عملکرد سازه ای سقف های وافل از هزاران سال پیش برای بشر شناخته شده است و شاید بتوان اولین کاربرد بشر از کانسپت سقف های وافل را مربوط به بنای آکروپولیس یونان دانست. بخش اعظم این بنا در سال های 429 تا 461 پیش از میلاد ساخته شده است. نمونه بارز دیگری از سقف وافل را می توان در نقاشی معروف شام اخر اثر لئوناردو داوینچی مشاهده نمود. از دیگر سازه های باستانی ساخته شده با سیستم سقف وافل بنای معبد پانتئون رم می باشد که در سال 118 میلادی ساخته شده و همچنان پابرجاست.
آکروپولیس یونان-سال ساخت 500 سال قبل از میلاد مسیح
از اوایل قرن 19 میلادی و با پیشرفت علم و ورود به عصر جدید ساخت سازه های مهندسی، ساخت ساختمان ها با کاربری های مختلف با سیستم سقف وافل کلاسیک در آمریکا و کشورهای اروپایی آغاز گردید. مزیت های فنی سقف های وافل در کنار زیبایی خاص این سقف ها موجب گردید این سقف ها مورد استقبال معماران قرار گرفته و در سازه های مختلفی نظیر فرودگاه ها، پارکینگ ها، برج های مسکونی، هتل ها، مراکز تجاری، موزه ها، دانشگاه ها و … مورد استفاده قرار بگیرد. از سازه های معروف دنیا که در آنها از سقف وافل استفاده شده است می توان به موارد ذیل اشاره نمود.
- موزه هنرهای زیبا مونترال کانادا
- ساختمان تئاتر ملی لندن
- فرودگاه بین المللی تورنتو کانادا
- دانشگاه سهیر استانبول ترکیه
- کتابخانه مرکزی سن دیگو آمریکا
- موزه آکروپولیس یونان
- ایستگاه مترو واشنگتن آمریکا
- سالن ورزشی پیر لوجی نروی رم ایتالیا
در ایران نیز ساختمان های مهم بسیاری و بعضا با قدمت بالا با سیستم سقف وافل و با استفاده از قالب های فلزی و یا فایبرگلاس ساخته شده اند. از جمله این ساختمان ها می توان به کتابخانه ملی، فرودگاه تبریز، راه آهن تهران، ایستگاه راه آهن اصفهان (سال ساخت 1354)، ساختمان های متعدد از دانشگاه های سراسر کشور ، ساختمان نظام مهندسی استان یزد و … اشاره نمود. صعوبت کار با قالب های فلزی و فایبرگلاسی مانع از گسترش این تکنولوژی در ایران در گذشته بوده است. در سالیان اخیر با روشن شدن مزایای سقف های دال مجوف و ساخت قالب های جدید از جنس پلاستیک مقاوم و فشرده و با مرتفع نمودن دیگر مشکلات فنی و اجرایی سقف های وافل استفاده از این تکنولوژی رو به افزایش می باشد.
سقف وافل از نوع سقفهای متداول بتنی می‌باشد که از یک دال بتنی مسلح فوقانی با ضخامت یکسان به همراه شبکه‌ای از تیرچه‌های بتنی منظم که در یک و یا دو امتداد متعامد گسترش یافته‌اند تشکیل می‌شود. سقفهای وافل مدرن (waffle slabs) از سال 1940 در کشورهای آمریکا و کانادا و با رویکرد بهینه‌سازی سقفهای دال بتنی و افزایش عملکرد مورد استفاده و سپس در سایر نقاط جهان گسترش پیدا کرده است. عبارت “وافل” از الگوی شبکه‌ای مربوط به تیرچه‌های منظم تحتانی نشأت گرفته است. این سقف‌ها بسته به نوع مستطیلی و یا مربعی بودن قالب وافل، در دو دسته یکطرفه و دوطرفه طبقه‌بندی و قابل کاربرد می‌باشد. انتخاب بهترین سیستم سقف وافل بستگی به عوامل مختلفی از جمله سیستم سازه‌ای، دهانه ستون به ستون، کاربری، الزامات معماری و… دارد.
