از قالب‌های غیرماندگار وافل برای ایجاد حفره در سقف و حذف بتن ناکارمد استفاده می‌گردد. در نتیجه این سقف‌ها به دو دسته با مقطع I شکل (شامل سقف یوبوت و یا کوبیاکس)و Tشکل (سقف وافل) تقسیم می‌گردند. هدف از این مقاله مقایسه سقف‌های وافل و یوبوت از جنبه های مختلف می باشد. بطور کلی سقف‌های وافل هم از منظر فنی و اجرایی و هم از منظر اقتصادی دارای مزایا و برتری‌های متعددی نسبت به سقف یوبوت می‌باشد که در ذیل به تفسیر به آنها می‌پردازیم.


 قدمت کاربرد سقف‌های وافل نسبت به سقف یوبوت

عملکرد سقف‌های وافل از صدها سال پیش توسط بشر شناخته شده و بناهای تاریخی متعددی را می‌توان نام برد که از کانسپت سقف وافل در آنها استفاده شده است. از آن جمله می‌توان به بنای معروف آکروپولیس یونان اشاره نمود که سال ساخت آن به 500 سال قبل از میلاد مسیح باز می‌گردد. همچنین سقف‌های وافل مدرن نیز به وفور از سال 1940 میلادی در کشورهای مختلف و در ساختمان‌های مهم و با انواع مختلف کاربری استفاده شده است. این در حالی می باشد که سقف های دال مجوف دوپوش یوبوت از سال 2003 معرفی و صرفا در کشورهای محدودی مورد استفاده قرار گرفتند.

سقف یوبوت

آکروپولیس یونان- سقف وافل- سال ساخت 500 سال قبل از میلاد مسیح

 

مقبولیت آیین‌نامه‌ای و پشتوانه فنی سقف‌های وافل نسبت به سقف یوبوت

سقف‌های وافل (WAFFLE SLAB) دارای پشتوانه فنی و آزمایشگاهی و تجربه عملکرد مورد قبول در زلزله های متعدد در سراسر جهان می‌باشد و صریحا در آیین نامه های ملی مانند مبحث 9 مقررات ملی ساختمان و آیین‌نامه‌های بین‌المللی مانند آیین نامه بتن آمریکا ACI318 مورد اشاره قرار گرفته و ضوابط کامل کاربرد و طراحی آن در این آیین‌نامه‌ها تدوین شده است در حالی که سقف های یوبوت فاقد پشتوانه فنی آکادمیک می‌باشند و در آیین‌نامه‌های مربوطه به آن اشاره نشده است و ضوابط طراحی آنها صرفا از روابط محاسباتی موجود معادل سازی و استنباط می‌گردد و همچنان ابهامات فراوانی در مورد نحوه مدل‌سازی، روابط محاسباتی و پاسخ و عملکرد لرزه ای این سقف‌ها وجود دارد.

پذیرش سقف وافل در آیین نامه های بین المللی

پذیرش سقف وافل در آیین نامه های بین المللی

کاهش بیشتر وزن مرده سازه در سقف وافل نسبت به سقف یوبوت

در سقف‌های وافل فاصله تیرچه‌های متعامد بیشتر از سقف یوبوت می‌باشد و همچنین در سقف‌های وافل لایه زیرین دال که عمدتا ناکارمد و ترک خورده محسوب می‌گردد نسبت سقف یوبوت حذف شده است. در نتیجه سقف وافل وزن مرده به مراتب کمتری نسبت به سقف یوبوت دارد و مقطع T شکل سقف وافل بهینه ترین فرم را دارا می‌باشد. بهینه‌سازی در وزن مرده سقف موجب کاهش تقاضاهای لرزه ای و بهبود عملکرد لرزه ای سقف‌های وافل شده است.

کاهش ابعاد سازه‌ای و بهینه‌سازی در مصرف مصالح مصرفی

سبک‌تر بودن وزن مرده سقف وافل نسبت به سقف یوبوت منجر به کاهش وزن کلی ساختمان و کاهش نیروی زلزله می‌گردد. این موضوع باعث کاهش ابعاد المان‌های سازه‌ای شامل فنداسیون، ستون‌ها، تیرها و دیوارهای برشی و به طبع آن کاهش مصرف بتن و میلگرد مصرفی در سازه می گردد.

افزایش سرعت اجرای سقف و اسکلت

زیر سازی سقف‌های وافل به مراتب ساده‌تر از قالب‌بندی زیر سقف‌های یوبوت می‌باشد و به تجهیزات و زمان کمتری نیز برای اجرا نیاز دارد. همچنین حجم بتن و میلگرد مصرفی در اسکلت‌های با سقف وافل کمتر از اسکلت‌های با سقف یوبوت می‌باشد. در نتیجه اجرای سقف‌های وافل به تجهیزات و نفرات و حساسیت های کمتری نسبت به سقف یوبوت نیاز دارد و مجموعه این عوامل موجب افزایش سرعت اجرا در سقف های وافل نسبت به سقف یوبوت می‌گردد.

