I områder, der er udsat for snefald og frostgrader, er det vigtigt, at konstruktionerne kan modstå disse elementer, herunder forstærkede fundamenter og strukturel integritet.
Træ er et ekstremt stærkt og alligevel let materiale, der kan modstå enorme kræfter uden at revne under tryk på grund af dets lange, tynde cellevægge. Desuden gør de mange søm eller forbindelsespunkter det endnu mere modstandsdygtigt.
Lettere vægt
Træ er en Miljøvenligt materiale. De lange, tynde cellevægge, som træ består af, gør det til et imponerende byggemateriale med et enestående forhold mellem styrke og vægt. Når det plejes og vedligeholdes korrekt, kan trækonstruktioner holde i årtier eller århundreder!
Træets lavere vægt gør det til et attraktivt valg til højhuse, hvor tyngdekraften kan belaste fundamentet. Et velplanlagt træskelet kan afhjælpe dette pres ved at bruge gulve, bjælker og afstivninger til at støtte og holde strukturen stabil over tid.
Lightwood-bygninger isolerer også bedre end beton- eller stålkonstruktioner, så der kræves mindre opvarmning om vinteren og afkøling om sommeren for at skabe en behagelig indetemperatur for beboere og besøgende. Det sænker energiforbruget, samtidig med at der opretholdes behagelige forhold indenfor.
Afhængig af sin miljøvenlighed er træ også en Miljøvenligt materiale der producerer mindre drivhusgasser under fremstillingen end beton og stål. Desuden kan træ nemt genbruges og genanvendes som byggemateriale igen og igen.
Trækonstruktioner har en naturlig elasticitet, der gør dem modstandsdygtige over for sideværts kræfter som jordskælv. Det forklarer, hvorfor historiske trætempler og -kirker fra Japan, Norge og England bliver stående efter store rystelser. Nylige tests viser, at lette træbygninger på op til seks etager kan modstå et jordskælv med en styrke på 7,5 uden at lide væsentlig skade.
Men det er vigtigt at huske, at holdbarheden af enhver bygning, der er konstrueret af træ, afhænger af dens design. Dårlig bygge- og vedligeholdelsespraksis kan forkorte levetiden uanset materialesammensætning; for at forlænge levetiden så hurtigt som muligt. For at sikre en trækonstruktions lange levetid skal bygherrer overholde alle nødvendige bygningsreglementer samt bruge krydret og behandlet tømmer.
Duktilitet
Duktilitet refererer til materialers evne til at deformere i stedet for at gå i stykker under spændingsbelastning, hvilket gør duktilitetsmålinger til en uvurderlig kilde til materialevalg i tekniske anvendelser og til kvalitetskontrol. Desuden giver måling af duktilitet også mulighed for nøjagtig modellering af strukturer og dele, hvilket resulterer i mere effektive designprocesser og stærkere komponenter.
Bygninger af træ kan modstå kraftigt snefald bedre end de fleste andre bygningstyper, fordi de er mere fleksible og duktile end mange andre. Deres bløde, men fleksible materiale bøjer let uden at gå i stykker, mens søm og metalforbindelser, der ofte bruges sammen med dem, giver endnu mere duktilitet og hjælper konstruktionerne med at modstå seismiske kræfter, der ellers kunne vise sig at være ødelæggende.
For at bestemme en bygnings duktilitet skal der udføres en specifik test. For at udføre en sådan test placeres en flad eller rund prøve af byggemateriale i en testmaskine og udsættes for en trækbelastning; enhver belastning, som materialet oplever, kan derefter plottes ind på en spændings-tøjningskurve; når dets belastning begynder at ændre sig over tid, afslører det sig i form af indsnævring eller udvikling af hak, og det er kendt som dets "duktilitetspunkt".
Det kan være en udfordring at beregne en bygnings nøjagtige duktilitet ved hjælp af denne metode på grund af den ofte flade top af dens spændings-tøjningskurve og variationen mellem den sande tøjning ved indsnævringspunktet og den rå værdi, der beregnes ud fra den nominelle spændings-tøjningskurve.
For at måle en bygnings duktilitet nøjagtigt skal dens materialer gennemgå gentagne cyklusser med stigende belastning, indtil den enten bryder sammen eller afgiver en bestemt mængde energi. En mere effektiv tilgang til vurdering af trækonstruktioners duktilitet ville være at bruge en etableret præstationsbaseret metode; Eurocode 8 tilbyder et sådant klassifikationssystem, hvor konstruktionselementer eller forbindelser kan klassificeres ud fra deres adfærd og evne til at sprede energi.
