مقایسه سقف تیرچه بلوک و وافل یک طرفه

همیشه انتخاب 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. سقف تیرچه بلوک یکی از انواع بسیار رایج سقف در ایران می‌باشد که امروزه در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سقف تیرچه بلوک از چند جز اصلی تشکیل شده است که این اجزا شامل تیرچه، بلوک و بتن می‌باشد. خود بلوک‌های سقف می‌تواند از نوع سیمانی، سفالی و یونولیت باشد. همچنین تیرچه خرپایی ساخته شده از خرپای فولادی و پاشنه بتنی می‌باشد و اجزای تشکیل دهنده آن میلگرد بالایی، میلگرد عرضی و میلگردهای کششی پاشنه هستند.

میلگردهای بالایی عضوی از خرپا هستند و قطر این میلگردها بایستی در محدوده 6 تا 14 میلیمتر باشد که معمولا بهتر است از میلگرد 10 یا 12 آجدار استفاه شود. میلگرد عرضی عضو مورب خرپا بوده و کاربرد آن در تحمل نیروهای برشی سقف می‌باشد. قطر میلگردهای عرضی نیز بین 5 تا 10 میلیمتر است و حداکثر فاصله میلگردهای عرضی از یکدیگر برابر 20 سانتی‌متر می‌باشد. میلگردهای کششی پایین نیز وظیفه تحمل لنگرهای مثبت وسط دهانه را بر عهده دراد و حداقل تعداد این میلگردها برابر دو عدد بوده که بایستی قطر آن‌ها بین 8 تا 16 میلیمتر باشد.

لازم به ذکر است که از لحاظ عملکردی سیستم تیرچه بلوک نوعی دال یک طرفه محسوب می‌شود. این نوع سقف به دلیل نصب و اجرای آسان جز سقف‌های مورد علاقه بسیاری از مهندسان و کارفرمایان است اما معایب بزرگی نیز دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهد شد.

این نوع از سقف مطابق نشریه شماره 543 طراحی می‌شود و امکان استفاده از آن در دهانه‌های بزرگ  (دهانه بیش از 8 متر) وجود ندارد. استفاده از بلوک‌های سیمانی و سفالی در این سقف باعث سنگین شدن آن و استفاده از بلوک‌های نسوز پلی‌استایرن نیز معمولا هزینه بر است.

اما مناسب‌ترین نوع سقف برای اجرا در دهانه‌های بزرگ و رسیدن به فضای مفید در معماری کدام است؟

اولین گزینه در این راستا استفاده از سیستم دال و تیر می‌باشد. در این سقف کاهش حداکثری ضخامت دال و افزایش طول دهانه‌ها به‌عنوان مهم‌ترین عامل در معماری و طراحی ساختمان با استفاده از تیرها در پیرامون دال مورد توجه قرار گرفت. نیاز به تیرهای میانی در دهانه‌های بلند، مشکلات ناشی از آرماتوربندی تیرها و همچنین قالب‌بندی آویزها و حجم نسبتاً زیاد مصرف بتن و آرماتور و نهایتاً غیراقتصادی بودن این سیستم در دهانه‌های بلند (بیش از 8 ‌متر) مانع از گسترش این سیستم در ساختمان‌ها شد. اما دال مشبک روشی مدرن و مقرون به صرفه و دارای مزایای بسیاری است که می‌تواند جایگزین مناسبی برای دال‌های قدیمی و معمولی باشد.

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.

انواع سقف وافل بر حسب کاربری:

سقف‌های وافل به لحاظ رفتار و جهت‌های باربری به دو نوع یکطرفه و دوطرفه تقسیم‌بندی می‌شوند. در ادامه توضیح مبسوطی راجع به هر کدام از انواع مذکور آورده خواهد شد.

