مقایسه سقف وافل یک طرفه و تیرچه یونولیت

سقف وافل یکطرفه از نوع دال‌های بتنی با تیرچه‌های یکطرفه می‌باشد. در این سیستم باربری در یک جهت توسط تیرچه‌ها حمل می‌شود و نوع رفتار سقف عملا مشابه سقف تیرچه یونولیت خواهد بود. برای طراحی این نوع از سقف‌ها مانند سقف‌های تیرچه یونولیت ضوابط نشریه شماره 543 حاکم خواهد بود که باید مدنظر طراحان محترم قرار گیرد.

 سقف تیرچه یونولیت یکی از انواع بسیار رایج سقف در ایران می‌باشد که امروزه در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرد. عموما در روند طراحی در انتهای نقشه‌های سازه جداول تیرچه توسط طراح جهت اجرا ارائه می‌گردد.

از آنجایی که نوع سقف در طراحی سازه‌ها به دلیل تنوع انواع سقف‌ها مورد بحث مهندسین بوده است، در سال‌‌های اخیر با توجه به نیاز بازار انواع گوناگونی از سقف‌ ها به وجود آمده که هرکدام از آن‌ها دارای مزایا و معایبی می‌باشند. جهت اطلاعات بیشتر از جزئیات قالب‌های وافل یکطرفه، ویژگی‌ها و مشاهده ویدئوهایی در مورد نحوه مونتاژ کردن و تست‌های آن به اینجا مراجعه نمایید.

معرفی قالب وافل  waffle formwork

قالب وافل از جنس پلاستیک پلی پروپیلن در ابعاد و شکلهای مشخص مهندسی و تولید می شوند کاربرد قالب وافل باعث می شود تا بتن ناکارآمد در دال های بتنی حذف شود. در واقع بخشی از دال بتنی که تحت تنش فشاری نیست و هیچ عضو کششی را هم در خود نگه نمی دارد حذف می شود که امر سبب شده هم از لحاظ اقتصادی و هم سبک سازی سازه و کاهش جذب انرژی لرزه ای به یکی از پرکاربردترین قالب های پلاستیکی با جنس پلی پروپیلن و قابلیت چندین بار استفاده، معروف شود.

واژه وافل انگلیسی waffel است به معنی بیسکوییت یا دسری با طرح پنجره ای، به همین دلیل سیستم‌های سقفی دال های مشبک و پنجره مانند را با قالب وافل اجرا میکنند. طراحی و اجرای سقف وافل بسیار متفاوت و اصولی است.

نکته حائز اهمیت این است که در قالب سقف وافل عملکرد به‌صورت یک و یا دوطرفه بستگی دارد که قالب‌ها به فرم طولی و یا مربعی باشند.

همچنین قالب های وافل پس از تمام شدن عملیات بتن‌ریزی جدا می شوند و مجدداً قابل استفاده می باشند از این رو علاوه بر حفظ منابع ملی به استحکام، سبک‌سازی و ایمنی بیشتر ساختمان در زمان وقوع زلزله کمک خواهد شد. تعداد دفعات قابل استفاده از قالب وافل با کیفیت و مناسب در بتن ریزی حداقل 25 سقف وافل یا 25 بار می باشد.

چرا از قالب وافل یکطرفه استفاده کنیم؟

یکی از سوالاتی که ممکن است در ذهن کارفرمایان، پیمانکاران و مهندسان عزیز پیش آید این است که آیا استفاده از قالب وافل یکطرفه با لحاظ هزینه دستمزد اجرای بالاتر نسبت به سقف تیرچه یونولیت باعث تحمیل هزینه بیش‌تر به پروژه می‌شود؟

پاسخ این سؤال قطعا منفی است! بیاییم جزئیات هزینه اجرای سقف وافل یکطرفه را بررسی کنیم.