کاهش هزینه تمام شده اسکلت سازه در سقف وافل نسبت به سقف یوبوت

هزینه تمام شده اسکلت مجموع هزینه های مصالح مصرفی بتن و میلگرد و همچنین هزینه اجرای سقف و تکنولوژی می‌باشد. در تمام آیتم های ذکر شده سقف وافل هزینه‌ی کمتری نسبت به سقف یوبوت دارد که موجب کاهش حدود 20 درصدی در هزینه تمام شده اسکلت می گردد.

عدم نیاز به ویبره نامتعارف، فوق روان کننده و حذف پتانسیل کرمو شدن زیر سقف

مشکل اساسی اجرایی سقف های یوبوت نیاز به نفوذ بتن به زیر بلوک های ماندگار یوبوت می‌باشد. عدم نفوذ بتن به زیر قالب ها موجب کرمو شدن سقف در زیر بلوک‌ها می شود. برای حل این مشکل راهکارهای متعددی از جمله استفاده از روان کننده، بتن ریزی دو مرحله ای، ویبره اضافی و نامتعارف و یا ایجاد سوراخ در میانه یوبوت پیشنهاد شده است. از آنجا که تا زمان باز کردن قالب های زیر سقف امکان بازرسی وجود ندارد، تمامی این راهکارها نتوانسته است به طور کامل پتانسیل کرمو شدن زیر سقف را از بین ببرد.

در عین حال بعضی از این راهکار ها موجب ایجاد نقص های بعدی شده است از جمله ایجاد درز سرد ناشی از بتن ریزی دو مرحله‌ ای و یا سنگین تر شدن وزن مرده سقف نسبت به مفروضات طراحی و جداشدگی دانه ها ناشی از ویبره نامتعارف و یا کاهش مقاومت بتن سقف ناشی از اضافه کردن آب به جای روان کننده به بتن و این مسئله به موضوعی غیرقابل حل در سقف های یوبوت تبدیل شده است. این در حالی است که در سقف های وافل از آنجایی که نیاز به نفوذ بتن به زیر قالب ها وجود ندارد تمام این مشکلات حل و بدون نیاز به اجرای دو مرحله ای و یا روان کننده و یا ویبره نا متعارف، بتن به راحتی حدفاصل بین تیرچه های متعامد را پر و سطحی صاف و عاری از عیوب ظاهری را بدست می آورد.

کرمو شدن زیر سقف یوبوت

یوبوت

کرمو شدن زیر سقف یوبوت

 روغنی نشدن میلگرد‌ها در سقف وافل نسبت به سقف یوبوت

یکی دیگر از مشکلات اجرایی سقف‌های یوبوت روغنی شدن میلگرد های مورد استفاده در سقف می‌باشد. در قالب‌بندی زیر سقف های یوبوت از قالب فلزی و یا پلی وود استفاده می‌گردد و از آنجایی که بتن در تماس مستقیم با این قالب ها قرار می گیرد از روغن جداساز قالب بروی این قالب ها استفاده می گردد. این امر موجب روغنی شدن میلگردهای سقف و به طبع آن کاهش پیوستگی بین بتن و میلگرد و نقص در عملکرد مورد انتظار در انتقال نیروهای مهاری بین بتن و میلگرد می‌گردد. این در حالی است که برای اجرای سقف های وافل به روغن جداساز قالب نیاز نبوده و این موجب تمیز ماندن میلگرد ها و برآورده شدن انتظارات و مفروضات محاسباتی می گردد.

روغنی شدن میلگردها در سقف یوبوت

روغنی شدن میلگردها در سقف یوبوت

 نداشتن ترک‌های مویی در زیر سقف

از دیگر مشکلات سقف های یوبوت گزارشات متعدد از وجود و بروز ترک های مویی در زیر سقف می باشد. فرضیات متعددی در ارتباط با این ترک ها وجود دارد و به طور کلی می‌توان گفت از آنجایی که بتن در سقف های یوبوت مجبور به حرکت افقی برای رسیدن و پرکردن زیر قالب ها می باشد و عملا زمان و دسترسی کافی به لایه زیرین دال وجود ندارد، بتن لایه زیرین به طور کامل در هم ممزوج و یکپارچه نشده و این موضوع می تواند یکی از علل بروز این ترک ها در سقف باشد. از دیگر علل بروز ترک‌های زیر سقف تامین نشدن پوشش کافی برای آرماتورها می باشد.

بروز ترک‌های مویی در زیر سقف یوبوت

 

 ریسک اجرایی کمتر به علت سبک‌تر بودن سقف وافل نسبت به سقف یوبوت

یکی از مشکلات سقف های یوبوت وزن بالای مرده این سقف‌ها می باشد. این موضوع باعث شده است که بعضا عوامل اجرایی پروژه‌ها در تخمین حجم و حساسیت قالب‌بندی زیر سقف دچار اشتباه شده که در نتیجه منجر به ریزش سقف یوبوت و حوادث منجر به فوت در پروژه های متعددی و در حین بتن ریزی شده است.

ریزش سقف یوبوت در حین اجراریزش سقف یوبوت در حین اجرا

 تامین نشدم پوشش کافی برای آرماتورها در سقف های یوبوت.