Strukturel integritet
Strukturel integritet refererer til en strukturs evne til at opfylde sin tilsigtede funktion under normale driftsforhold og samtidig forblive sikker, hvis forholdene overskrider det, der blev specificeret i designfasen. Alle bygningsingeniører bør forstå dette koncept, selv om grundig inspektion og evaluering kræver specialviden og erfaring. Ingeniører med speciale i strukturel integritet tilbyder unik indsigt i deres branche gennem løbende inspektion af strukturer og komponenter over tid.
Konstruktioner skal opretholde et højt niveau af strukturel integritet under vintervejr, især på grund af store sneophobninger, stærk vind og frostgrader, der belaster bygningskomponenter og deres forbindelser. Derfor er det vigtigt, at alle strukturelle elementer forbliver sikre og samtidig understøtter deres belastninger effektivt.
Det er afgørende, at plader, bjælker og søjler alle har tilstrækkelig bæreevne; isolering skal også installeres korrekt for at regulere indendørstemperaturen og forhindre varmetab; designovervejelser skal også tage højde for potentiel isdannelse, der kan generere bøjnings- og forskydningskræfter på strukturer; disse faktorer skal alle indregnes i enhver designplan for enhver struktur, der bygges eller renoveres.
Vedligeholdelse af bygningers strukturelle integritet kan være tidskrævende og udfordrende, men alligevel afgørende for at sikre den tilsigtede service i den forventede levetid. Der skal derfor foretages regelmæssige vurderinger af den strukturelle integritet, og resultaterne skal registreres i et strukturelt integritetsregister til fremtidig reference.
Hvis man indfører et system med rutinemæssig vedligeholdelse og inspektion, kan man bevare den strukturelle integritet i hele dens levetid. Moderne bygningsreglementer og tekniske sikkerhedsforanstaltninger som periodiske strukturelle inspektioner kan hjælpe med at opdage potentielle problemer hurtigt, så de kan løses hurtigt; regelmæssige tjek af hjemme- eller kontorstrukturer vil sikre, at deres integritet forbliver intakt i længere tid. Benyt derfor lejligheden til at inspicere for tegn på dårlig strukturel integritet i denne weekend!
Styrke
Træ er et tilpasningsdygtigt materiale, der let tilpasser sig forskellige arkitektoniske stilarter og designs. Denne fleksibilitet gør det muligt at skabe smukke strukturer. Træets fremragende isoleringsevne hjælper med at opretholde et behageligt indeklima. temperaturer både vinter og sommer; desuden udleder produktionen af det lave mængder CO2. Derfor kan denne naturlige, vedvarende ressource bruges til bæredygtige og sunde bygninger til beboelse, erhverv eller offentlige formål.
Træ har styrken til at modstå enorme mængder belastning på grund af de stærke molekylære bindinger, der findes i cellulosefibrene, og kan modstå spændingskræfter på op til 5.000 kg parallel kompression langs årerne. Dets utrolige modstandsdygtighed sikrer både sikkerhed og holdbarhed i strukturer, der er konstrueret af træ, som f.eks. lagerbygninger eller skyskrabere.
Træ kan forstærkes endnu mere ved at bruge specialtræ som krydslamineret træ (CLT) og limtræ, der bruges i moderne bygninger til at konstruere lette, men solide strukturer. CLT/limtræ giver nye muligheder for at skabe komplekse konstruktioner ved hjælp af træ, og det kan også bruges til at bygge i flere etager. Derudover er konstrueret træ produkter som disse er ekstremt modstandsdygtige over for seismiske belastninger - ideelt til seismisk aktive områder.
Implementering af vindresistente designprincipper i træbygninger kan styrke deres strukturer betydeligt og hjælpe med at sikre, at de kan modstå kraftige vinde under en snestorm. Dette mål kan nås ved hjælp af strømlinede former, passende afstivningssystemer og omhyggelig placering af vinduer og åbninger for at begrænse ophobning af vindbårent affald. Man bør også bruge konserveringsmidler og lakker på trækonstruktioner for at beskytte dem mod biologisk nedbrydning og insekter og for at forlænge deres holdbarhed og levetid. Regelmæssige inspektioner kan hjælpe med at sikre, at træ forbliver sikkert under ekstreme vejrforhold; det kan forhindre dyre reparationer og forlænge levetiden.