اگر فرض کنیم شبکه میلگرد سقف وافل یکطرفه در کارگاه به صورت دستمزدی بافته شود (با خم آماده انتهایی میلگردها و قراردادن میلگرد سنجاقی به فواصل 25 سانتی‌متری)، و با در نظر گرفتن 20 درصد هزینه بیشتر قوطی چینی و جک نسبت به سقف تیرچه یونولیت و همچنین هزینه بازکردن قالب‌ها و بستن آن‌ها در سقف بعدی در مجموع حدود 100 هزارتومان هزینه دستمزد بیشتری برای اجرای این سقف نسبت به سقف تیرچه یونولیت برآورد می‌شود. به طور مثال اگر هزینه دستمزد اجرای سقف تیرچه یونولیت برابر 300 هزارتومان باشد، برای سقف وافل یکطرفه این عدد 400 هزارتومان می‌باشد.

اما یک نکته مهم!

در سقف تیرچه یونولیت با کم کردن فضای تیر، ستون، بازشو و … حدود 1.5 متر طول، تیرچه مصرف می‌شود. با در نظر گرفتن هر متر طول تیرچه برابر 150 هزارتومان، هزینه تیرچه در هر متر مربع به تنهایی حدود 220 هزارتومان می‌شود.

از طرفی میزان میلگرد مصرفی در سقف‌ وافل یکطرفه حدود 7 کیلوگرم بر متر مربع است. با در نظر گرفتن هر کیلوگرم میلگرد برابر 16 هزارتومان در مجموع حدود 110هزارتومان برآورد هزینه میلگرد سقف می‌شود.

بنابراین با یک محاسبه ساده، 100هزارتومان هزینه دستمزد بیشتر اجرا در سقف‌های وافل یکطرفه با سود حذف تیرچه در این سقف مستهلک می‌شود.

در زمان نگارش مقاله (آبانماه 1401) با توجه به اینکه با کاهش تولید مواد اولیه یونولیت با افزایش چشمگیر قیمت آن مواجه شده‌ایم، هنگام مقایسه سقف تیرچه یونولیت با سقف وافل یکطرفه که عملکرد مشابهی دارند، به اعداد و ارقام جالب توجهی میرسیم! در یک حساب سرانگشتی، قیمت هر عدد یونولیت با ابعاد با تراکم 10 حدود 400 هزارتومان است. با در نظر گرفتن این نکته که در یک متر مربع 0.7 یونولیت با ابعاد گفته شده قرار می‌گیرد، هزینه یونولیت در هر متر مربع زیربنا به تنهایی 280 هزار تومان می‌شود. تیرچه هم همانطور که قبلا اشاره شد، در هر متر مربع حدود 1.5 متر طول استفاده می‌شود که با احتساب قیمت هر متر طول 150 هزارتومان، در هر متر مربع حدود 220 هزار تومان هزینه دارد. بنابراین مجموع هزینه تیرچه و یونولیت در هر متر مربع 500 هزار تومان برآورد می‌شود. این در حالیست که هزینه یک متر مربع قالب وافل یکطرفه 460 هزار تومان است.

با منظور نمودن سطح اشغال تیرها، ستون‌ها، بازشوها و … حدود 70 درصد مساحت سقف قالب وافل یکطرفه قرار می‌گیرد. بنابراین هزینه قالب وافل یکطرفه در یک متر مربع حدود 330 هزارتومان می‌شود. البته مقایسه اینجا تمام نمی‌شود! چرا که قالب‌های وافل با 50 درصد قیمت روز بازخرید می‌شود. همچنین با توجه به غیرماندگار بودن قالب وافل، با خرید یک بار قالب وافل، می‌توان تا حداقل 20 سقف را اجرا نمود. بنابراین طبق محاسبات ساده زیر قیمت نهایی قالب وافل یکطرفه در هر متر مربع فقط 8500 تومان می‌شود. شرکت دال فرم یکی از بزرگترین شرکت‌های تولیدکننده قالب‌های وافل از جمله قالب وافل یکطرفه می‌باشد. جهت اطلاعات بیشتر و آگاهی از آخرین قیمت‌های این قالب به این لینک مراجعه نمایید. 

