Regionuose, kuriuose dažnai sninga ir šalta, labai svarbu, kad konstrukcijos būtų atsparios šiems veiksniams, įskaitant sustiprintus pamatus ir konstrukcijos vientisumą.
Mediena yra itin tvirta, tačiau lengva medžiaga, kuri dėl ilgų ir plonų ląstelių sienelių gali atlaikyti didžiules jėgas ir nesutrūkinėti veikiama slėgio. Be to, daugybė vinių ar jungčių taškų suteikia dar daugiau atsparumo.
Lengvesnis svoris
Mediena yra aplinkai nekenksminga medžiaga. Dėl ilgų ir plonų medienos ląstelinių sienelių mediena yra įspūdinga statybinė medžiaga, pasižyminti išskirtiniu tvirtumo ir svorio santykiu. Tinkamai prižiūrimos ir tinkamai eksploatuojamos medinės konstrukcijos gali tarnauti dešimtmečius ar šimtmečius!
Dėl mažesnio svorio mediena yra patrauklus pasirinkimas aukštybiniams pastatams, kurių pamatai dėl gravitacijos gali patirti įtampą. Gerai suplanuotas medinis karkasas gali sumažinti šį spaudimą naudodamas grindis, sijas ir kronšteinus, kurie laikui bėgant palaiko ir išlaiko stabilią konstrukciją.
Lightwood pastatai, palyginti su betoninėmis ar plieninėmis konstrukcijomis, taip pat yra geresni izoliatoriai, todėl žiemą reikia mažiau šildymo, o vasarą - vėsinimo, kad gyventojams ir lankytojams būtų maloni patalpų temperatūra. Tai sumažina energijos suvartojimą ir kartu užtikrina komfortiškas sąlygas viduje.
Dėl savo ekologiškumo mediena taip pat yra ekologiška medžiaga kurį gaminant išmetama mažiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų nei gaminant betoną ir plieną. Be to, medieną galima lengvai perdirbti ir pakartotinai naudoti kaip statybinę medžiagą.
Medinės konstrukcijos pasižymi natūraliu elastingumu, todėl yra atsparios šoninėms jėgoms, pavyzdžiui, žemės drebėjimams. Tai paaiškina, kodėl istorinės medinės šventyklos ir bažnyčios Japonijoje, Norvegijoje ir Anglijoje išlieka stovėti ir po didelių žemės drebėjimų. Naujausi bandymai rodo, kad vidutinio aukščio, iki šešių aukštų lengvo karkaso mediniai pastatai gali atlaikyti 7,5 balo stiprumo žemės drebėjimą ir nepatirti didelės žalos.
Tačiau būtina prisiminti, kad bet kokio iš medienos pastatyto pastato ilgaamžiškumas priklauso nuo jo konstrukcijos. Prasta statybos ir priežiūros praktika gali sutrumpinti jo tarnavimo laiką, nepriklausomai nuo medžiagos sudėties; siekiant kuo greičiau prailginti jo tarnavimo laiką. Siekdami užtikrinti medinio statinio ilgaamžiškumą, statytojai turėtų laikytis visų būtinų statybos taisyklių, taip pat naudoti paruoštą ir apdorotą medieną.
Duktilumas
Tamprumas reiškia medžiagų gebėjimą deformuotis, o ne lūžti veikiant tempimo įtempiams, todėl tamprumo matavimai yra neįkainojamas šaltinis medžiagoms parinkti inžinerijoje ir kokybės kontrolės tikslais. Be to, matuojant tąsumą galima tiksliai modeliuoti konstrukcijas ir dalis, todėl projektavimo procesai tampa efektyvesni, o komponentai - tvirtesni.
Mediniai pastatai gali geriau nei dauguma kitų tipų pastatų atlaikyti gausų snygį, nes yra lankstesni ir plastiškesni už daugelį kitų tipų pastatų. Minkšta, bet lanksti medžiaga lengvai lankstosi nesulūždama, o dažnai naudojamos vinys ir metalinės jungtys suteikia dar daugiau plastiškumo ir padeda konstrukcijoms atlaikyti seismines jėgas, kurios kitu atveju galėtų būti destruktyvios.
Norint nustatyti pastato plastiškumą, reikia atlikti specialų bandymą. Atliekant tokį bandymą plokščias arba apvalus statybinės medžiagos bandinys įdedamas į bandymo aparatą ir veikiamas tempimo apkrova; tada bet kokią medžiagos deformaciją galima nubraižyti į įtempių ir deformacijų kreivę; kai laikui bėgant deformacija pradeda kisti, tai išryškėja kaip įpjovos ar įtrūkimai, tai vadinama "plastiškumo tašku".
Šiuo metodu apskaičiuoti tikslų pastato plastiškumą gali būti sudėtinga dėl dažnai plokščios įtempių ir deformacijų kreivės viršūnės ir skirtumų tarp tikrosios deformacijos kaklelio taške ir pirminės vertės, apskaičiuotos pagal nominaliąją įtempių ir deformacijų kreivę.