مزایای سقف وافل
مزایای متعدد فنی و اقتصادی سقف وافل در مقایسه با سایر سیستم‌های مشابه مانند سقف های مجوف، تیردال، پیش‌تنیده و تیرچه بلوک موجب رشد چشمگیر کاربرد آن شده است. سقف وافل به عنوان راهکاری اقتصادی با قابلیت تطبیق برای انواع ساختمان با کاربری‌ها و دهانه‌های مختلف و با ویژگی سهولت اجرا با استقبال جامعه مهندسان معمار و سازه قرار گرفته است. مشخصه اصلی سقفهای وافل نمای سازه‌ای زیرین آنها می‌باشد. سقف وافل پس از قالب‌برداری دارای حفره‌های منظم و متناسبی می‌باشند که می‌توان از این ویژگی مستقیما برای نورپردازی و تزئینات معماری استفاده نمود. همچنین می‌توان از سقف کاذب نسبت به پوشش نمای زیرین و اجرای طرح‌های مورد نظر اقدام نمود.
قالب سقف وافل
اصلی‌ترین المان در اجرای سقفهای وافل، قالب وافل می‌باشد. وجود قالب‌های وافل و چینش مدولار این قالب ها درکنار یکدیگر موجب تشکیل تیرچه‌های متعامد، منظم و با عرض و عمق یکسان می‌گردد. از جنبه سازه‌ای کارگذاری قالب‌های وافل موجب حذف کنترل‌شده‌ی بتن ناکارمد در نواحی مشخصی از سقف و در نتیجه بهینه‌سازی در وزن سقف می‌گردد. شبکه متعامد تیرچه‌های تحتانی و حفره‌های زیرین سقف وافل در نتیجه چینش قالب‌های وافل در کنار یکدیگر تشکیل می‌شوند که پس از گیرش بتن و قالب‌برداری نمایان می‌گردند. مربع و یا مستطیلی بودن هندسه قالب‌های وافل موجب ایجاد حفره‌های مربعی و یا مستطیلی می‌گردد. از قالب‌های مربعی برای ایجاد سقف وافل دوطرفه و از قالب مستطیلی برای اجرای سقف وافل یکطرفه استفاده می‌گردد. از سقفهای وافل یکطرفه عمدتا برای ساختمان های با دهانه کوتاه و برای باربری یکطرفه سقف و از سقفهای وافل دوطرفه برای ساختمان‌های با دهانه‌های بلند و باربری دوطرفه سقف استفاده می‌گردد. بطور کلی سقفهای وافل دوطرفه از امکانات و مزایای بیشتری نسبت به سقف وافل یکطرفه برخوردار می‌باشد
در اجرای دال توپر (عدم وجود قالب های وافل) کل ضخامت سقف بصورت توپر بتن‌ریزی می‌گردد و این موجب افزایش قابل توجه وزن سقف و وجود ظرفیت مازاد برشی در سقف و غیراقتصادی شدن طرح می‌گردد. کاربرد قالب‌های وافل موجب حذف کنترل شده‌ی بتن ناکارمد و بهینه‌سازی در طراحی سقف می‌گردد و از آنجایی که با استفاده از این تکنیک کاهش پدید آمده در وزن مرده سقف به مراتب موثرتر از کاهش ناچیز سختی دال در مقایسه با دال توپر هم ضخامت می‌باشد، می‌توان از این تکنولوژی برای ساخت سازه‌هایی با دهانه‌های بلند بهره جست. در نتیجه سقفهای وافل از مقاومت و صلبیت به مراتب بالاتری نسبت به انواع دال‌های تخت و دیگر سقفهای مشابه برخوردار می‌باشند که هم از جنبه‌های فنی و هم اقتصادی می‌تواند با اولویت بالا برای کاربرد در انواع ساختمان‌ها با شرایط معماری و کاربری مختلف مورد استفاده مهندسین معمار و طراح سازه قرار بگیرد. قالب‌های وافل موجود دارای مشخصات هندسی متفاوتی نسبت به یکدیگر می‌باشند. تفاوت در مشخصات هندسی موجب تفاوت در فواصل و مشخصات تیرچه‌ها، فرم حفره‌های تحتانی و در نتیجه تفاوت اساسی در فرم معماری و عملکرد سازه‌ای سقف می‌گردد. در نتیجه انتخاب صحیح در مشخصات قالب وافل برای شرایط مختلف هر پروژه اهمیت ویژه‌ای دارد.