از مزایای مهم دیگر استفاده قالب وافل یکطرفه نسبت به سقف تیرچه یونولیت می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

1) حذف میلگرد ممان منفی

معمولا در طراحی سقف‌های تیرچه بلوک فرض بر این می‌باشد که مقدار لنگر انتهایی تیرچه‌ها صفر است. اما در عمل اینطور نیست و به دلیل یکپارچه بودن دال بتنی سقف، مقداری لنگر منفی در دال ایجاد می‌شود. از این رو لازم است برای تحمل این لنگر منفی اصلاحاتی صورت پذیرد. این اصلاحات باید در جهتی باشد که تیرچه دو سر مفصل در تکیه‌گاه‌ها قابلیت تحمل لنگر منفی را داشته باشد. از این رو از میلگردهای نمره کوچکی نظیر ۸، ۱۰، ۱۲ و گاها ۱۴ در قسمت فوقانی دال بتنی سقف و بین دو دهانه مجاور استفاده می‌شود.

در سقف وافل یکطرفه، با توجه به وجود خم انتهایی میلگردهای سقف، تحمل ممان (لنگر) منفی توسط این خم‌ها میسر می‌شود و دیگر نیازی به استفاده از میلگرد ممان منفی نیست. این موضوع سبب کاهش حداقل 1 کیلوگرم بر متر مربع میلگرد در سقف می‌شود.

2) میلگرد و بتن بهینه در صورت نیاز به تیرچه دوبل

همانطور که میدانیم، عرض پاشنه تیرچه در سقف تیرچه یونولیت ثابت (12 سانتی‌متر) است. در صورت نیاز به استفاده از تیرچه دوبل میبایست دو تیرچه که هر کدام دو میلگرد سایز 16 در پاشنه آن قرار دارد استفاده نمود. اما در سقف وافل یکطرفه می‌توان با ایجاد فاصله دلخواه بین قوطی‌های تکیه‌گاه، میزان میلگرد و بتن مصرفی را بهینه نمود.

3) از این قالب‌ها می‌توان در پروژه‌های با چشمه‌های بزرگ به صورت دو طرفه نیز استفاده نمود.

4) در سقف تیرچه با قالب پلی استایرن به علت جمع شوندگی یونولیت، جهت جلوگیری از ترک خوردگی گچ سقف، استفاده از رابیتس اجتناب ناپذیر است.

مقایسه سقف وافل یکطرفه با سیستم تیرچه-یونولیت از نظر مصرف میلگرد و بتن در سازه
در این مقایسه چند آیتم باید بطور همزمان مدنظر قرارگیرد. در سیستم تیرچه یونولیت آیتم‌های مورد نظر شامل بتن مصرفی، میلگرد، دستمزد اجرا، هزینه یونولیت ، هزینه جرثقیل و جایگذاری تیرچه‌ها می‌باشد.

در سیستم سقف وافل یکطرفه میلگرد تیرچه‌ها به صورت درجا باید روی سقف اجرا و یا به اصطلاح بافته شود. میلگرد پاشنه عموما برای دهانه و میزان بار عرف از 2 میلگرد نمره 12 تا 2 میلگرد نمره 16 می تواند متغیر باشد. میلگرد‌های زیگزاگ در این سیستم حذف گردیده و به جای آن عموما از سنجاقی نمره 6 در فواصل 25 سانتی‌متری استفاده می‌شود. در نتیجه هزینه خرید و حمل تیرچه آماده حذف شده و سودی که کارگاه تیرچه‌ساز به عنوان هزینه به پروژه تحمیل می‌کند به نفع کارفرما حذف خواهد شد.

1-میلگرد: سیستم سقف وافل یکطرفه در مقایسه با تیرچه یونولیت، در هر متر مربع حدود 1 کیلوگرم سبکتر خواهد بود. این امر روی سبک سازی سازه از نظر میزان آرماتور به خصوص در پروژه‌های بزرگ تاثیر به سزایی خواهد داشت. در صورت صرف نظر کردن از سبک‌سازی اعضای سازه‌ای مانند تیر و ستون‌ها، از تاثیر این سبک‌سازی بر روی طراحی میلگرد تیرچه‌ها نمی‌توان چشم پوشی نمود. در سیستم سقف وافل یکطرفه برای دهانه‌های عرف معمولا 2 عدد میلگرد نمره 14 در هر 60 سانتی‌متر به صورت کششی به جای میلگرد‌های پاشنه تیرچه استفاده می‌گردد.