1-2-1 سقف وافل یکطرفه

سقف وافل یکطرفه سقفی 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 بلوک خواهد بود. برای طراحی این نوع از سقف‌ها مانند سقف‌های تیرچه بلوک ضوابط نشریه شماره 543 حاکم خواهد بود که باید مد نظر طراحان محترم قرار گیرد. عموما در روند طراحی در انتهای نقشه‌های سازه جداول تیرچه توسط طراح جهت اجرا ارائه می‌گردد.

قالب‌های وافل یکطرفه ساخت شرکت گنبد فیروزه 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 و70 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.

انواع قطعات وافل یکطرفه

جدول1-مشخصات فنی قالب وافل یک طرفه

1-2-2 سقف وافل دوطرفه

در سیستم قالب وافل دوطرفه باربری به علت وجود شبکه تیرچه‌ها در دوراستا، ماهیت باربری سقف در دو جهت می‌باشد. این نوع سقف می‌تواند دو عملکرد داشته باشد به گونه‌ای که در حالت اول سقف در چهار طرف توسط تیرها پشتیبانی می‌شود و در حالت دوم سقف فاقد تیرهای میانی بوده و بارها مستقیما به ستون‌ها منتقل می‌شوند. سقف‌های وافل دو‌طرفه عموما در دهانه‌های بلند استفاده می‌شوند لذا طراحی صحیح در استفاده از این سقف ها بسیار حائز اهمیت است. قالب‌های وافل دو‌طرفه در ابعاد مختلفی عرضه می‌گردند که انتخاب نوع قالب بستگی به طول دهانه‌ها و نظر طراح دارد.

مراحل اجرای سقف وافل

زیرسازی سقف:

زیرسازی سقف‌های وافل تقریباً شبیه به سقف‌های تیرچه‌بلوک هست و می‌توان با لوازم معمولی که در کارگاه‌های ساختمانی وجود دارد از قبیل چوب و چهار تراش، قوطی فلزی، لوله داربست و لوازم مشابه دیگر برای زیرسازی آن استفاده نمود .لازم به ذکر است سقف وافل مانند یوبوت و تیردال نیاز به تخته فرش کردن کل سقف ندارد.

قالب گذاری :

با توجه به سبکی قالب‌ها براحتی قابل قرارگیری برروی شبکه زیرسازی شده می باشند و در محل خود ثابت می‌شوند و امکان عبور و مرور کارگران به سادگی امکان پذیر است. چیدمان قالب‌ها باید مطابق نقشه های اجرایی باشند که توسط محاسب سازه ارائه شده است و بسته به روش طراحی ممکن است برخی نواحی دال توپر بوده و نیازی به قرارگیری قالب نباشد.

آرماتوربندی میلگرد حرارتی و تیرچه‌های میانی:

ابتدا میلگرد تحتانی در جان تیرچه‌های میانی قالب‌های وافل بصورت سراسری اجرا می‌شود، که علاوه بر کاهش پرت میلگرد ، باعث افزایش ظرفیت مقاومتی سقف هم می گردد . سپس شبکه فوقانی میلگرد‌ها مطابق با جزئیات ذکر شده در نقشه اجرا می‌شود و در نهایت سنجاقی هم میلگرد تحتانی را به شبکه فوقانی متصل می نماید.

بتن ریزی:

با رعایت ضوابط اجرایی بتن ریزی سقف انجام می گیرد. لازم به ذکر است که بر خلاف سقف‌های مشبک دیگر (مانند کوبیاکس، یوبوت، بدلیل عدم نیاز به بتن ریزی دو مرحله ای نمی باشد.

باز کردن قالب:

پس از فرایند بتن ریزی بازکردن قالب‌ها از زیر سقف به سهولت انجام می گردد. و نمای زیر سقف به صورت اکسپوز نمایان خواهد گردید.

