چوب

در دنیا، بسیاری از ساختمان های مسکونی و تجاری که قبل از قرن 21 ساخته شده اند، از پوب بعنوان ماده ساختمانی استفاده کرده اند. منابع عظیم چوب ساختار پایه بسیاری از منازل، ساختمان های تجاری، پل ها و کارگاه ها را بوجود آورده اند. امروزه، خانه ها و بسیاری از ساختمان های تجازی و صنعتی از مواد مدرن چوبی ساخته شده اند. اخیراً، علاقه ی روزافزونی به استفاده از چوب در سازه های ترابری مانند پل ها بوجود آمده است.

در اینجا، به بررسی قابلیت های انواع مختلف سیستم های ساختمانی پرداخته شده است.

 

سازه های قاب سبک

سازه های قاب سبک

از دید تاریخی، دو نوع عمده از ساختمان های قاب سبک وجود دارد. قاب بندی بالونی و قاب بندی زمینه ای. قاب بندی بالونی، که تا اوایل قرن بیستم مورد استفاده قرار میگرفت، از اعضای قاب بندی دیوار های تمام قد برای ساختمان سازی تشکیل میشود. اطلاعات بیشتر در مورد قاب بندی بالونی در راهنماهای ساختمانی قدیمی وجود دارد. در اواخر قرن بیستم، قاب بندی زمینه ای، بازار خانه سازی را دردست گرفت و در موارد تجاری و کاربرد های صنعتی سبک مورد استفاده وسیع قرار گرفت. قاب بندی زمینه ای ساخت هر کف را روی کف زیرین ممکن میساخت. قاب بندی زیمنه ای از 50 سال پیش تا کنون با استفاده از موادجدید و محصولات پانلی برای کف و سقف، متحول شده است و اجزای پیش ساخته و تکه های قابل استفاده در , سازه ی چفت وبستی، در آن بکار میرود. توضیح دقیق تر در مورد ساختار زمینه ای در کتاب ساختمان ساختمان منازل قاب چوبی (Sherwood & Stroh 1989) آورده شده است. کتاب راهنمای سازه های چوبی برای خانواده (AF & PA 1995) نیز دارای اطلاعات مفیدی در این زمینه است.

 

فونداسیون ها:

ساختمان های قاب سبک با زیرزمین، معمولاً توسط دیوار های بتنی پیش ساخته در محل یا دیوار های بلوک بتنی پشتیبانی میشوند. روش دیگر برای ایجاد فونداسیون، استفاده از بلوک های بتنی است که ساختمان را کمی از زمین بلند تر میکنند. برخی ساختمان ها اصلاً دارای فونداسیون نیستند، چون دیوار ها توسط تکیه گاه های بتنی نگهداری میشوند پس نیاز به پایه ندارند. در دیواره های فونداسیون از چوب پرداخت شده نیز استفاده میشود.

اساساً چنین فونداسیون هایی از بخش های دیواره ای چوبی به همراه صفحات پلیوود تشکیل شده اند که توسط صفحات پرداخت شده چوب حمایت میشوند و تمام آنها تا سطح معینی از دوام پرداخت شده اند. برای توزیع بار، صفحات روی یک لایه از سنگ یا گراول قرار میگیرند. دیوار ها باید طوری طراحی شوند تا در مقابل بار های جانبی مقاومت کنند و با همان تکنیک هایی که دیوار های سنتی ساخته میشوند، بوجود می آیند. سطح خارجی دیواره قونداسیون که زیر سطح است،به مواد ضد رطوبت آغشته میشود تا از تماس مستقیم آب با پانل ها جلوگیری کند.

 

کف ها

برای خانه های زیرزمین دار، سازه ی حامی مرکزی از بخش های چوبی روی زمینه مناسب تشکیل شده است که در بر دارنده ی تیر های باربر میباشد که از الوار های هم عرض اتصالات (استاندارد 38x183 mm تا 38x286 mm ) تشکیل شده اند که به یکدیگر پیچ میشوند و در لبه ها قرار میگیرند. چون الوار ها آنقدر طولانی هستند که کل طول تیر را پوشش میدهند، پس اتصالات در چند لایه مورد نیاز میباشد.