همچنین میلگرد‌های فوقانی که در حکم میلگرد‌های افت و حرارت هستند میلگرد نمره 8 در یک جهت در فاصله 30 سانتی‌متر و در جهت دیگر در فواصل 60 سانتی‌متری استفاده می‌شوند که با میلگرد حرارتی در سقف تیرچه یونولیت تفاوت خاصی را ایجاد نمی‌کند.

2- بتن: به علت استفاده از قالب‌های وافل یکطرفه در آکس‌های 60 سانتی‌متری فاصله تیرچه‌ها افزایش یافته و تعداد آن‌ها در هر دهانه کم می‌شود. لذا حجم بتن مصرفی نسبت به تیرچه یونولیت کاهش خواهد داشت.

3- تیرچه: در سقف‌های تیرچه یونولیت در هر متر مربع سقف حدود 1.5 طول تیرچه مورد نیاز است که بسته به طول دهانه قیمت متفاوتی خواهد داشت. در سیستم سقف وافل یکطرفه این هزینه صفر است چون میلگرد‌های آن قبلا محاسبه شده و بتن پاشنه نیز ناچیز است. در ضمن بتن پاشنه تیرچه‌ها در سقف وافل همان بتن سازه‌ای است که کیفیت آن در هنگام بتن ریزی قابل بررسی است در حالی که برای کیفیت بتن تیرچه آماده نمی‌توان اظهار نظر قطعی نمود. .قیمت تیرچه به تاریخ آبانماه 1401 در شهر اصفهان به شرح زیر می باشد.

با فرض دهانه میانگین 6 متر و استفاده از میلگرد نمره 14 در پاشنه تیرچه‌ها قیمت مترطول تیرچه 150 هزار تومان بوده که با فرض 1.5 طول تیرچه در متر مربع قیمت هر متر مربع تیرچه حدود 220 هزار تومان خواهد بود.

4- پرکننده (بلوک): همانطور که در ابتدای مقاله گفته شد، قیمت هر عدد یونولیت با ابعاد با تراکم 10 حدود 400 هزارتومان است. با در نظر گرفتن این نکته که در یک متر مربع 0.7 یونولیت با ابعاد گفته شده قرار می‌گیرد، هزینه یونولیت در هر متر مربع زیربنا به تنهایی 280 هزار تومان می‌شود.

5-دستمزد اجرا: در سیستم وافل به علت اجرا و بافته شدن میلگرد‌های کل سقف روی سقف نسبت به سقف تیرچه گران تر خواهد بود که میزان آن بسته به اکیپ ها و شهر های مختلف متفاوت خواهد بود. در مورد سقف‌های تیرچه یونولیت هزینه حمل و جرثقیل برای تیرچه‌ها نیز وجود دارد که باید در براورد ها لحاظ گردد.

سقف وافل یک طرفه

دال‌های مشبک شامل انواع متفاوتی است، سقف مشبک وافل را می‌توان زیر گروه دال با تیرچه‌‌های درجا دانست و مطابق با ملاحظات مبحث 9 مقررات ملی آن‌ها را طراحی کرد.

با توجه به شکل قالب‌ها و نحوه اجرا، تمامی تیرچه‌های پیش ساخته به همراه مشکلات نصب آنها در سقف حذف خواهد شد و اجرای تیرچه‌ها به صورت درجا، از نظر فنی بسیار دقیق‌تر و از نظر اجرا با سهولت بیشتری همراه خواهد بود.

سیستم سقف” وافل“، پس از چندین سال تحقیق و بررسی نیاز‌های صنعت ساختمان کشور و بررسی سقف‌های متعارف سنتی و با در نظر گرفتن مفاد آیین‌نامه‌های ساختمان پا به عرصه ساخت و ساز کشور گذاشته است. در واقع این نوع سقف بروزآوری روش‌های متداول در حال اجرا با قالب‌هایی به همین نام می‌باشد، که بدون برهم زدن ابزار و روشهای موجود و تحمیل هزینه‌های سنگین با اصلاح الگوی مصرف مصالح و روش اجرا، از دفن مصالح گران مانند تیرآهن، میلگرد، بتن، سفال، پلی استایرن(فوم)و پرت مصالح و منابع ملی جلوگیری می‌کند.