یکی دیگر از مشکلات سقف‌های یوبوت تامین نشدن پوشش کافی برای آرماتور های خمشی دال در لایه تحتانی و فوقانی دال می‌باشد. این مشکل عمدتا به علت تناسب بندی و طراحی نادرست و بعضا تعمدی بلوک های یوبوت موجود در بازار برای کاهش غیر فنی وزن مرده دال می باشد. طراحی سطوح فوقانی و تحتانی بلوک های یوبوت به نحوی می‌باشد که یا آرماتورهای دال کاملا به این سطوح می‌چسبند و یا در فاصله بسیار ناچیزی نسبت به این سطوح قرار می‌گیرند. در نتیجه پوشش مورد نیاز آیین نامه‌ای برای آرماتورها تامین نمی‌گردد و در نتیجه نمی توان از این سقف انتظار عملکرد کاملا مناسب و منطبق با فرضیات طراحی را داشت. این در حالی است که در سقف های وافل می‌توان پوشش مورد نیاز آیین نامه برای آرماتورها را تامین و تظمین نمود.

 عدم قرار گیری آرماتورها خمشی دال در محل تیرچه‌های تشکیل شونده در سقف یوبوت

از آنجایی که در اجرای سقف یوبوت ابتدا شبکه آرماتور سراسرس تحتانی دال کارگذاشته شده و سپس بلوک های یوبوت کارگذاشته می شوند امکان تنظیم بلوک ها به نحوی که در تمام تیرچه های متعامد آرماتورهای شبکه سراسری در محل تیرچه تشکیل شونده قرار بگیرد وجود ندارد و بعضا تعداد زیادی از تیرچه ها فاقد آرماتور می شوند. این در حالی است که در سقف های وافل ابتدا قالب های وافل کارگذاشته شده و سپس اقدام به آرماتوربندی می شود و در نتیجه آرماتورها دقیقا در محل های از قبل پیش بینی شده قرار می گیرد.

قرار نگرفتن آرماتور در محل تیرچه در سقف یوبوتقرار نگرفتن آرماتور در محل تیرچه در سقف یوبوت

امکان ورود ناخواسته بتن به داخل بلوک‌های یوبوت

بلوک‌های یوبوت به صورت مدولار در کنار یکدیگر و برروی شبکه آرماتور تحتانی دال چیده می‌شوند و در طول مدت کارگذاری و آمادهسازی آرماتورهای شبکه فوقانی دال، چندین روز در معرض عوامل تهدید کننده‌ای از جمله بارهای حین اجرا و همچنین عوامل محیطی از جمله تابش مستقیم نور آفتاب قرار می‌گیرند. از آنجایی که این بلوک‌ها از ‌پلاستیک بازیافتی تولید می‌شوند، در برابر عوامل مخرب ذکرشده آسیب‌پذیر می‌باشند، به نحوی که فشار و ضربه‌ ناشی از تردد بدون وقفه کارگران ساختمانی به همراه تجهیزات کارگاهی، (در شرایطی که تابش مستقیم نور آفتاب نیز خود بطور مداوم باعث شکننده‌تر شدن بلوک‌ها می‌شود) منجر به شکسته‌شدن و قرشدن بلوک‌ها شده و در نتیجه در حین بتن‌ریزی، بتن بصورت ناخواسته به داخل این بلوک‌ها نیز نفوذ کرده و منجر به افزایش شدید بار مرده سقف نسبت به فرض اولیه مدل‌سازی و طراحی سازه می‌شود. همچنین در بلوک‌های یوبوت ته‌باز نیز به علت بسته نبودن بلوکها از زیر، ورود بتن از زیر به داخل آنها و عدم دست‌یابی به وزن مرده پیش‌بینی شده سقف اجتناب‌ناپذیر است. این در حالی است که در سقف وافل به علت استحکام قالب ها همچنین عدم جابجایی و یا شکستن قالب ها و مدفون نشدن قالب ها در داخل سقف امکان کنترل کامل و تنطیم دقیق مقدار حجم بتن ریزی منطبق بر مفروضات طراحی وجود دارد.

ورود ناخواسته بتن به داخل قالب های یوبوت

کاهش هزینه تکنولوژی کاربرد سقف وافل نسبت به سقف یوبوت

قالب های وافل غیرماندگار بوده و امکان استفاده متعدد از آنها تا استهلاک کامل آنها برای مدت طولانی وجود دارد. این در حالی می‌باشد که قالب های یوبوت ماندگار و یکبار مصرف بوده و می‌بایست به مقدار متراژ کل سقف‌ها تهیه گردد. در نتیجه و با درنظر گرفتن مخارج و مشکلات ناشی از حمل،نگهداری، انبارداری و پرت قالب ها، هزینه تکنولوژی سقف وافل به مراتب اقتصادی تر از سقف های یوبوت می‌باشد.

از دیگر مقالات بنیتک:

سقف وافل چیست ؟

تاریخچه سقف وافل

مزایای سیستم سقف وافل

روش اجرای سقف وافل

سقف وافل بنتیک

معیارهای مهم در طراحی سقف های وافل

مزیت های سقف وافل نسبت به سقف تیرچه بلوک