 

جزئیات کف معمولی برای ساختمان زمینه ای همراه با تیرهای خوابیده روی تیر مرکزی

 

اندازه الوارها بستگی به نوع بارگذاری، فاصله بین الوارها، فاصله بین پشتیبان ها، نوع چوب و سطح چوب دارد. معمولاً الوارهای استاندارد 38×183  mm تا 38×286 mm ، الوارهای چوبی معمولاً 6/3 تا 8/4 متر طول داردن. جدول فواصل ستون ها توسط انجمن جنگل ها و کاغذ آمریکا منتشر شده است.

 

دیوارهای خارجی

دیوارهای خارجی ساخته شده از مصالح قاب سبک، معمولاً باربر هستند. این دیوارها طبقات بالایی و سقف را پشتیبانی می کنند. یک استثنا در این مورد لبه های شیروانی منازل یک یا دو طبقه است. اساساً قاب بندی دیوار از پشت بندهای عمومی و اعضای افقی تشکیل می شود که در بر گیرنده صفحات بالایی و پایینی و دماغه ها روی فضاهای تعبیه شده برای درها و پنجره ها میباشد. پشت بندها معمولاً بطور استاندارد 38 ئر 89 میلی متر و 38 در 114 میلیمتر و یا 38 در 140 میلی متر میباشد که روبه روی هم میخ میشوند. پشت بندهای خاص که با ضخامت دیوار مطابقت دارند نیز به صورت الوارهای پیش ساخته I یا الوار ترکیبی ساختمانی وجود دارند. قاب بندی دیوار روی زمینه ای انجام می شود که توسط الوار های طبقه اول و کف کاذب ایجاد شده است.

 

سقف و پشت بام

سیستم سقف هم از الوار و هم از خرپا تشکیل شده است. خرپاهای مهندسی، کار را در کارگاه کاهش می دهد و میتوانند فواصل بیشتری را بدون نیاز به پشتیبانی بپوشانند و در نتیجه نیاز به قسمت های باربر را کمتر می کنند. بدین ترتیب انعطاف بیشتری در قرارگیری دیوارهای خارجی بوجود می آید. خرپاهای سقفی پیش ساخته، برای ساخت سقف و بام شیبدار بکار میروند. دو سوم ساختمان های قاب سبک از این روش استفاده می کنند. برای سازه های مقاوم، خرپاها عموماً با استفاده از الوارهای 38 در 89 ساخته می شوند و با ربط های فلزی که به دندان هایی که در اتصالات فشرده می شوند، به هم متصل می گردند.

 

ساختمان های چوب سنگین : قاب چوبی

ساختمان های قاب چوبی، امروزه در آمریکا متداولند و جوابگوی نسل جدید می باشند. بسیاری از ساختمان های کارخانه ها و کارگاه ها که به اواسط قرن بیستم مربوط می شوند، از چوب سنگین ساخته شده اند. قاب چوبی تجاری از چوب های بریده شده (بزرگتر از 114 در 114 میلیمتر) متصل به هم توسط اتصالات دست ساز زبانه مانند تشکیل شده اند. ساخت چنین قابی خواهان اتصالات بسیار خاص است.