قالب‌های وافل یکطرفه ساخت شرکت دال فرم شامل سه قطعه به ترتیب به طول50 سانتی‌متر به عنوان قالب اصلی، طول 10 سانتی‌متر به عنوان پرکننده و درپوش‌هایی با طول 15 سانتی‌متر می‌شود. با مونتاژ قطعات مذکور می‌توان طول دهانه‌های دلخواه را پوشش داد. عرض قالب‌ها نیز به صورت آکس به آکس 60 و 70 سانتی‌متر می‌باشد. ارتفاع قالب‌ها 25 و 30 سانتی‌متر است که مطابق نظر طراح می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.

نکته بسیار مهم در مورد سقف‌های وافل یکطرفه این است که به دلیل کنترل خیز و ماهیت باربری سقف برای دهانه های حداکثر تا 7 یا 8 متری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزایای دیگر سیستم وافل یک طرفه:

1- به علت خم انتهایی میلگرد در این سقف‌ها، منجربه گیرداری در ناحیه اتصال تیرچه های سقف به تیر اصلی، حذف ممان منفی و در نهایت کاهش میلگرد آن می‌شود. با توجه به اینکه میلگرد سایر المان‌های سازه‌ای با هر دو سقف برابر است، استفاده از قالب یکطرفه منجربه سبک سازی یا همان کاهش مصرف میلگرد در سازه می‌شود.

2- در مقایسه با سایر سیستم‌ها نظیر تیرچه یونولیت این سیستم سقف دارای صلبیت بیشتری بوده و باعث بهبود عملکرد سقف در زلزله می‌شود.

3- حمل و نقل و جابجایی مصالح این نوع سقف‌ها راحت بوده و چه هنگام جابجایی از کارخانه به محل سازه و چه به هنگام انتقال مصالح به طبقات بالاتر سختی و خطر چندانی وجود ندارد و قالب‌ها حتی توسط یک نفر براحتی قابل جابجایی هستند و باعث کاهش مصرف انرژی در حمل و نقل و اجرا می‌شود.

4- قالب وافل به عنوان یک قالب غیرماندگار سقف محسوب می‌شود، یعنی بعد از بتن ریزی سقف، قالب از زیر سقف جداشده و می‌توان مجددا از قالب وافل در سقف‌های بعدی یا پروژه‌های دیگر استفاده کرد و در نهایت پس از اتمام عمر مفید آن قابلیت فروش به شرکت‌های تولید کننده وافل وجود دارد تا بازیافت شود و ضرری به محیط زیست وارد نکند.

5- بتن ریزی همزمان تیرچه‌ها با سایر اجزای سقف که باعث عدم بوجود آمدن اتصال سرد بین اجزای سقف شده و کیفیت را بالاتر می‌برد.

6- کیفیت نهایی سقف وافل بسیار بهتر از تیرچه یونولیت بوده و نمای زیرین سقف وافل حتی از نوع یک طرفه بصورت شبکه‌های منظم بوده و می‌توان بدون نیاز به نازک کاری از نمای اکسپوز (نمایان) آن‌ها استفاده کرد و یا حتی با اندکی تغییر و یا با استفاده از اقداماتی نظیر نورپردازی، رنگ آمیزی و….. نماهای جذابی ایجاد کرد.

7- استقامت مناسب قالب‌های وافل نسبت به بلوک‌های تیرچه یونولیت، خطرات وارد بر کارگران هنگام آرماتور بندی و بتن ریزی را کاهش می‌دهد.

8- به دلیل گونیا و منظم بودن قالب‌ها، اندازه تیرچه‌های بوجود آمده یک اندازه و منظم بوده و قرارگیری خاموت‌ها و آرماتورها در مکان مناسب راحت‌تر و سریع‌تر انجام می‌گیرد.

9- در این سیستم سقف با توجه به جنس قالب‌ها و غیر ماندگار بودن و باز کردن آن‌ها پس از اجرا، خطر آتش سوزی خاصی سازه را تهدید نمی‌کند.

10- قالب سقف وافل یک طرفه بصورت مدولار بوده و در طول‌های مختلف قابل استفاده است و می‌توان قالب‌های مختلف را در کنار هم قرار داد و به طول دلخواه رسید.