سقف وافل دارای مزایای فنی و اقتصادی متعدد نسبت به دیگر سقفهای بتنی رایج می‌باشد. شناخت و مقبولیت روز‌افزون جامعه مهندسان و کارفرمایان نسبت به مزایای سقف وافل موجب رشد و گسترش کاربرد این نوع سقف شده است. یکی از مزایای سقفهای وافل روش اجرای ساده و عدم نیاز به تجهیزات خاص و یا نیروی کار متخصص می‌باشد و می‌توان با آموزش‌های اولیه و نظارت بر اکیپ‌های مختلف اجرایی و استفاده از تجهیزات موجود و متداول اجرای اسکلت‌های بتنی به اجرای سقف وافل پرداخت.
ویژگی های سقف وافل
از ویژگی‌های سقفهای وافل می‌توان به موارد زیر اشاره نمود.
• سقف وافل مناسب انواع ساختمان با کاربری‌های گوناگون می‌باشد.
• سقف وافل را می‌توان برای دهانه‌های کوتاه و بلند بطور همزمان استفاده نمود.
• سقف وافل را می‌توان هم بصورت تخت و هم به همراه تیر میانی استفاده نمود.
• حجم مصالح مصرفی در سقف وافل کمتر از سیستم های مشابه می باشد.
• ضخامت سقف وافل در بازه 25 الی 50 سانتی‌متر می‌باشد.
• ضخامت دال فوقانی در بازه 5 الی 10 سانتی‌متر می‌باشد.
• فاصله مرکز به مرکز تیرچه ها در بازه 60 الی 90 سانتی متر می‌باشد.
• عرض تیرچه‌های متعامد در بازه 10 الی 20 سانتی‌متر می‌باشد.
شرکت بنیـتک طراح، مجری و مالک سقف وافل بنیـتک
شرکت بنیتک مفتخر به بروزرسانی سقفهای وافل کلاسیک و تولید قالب‌های وافل بنیتک منطبق بر آیین‌نامه‌ها و استاندارد‌های داخلی و بین‌المللی می‌باشد. سقف وافل بنیتک منطبق بر ضوابط آیین‌نامه بتن آمریکا (ACI) و مبحث 9 مقررات ملی ساختمان می‌باشد. قالب‌های وافل بنیتک برای شرایط مختلف بارگذاری و کاربردی‌های گوناگون و دهانه‌های مختلف طراحی شدهاند و در تطابق با شرایط فنی و اجرایی کشور و همچنین آیین‌نامه‌ها و استاندارد‌های مربوطه تولید می‌شوند و پاسخگوی نیازهای فنی مهندسین سازه و معماری و همچنین موجب بهینه‌سازی و ارتقا کیفیت ساخت سقفهای وافل می‌گردد.
شرکت بنیتک همچنین با در اختیار داشتن تجهیزات اجرایی منطبق با سیستم سقف وافل و با تکیه بر تجربه و دانش فنی مهندسین خود، طراحی و اجرای کامل اسکلت‌های بتنی با سیستم سقف وافل بنیتک را بر عهده می‌گیرد.