 

کنترل رطوبت

برای اجتناب از مشکلات مربوط به رطوبت و مورد بازدهی ساختمانی، نگهداری و دوام آن و راحتی و سلامتی انسان، کنترل رطوبت لازم است. رطوبت مهمترین عامل محدود کننده ی عمر مفید یم ساختمان است و هم می توانند مرئی باشند و هم نامرئی. نفوذ رطوبت مرئی عامل کاهش مقاومت حرارتی مصالح ساختمان و کاهش قدرت و پایداری برخی مصالح است. نفوذ مرئی می تواند به یکی از حالات زیر باشد:

-        کپک یا زنگ زدگی

-        پوسیدگی مصالح چوبی

-        موارد ناشی از چرخه های ذوب و انجماد

-        هیدراتاسیون مواد پلاستیکی

-        آسیب های وارده به علت تغییر طول مصالح

-        نمای نامناسب (برای مثال یادکردن بخش های چوبی)

علامه بر این موارد، رطوبت بالا باعث رخنه کردن کپک ها در هوای داخلی می شود و راحتی و سلامتی افراد ره به طور جدی به خطر می اندازد. توضیحات دقیق تر در مورد اثرات رطوبت در کتابچه اصول ASHARE فصول 22 و 23 (ASHARE 1997) و Lstiburek & carmochy 1991 وجود دارد.

 

کپک، زنگ زدگی و سلامت انسان

کپک و زنگ زدگی در ساختمان ها مضر است و ذرات آن ها می توانند باعث عکس العمل های آلرژیک در انسان ها شوند. کپک و زنگ زدگی در هر سطحی ایجاد می شود، به شرطی که رطوبت آن سطح از مقدار بحرانی بالاتر باشد و درجه حرارت نیز به رشد کمک کند. هرچه سطح بیشتر در معرض این درجه رطوبت باقی بماند، کپک های بیشتری نمایان می شوند. هرچه رطوبت و دما بالاتر باشد، زمان تولید مثل کاهش پیدا می کند. رطوبت سطحی، تابعی پیچیده، از رطوبت مصالح، خصوصیات آنها، دمای محل و شرایط شرجی است. بعلاوه، رشد قارچ به نوع سطح نیز بستگی دارد. قارچ و کپک با پایین آوردن و محدود کردن شرایط شرجی از بین می روند. فقط سطوح غیر متخلخل هستند که با پاکسازی مرتب نمی زنند. بسیاری از قارچ ها در دمایی حدود 4 درجه سانتی گراد رشد می کنند. وجود رطوبت در دماهای زیر 4 درجه، باعث رشد قارچ نمی شود، به شرطی که قبل از رسیدن دما به این حد خشک شده باشد.

ذرات غبار نیز می توانند باعث بروز حساسیت شوند. این ذرات در سطح رطوبت بالاتر در دمای اتاق منتشر می شوند، ولی در سطوح شرجی زیر 50 درصد زنده نمی مانند. بهر حال این شایط بستگی به رطوبت محل و وسایل موجود دارد.

 

ایراد نقاشی و سایر مشکلات ظاهری

رطوبت محبوس شده در پشت لایه های رنگ ممکن است در نقاشی ایراداتی بوجود آورد. آب یا حلال ها نیز می توانند موجب ترک برداشتن و ریختن رنگ میشوند. تاب بیش از حد از پنل های چوبی نیز می توانند باعث برآمدگی، و فرورفتگی شوند. رطوبت بیش از حد در مصالح و بتن می تواند باعث ایجاد نواحی پودری سفید رنگ شود. در دماهای پایین، رطوبت میتواند باعث روال انجماد و ذوب شده و ایجاد ترک نماید.

 

ایرادات سازه ای

ایرادات سازه ای مربوط به پوسیدگی چوب، به هرحال اتفاق می افتد. پوسیدگی عموماً نیاز به رطوبت چوب برابر با اشباع فیبر (معمولاً حدود 30%) و دمایی بین 10 تا 43 درجه سانتی گراد دارد. سطوح رطوبت بالاتر از اشباع فیبر، فقط در الوارهای سبز و یا در شرایطی که آب مایع از درزها یا از زمین به داخل الوار نفوذ کند، دیده می شود. برای حفظ حاشیه امنیت، سطح رطوبت 20 درصد گاهی بعنوان حداکثر مقدار مجاز در نظر گرفته می شود. با ایجاد پوسیدگی، این پوسیدگی سطح آب را طوری نگهداری می کند که با نیازهای رشدش منطبق باشد.