مزایا و معایب سقف تیرچه بلوک عبارت‌اند از:

مزایا:

• استفاده و اجرای آسان
• در دسترس بودن در تمامی نقاط کشور
• عایق حرارتی و صوتی نسبتا مناسب
• عدم نیاز به نیروی کار متخصص و تجهیزات ویژه

معایب:

• امکان ترک خوردگی پاشنه تیرچه هنگام حمل و نقل و جابجایی وجود دارد.
• 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 نخ
• واهند داشت و حتی در برخی از موارد ممکن است از میلگردهای تکه شده و جوش خورده استفاده شود.
• با توجه به پیش ساخته بودن تیرچه‌ها، بتن پاشنه با سایر اجزای سقف بخوبی متصل نشده و اصطلاحا اتصال سرد اتفاق می‌افتد.
• این نوع سقف دارای محدودیت طول دهانه (حداکثر حدود 8 متر) می‌باشد.
• به دلیل عدم استقامت بلوک ها در حین اجرا و بتن ریزی سقف، خطرات فراوانی را برای نیروهای اجرایی بوجود می‌آورد.
• در صورت استفاده از بلوک‌های پلی استایرن، ممکن است اسپیسرها درآن‌ها فرو رود و باعث چسبیده شدن میلگردهای حرارتی به بلوک شود که این مورد با حذف میلگرد حرارتی تفاوت چندانی ندارد.
• 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.

• در صورت استفاده از بلوک‌های پلی استایرن در این سقف‌ها حتی در صورت استفاده از نوع کندسوز آن‌ها، در صورت وقوع آتش سوزی، آتش سوزی تقریبا غیر قابل کنترل بوده و همچنین باعث انتشار گازهای سمی و دودزا خواهد شد.

مزایای سیستم وافل یک طرفه:

• در مقایسه با سایر سیستم‌ها نظیر تیرچه بلوک این سیستم سقف دارای صلبیت بیشتری بوده و باعث بهبود عملکرد سقف در زلزله می‌شود.
• 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.
• 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.
• بتن ریزی همزمان تیرچه‌ها با سایر اجزای سقف که باعث عدم بوجود آمدن اتصال سرد بین اجزای سقف شده و کیفیت را بالاتر می‌برد.
• کیفیت نهایی سقف وافل بسیار بهتر از تیرچه بلوک 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.
• استقامت مناسب قالب‌های وافل نسبت به بلوک‌های تیرچه بلوک، خطرات وارد بر کارگران هنگام آرماتور بندی و بتن ریزی را کاهش می‌دهد.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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 بلوک بوده و نیاز به آموزش خاصی جهت اجرا ندارد.
• 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.
• 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.

• یکی دیگر از مزیت‌های سقف وافل نظارت دقیق بر مصرف و آرایش میلگرد تیرچه‌ها تا لحظه قبل از بتن ریزی می‌باشد.
• سقف‌های وافل می‌تواند در انواع سازه‌های بتنی و فلزی مورد استفاده قرار گیرد و از این لحاظ محدودیتی ندارد.
• روند طراحی سقف‌های وافل مورد تائید آئین‌ نامه‌های معتبر داخلی و بین المللی بوده و مورد تائید مرکز تحقیقات ساختمان و نظام مهندسی می‌باشد.
• اجرای آسان انواع بازشو برای اهداف معماری و یا داکت برای عبور تاسیسات از دیگر مزایای این سقف می‌باشد.
• از مزایای اقتصادی سقف وافل کاهش میلگرد مصرفی در کل سازه به دلیل سبک بودن سقف وافل نسبت به سایر سقف‌ها و کاهش زمان اجرا می‌باشد.

مقایسه سقف وافل یکطرفه با سیستم تیرچه-بلوک از نظر مصرف میلگرد و بتن در سازه

در این مقایسه چند آیتم باید بطور همزمان مدنظر قرارگیرد. در سیستم تیرچه بلوک آیتم‌های مورد نظر شامل بتن مصرفی، میلگرد، دستمزد اجرا، هزینه بلوک شامل پلی استایرن یا لیکا و… ، 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 بلوک با بلوک لیکا، در هر متر مربع حدود 105 کیلوگرم سبکتر خواهد بود. این امر روی سبک سازی سازه از نظر میزان آرماتور 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 16 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 بلوک تفاوت خاصی را ایجاد نمی‌کند.