11- از دیگر خصوصیات این سقف اجرای آسان توسط نیروهای اجرایی می‌باشد و نیاز به نیروی متخصص و تجهیزات خاص نداشته و برای اجرای آن از وسایل معمولی اجرای سقف مثل چهارتراش، قوطی فلزی، لوله داربست و جک‌های معمول سقف استفاده می‌شود که از این لحاظ مشابه سقف تیرچه یونولیت بوده و نیاز به آموزش خاصی جهت اجرا ندارد.

12- قالب ‌های وافل نیاز به آغشته شدن به روغن برای باز شدن راحت قالب ندارند و با توجه به جنس آن‌ها می‌توان از آن‌ها تا زمانی که بتن به عمل آوری مناسب برسد استفاده کرد و سپس به آسانی آن‌ها را باز کرد.

13- با توجه به مجوف بودن و توخالی بودن سقف‌های وافل می‌توان با رعایت اصول آیین نامه‌، محل‌هایی برای عبور تاسیسات در نظر گرفت که عبور تاسیسات از زیر سقف باعث سبک شدن وزن کف سازی و به عبارت دیگر کاهش بار مرده خواهد شد. همچنین این مزیت باعث می‌شود در زمان بهره برداری در صورت نیاز به تعمیرات دسترسی به تاسیسات راحت‌تر باشد.

14- یکی دیگر از مزیت‌های سقف وافل نظارت دقیق بر مصرف و آرایش میلگرد تیرچه‌ها تا لحظه قبل از بتن ریزی می‌باشد.

15- سقف‌های وافل می‌تواند در انواع سازه‌های بتنی و فلزی مورد استفاده قرار گیرد و از این لحاظ محدودیتی ندارد.

16- روند طراحی سقف‌های وافل مورد تائید آئین‌ نامه‌های معتبر داخلی و بین المللی بوده و مورد تائید مرکز تحقیقات ساختمان و نظام مهندسی می‌باشد.

17- اجرای آسان انواع بازشو برای اهداف معماری و یا داکت برای عبور تاسیسات از دیگر مزایای این سقف می‌باشد.

در ویدئوی زیر اطلاعات کاملی از معرفی سیستم وافل یکطرفه را می‌توانید مشاهده نمایید.

مشکلات اجرایی سقف تیرچه یونولیت:

1- امکان ترک خوردگی پاشنه تیرچه هنگام حمل و نقل و جابجایی وجود دارد.

2- با توجه به این که برخی از تیرچه‌ها در کارگاه‌هایی ساخته می‌شوند که نظارت خوبی بر روی آن‌ها انجام نمی‌گیرد محصول نهایی کیفیت چندان مطلوبی نخواهند داشت.

3- در برخی از موارد ممکن است از میلگردهای تکه شده و جوش خورده استفاده شود.

4- با توجه به پیش ساخته بودن تیرچه‌ها، بتن پاشنه با سایر اجزای سقف بخوبی متصل نشده و اصطلاحا اتصال سرد اتفاق می‌افتد.

5- این نوع سقف دارای محدودیت طول دهانه (حداکثر حدود 8 متر) می‌باشد.

6- به دلیل عدم استقامت یونولیت در حین اجرا و بتن ریزی سقف، خطرات فراوانی را برای نیروهای اجرایی بوجود می‌آورد.

7- ممکن است اسپیسرها در یونولیت فرو رود و باعث چسبیده شدن میلگردهای حرارتی به بلوک شود که این مورد با حذف میلگرد حرارتی تفاوت چندانی ندارد.

8- جابجایی و حمل ونقل تیرچه‌های پیش ساخته از کارگاه به محل سازه و همچنین انتقال آن‌ها به طبقات بالایی خطرناک بوده و گاها باعث بوجود آمدن حوادث ناگواری می‌شود و یا نیازمند استفاده از جرثقیل برای انتقال آن ها به طبقات بالایی بوده که این موضوع زمانبر و هزینه بر است.

9- حتی در صورت استفاده از نوع کندسوز قالب‌های پلی استایرن، در صورت وقوع آتش سوزی، آتش تقریبا غیر قابل کنترل بوده و همچنین باعث انتشار گازهای سمی و دودزا خواهد شد.