 

زنگ زدن یا پوسیدن میخ ها، صفجات فلزی یا محصولات ساختمانی فلزی نیز باعث ایراد در سازه می شوند. زنگ زدن در سطوح بالای رطوبت در نزدیکی سطوح فلزی زخ می دهد. سطوح رطوبت چوب بالای 20 درصد باعث تسریع زنگ زدن بست های فلزی چوب می شوند. در ساختمان  ها بست های فلزی معمولاً سردترین صفحات میباشند که زنگ زدن و پوسیدن آنها سریع میباشد.

 

راه های کنترل رطوبت

راهکارهای کنترل رطوبت به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:

1-  تقلیل ورودی رطوبت به داخل ساختمان

2-  حذف رطوبت از داخل ساختمان

وقتی مکانیزم های ابتدایی انتقال رطوبت و اعمال کنترل رطوبت درک شود، کف، دیوارها و ساختمان فوندانسیون را میتوان برای آب و هواهای مختلف مورد بررسی قرار داد و موثرترین روش انتقال رطوبت را برگزید. جلوگیری از جابجایی رطوبت ممکن نیست، بنابراین ساختمان باید دارای تهویه های خشک شونده و مکنده ها و سایر ابزار بیرون راندن رطوبت باشد.

مکانیزم های اصولی جابجایی رطوبت به ترتیب اهمیت به شرح زیر است:

-        آب مایع

-        جابجایی بخار آب به کمک جریان هوا

-        متفرق کردن بخار آب

در گذشته، توجه زیادی به متفرق کردن بخار آب به کمک ابزار جذب بخار وجود داشت،  در صورتیکه تفرق بخار آب دارای آخرین درجه ی اهمیت است. کنترل ورودی رطوبت باید به ترتیب زیر انجام شود:

-        کنترل نشت هوا با نصب محدودکننده های جریان هوا یا عایق بندی مناسب

-        کنترل تفرق بخار با قراردادن ابزار جذب بخار در بخش گرم عایق

کنترل صدا

یکی از عوامل مهم در طراحی ساختمان های مسکونی و اداری، کنترل صداست که هم شامل صدای ورودی به ساختمان و هم شامل انتقال صدا مابین اتاق ها می باشد. ساختمان های چوبی می توانند کنترل صدای خیلی بهتری نسبت به ساختمان های حجیم داشته باشند. بهرحال، انجام این کار نیاز به طراحی عایق هوا و اعوجاج دارد.

عایق هوایی اعوجاج، مقاومت در برابر اعوجاج موجود در هوا مانند ترافیک و صدای اشخاص است. اعوجاج روی سطح سازه ارتعاش ایجاد می کند و هدف طراح، جلوگیری از این ارتعاشات و نگهداشتن آن در طرف مخالف است. کلاس انتقال صدا (STC) نرخی است که برای مشخص کردن عایق بندی اعوجاج بکار می رود. یک سیستم دیوار با نرخ STC بالا در جلوگیری از انتقال صدا موثر است. جدول 1 لیستی از نرخ های STC برای انواع مختلف دیوار می باشد. اطلاعات دقیق تر در مورد کف و دیوار در (Rudder 1985) FPL-GTR-43 آمده است.

عایق بندی اعوجاج ضربه ای، مقاومت در برابر اعوجاجی است که توسط پا یا افتادن اشیا ایجاد می شود که در قطعات کف و سقف مورد بررسی قرار می گیرد. کلاس عایق بندی ضربه ای (IIC) نرخی است که برای مشخص کردن عایق بندی اعوجاج ضربه ای یک قطعه بکار می رود. خصوصیت مصالح کف و سقف و جزئیات سازه ای کف نرخ IIC را ایجاد می کند. اطلاعات دقیق تر در مورد نرخ IIC در ساختمان های چوبی در (شروود و مودی 1989)   FPL-GTR-59 آورده شده است.

 

 

 

 

 

/ 0 نظر / 10 بازدید