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

3- تیرچه: در سقف‌های تیرچه بلوک در هر متر مربع سقف حدود 1.7 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 نمی توان اظهار نظر قطعی نمود. .قیمت روز تیرچه به تاریخ 05/6/1401 در شهر اصفهان به شرح زیر می باشد.

با فرض دهانه میانگین 5.5 متر و استفاده از میلگرد نمره 14 در پاشنه تیرچه‌ها قیمت مترطول تیرچه 120 هزار تومان بوده که با فرض 1.7 طول تیرچه در متر مربع قیمت هر متر مربع تیرچه حدود 204 هزار تومان خواهد بود.

4- پرکننده (بلوک): در هر متر مربع حدود 7 عدد بلوک استفاده می‌شود که در وافل این هزینه صفر است. با فرض استفاده از بلوک لیکا در این پروژه، قیمت هر قطعه آن با ابعاد 44x25x20  از قرار 7500 تومان می‌باشد که در هر متر مربع حدود 53 هزار تومان برآورد می‌گردد.

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 بلوک هزینه حمل و جرثقیل برای تیرچه‌ها نیز وجود دارد که باید در براورد ها لحاظ گردد.

جدول 2- مقایسه هزینه اجرای سقف وافل یک طرفه و تیرچه بلوک

در فیلم زیر بطور دقیق در یک فایل اکسل محاسبات دقیق برای یک پروژه 7 طبقه با متراژ کل 2184 متر مربع که شامل یک طبقه پارکینگ به مساحت 312 متر مربع است آورده شده و مقایسه صورت گرفته است. برای اطلاع ازنحوه محاسبه ضریب 0.05 در ردیف هزینه خرید و بازخرید قالب وافل می‌توان به مقاله هزینه خرید و بازخرید قالب وافل موجود در قسمت مقالات سایت شرکت گنبد فیروزه مراجعه کنید. همانطور که دیده می‌شود در این پروژه نه تنها سیستم سقف وافل یک طرفه هزینه اضافی به کارفرما تحمیل نمی‌کند بلکه در کل پروژه نسبت به سیستم تیرچه بلوک، قیمت تمام شده با احتساب هزینه گچ و خاک و کناف دور در تیرچه  بلوک و وافل یک طرفه بصورت تمام کناف بازهم هزینه وافل یک طرفه نسبت به تیرچه بلوک به ازای هر متر مربع 54000 تومان کمتر است .

لازم به ذکر است شرکت گنبد فیروزه نقشه ‌های طراحی شده با سقف تیرچه بلوک را بصورت کاملا رایگان به نقشه‌های با سقف وافل یک طرفه تبدیل کرده و تمامی مراحل شامل صفر تا صد طراحی و اجرای سقف وافل را انجام داده و در صورت نیاز مشاوره و پشتیبانی رایگان را در تمامی مراحل طراحی و اجرا در اختیار مهندسان و کارفرمایان عزیز قرار می‌دهد.

جهت اطلاع از شیو ی نقشه خوانی سقف وافل میتوانید به مقاله ی دیگر گنبد فیروزه با عنوان چگونگی نقشه خوانی سقف وافل و مراحل آن مراجعه کنید.

همچنین برای مقایسه میزان کناف مصرفی در سقف وافل و گچ وخاک و کناف دور در تیرجه بلوک و توضیح بیشتر در این مورد می‌توانید به مقاله با همین عنوان در وبسایت شرکت گنبد فیروزه مراجعه کنید. (برای ارجاع در اینجا کلیک کنید)

جدول مقایسه تیرچه بلوک و وافل یک طرفه