Norint tiksliai išmatuoti pastato plastiškumą, jo medžiagoms turi būti taikomi pakartotiniai didėjančios apkrovos ciklai, kol pastatas sulūžta arba išsklaido tam tikrą energijos kiekį. Efektyvesnis būdas medinių konstrukcijų plastiškumui įvertinti būtų naudoti nustatytą eksploatacinėmis savybėmis pagrįstą metodiką; Eurokodas 8 siūlo tokią klasifikavimo sistemą, pagal kurią konstrukciniai elementai ar jungtys gali būti klasifikuojami atsižvelgiant į jų elgseną ir gebėjimą išsklaidyti energiją.
Struktūrinis vientisumas
Konstrukcijos vientisumas - tai konstrukcijos gebėjimas atlikti numatytą funkciją įprastomis eksploatavimo sąlygomis ir išlikti saugiai, jei sąlygos viršija projektavimo etape nustatytas sąlygas. Šią sąvoką turėtų suprasti visi statybos inžinieriai, nors nuodugniam tikrinimui ir vertinimui atlikti reikia specialių žinių ir patirties. Inžinieriai, kurie specializuojasi konstrukcijų vientisumo srityje, turi unikalių įžvalgų savo pramonėje, nes laikui bėgant nuolat tikrina konstrukcijas ir komponentus.
Žiemos oro sąlygomis statiniai turi išlaikyti aukštą konstrukcijos vientisumo lygį, ypač dėl gausiai susikaupusio sniego, stipraus vėjo ir užšalimo temperatūros, dėl kurių pastato komponentai ir jų jungtys patiria įtampą. Todėl labai svarbu, kad visi konstrukciniai elementai išliktų saugūs ir kartu veiksmingai išlaikytų apkrovas.
Labai svarbu, kad perdangos, sijos ir kolonos turėtų tinkamą laikomąją galią; taip pat reikėtų tinkamai įrengti izoliaciją, kad būtų reguliuojama patalpų temperatūra ir išvengta šilumos nuostolių; projektuojant taip pat reikėtų atsižvelgti į galimą ledo susidarymą, dėl kurio konstrukcijose gali atsirasti lenkimo ir šlyties jėgų; visi šie veiksniai turi būti įtraukti į bet kurio statomo ar renovuojamo statinio projektavimo planą.
Pastato konstrukcijų vientisumo priežiūra gali pareikalauti daug laiko ir būti sudėtinga, tačiau labai svarbi siekiant užtikrinti numatytą pastato eksploataciją numatytu eksploatavimo laikotarpiu. Todėl būtina reguliariai atlikti konstrukcijų vientisumo vertinimą, o rezultatus užregistruoti konstrukcijų vientisumo registre, kad ateityje būtų galima su jais susipažinti.
Įdiegus įprastos techninės priežiūros ir patikrų sistemą, konstrukcijos vientisumą galima išlaikyti visą jos eksploatavimo laikotarpį. Šiuolaikinės statybos normos ir inžinerinės apsaugos priemonės, pavyzdžiui, periodinės konstrukcijų patikros, gali padėti greitai aptikti bet kokias galimas problemas, kad jas būtų galima greitai išspręsti; reguliariai tikrinant namų ar biurų konstrukcijas bus užtikrinta, kad jų vientisumas išliks nepakitęs ilgiau. Todėl pasinaudokite proga ir šį savaitgalį patikrinkite, ar nėra prasto konstrukcijos vientisumo požymių!
Stiprumas
Mediena yra lengvai pritaikoma medžiaga, nes ją lengva priderinti prie įvairių architektūros stilių ir dizaino. Dėl šio lankstumo jos kūrėjai gali kurti gražius statinius. Puikios medžio izoliacinės savybės padeda palaikyti komfortišką patalpų temperatūra tiek žiemą, tiek vasarą; be to, jį gaminant išmetamas nedidelis CO2 kiekis. Todėl šis natūralus atsinaujinantis išteklius gali būti naudojamas tvariems ir sveikiems gyvenamiesiems, komerciniams ar visuomeniniams pastatams statyti.
Mediena dėl stiprių molekulinių ryšių, esančių celiuliozės skaidulose, gali atlaikyti didžiules apkrovas, nes išilgai jos pluošto lygiagrečiai suspaudžiama iki 5000 kg tempimo jėga. Neįtikėtinas medienos atsparumas užtikrina iš jos pagamintų konstrukcijų, pavyzdžiui, sandėlių ar dangoraižių, saugumą ir ilgaamžiškumą.
Medieną galima dar labiau sustiprinti naudojant specialią medieną, pavyzdžiui, kryžminio klijavimo medieną (CLT) ir klijuotąją medieną, kuri naudojama šiuolaikiniuose pastatuose lengvoms, bet tvirtoms konstrukcijoms statyti. CLT ir (arba) klijuotos medienos inžinerija suteikia naujų būdų kurti sudėtingas konstrukcijas naudojant medieną, taip pat ją galima naudoti daugiaaukščių pastatų statybai. Be to, inžinerinė mediena produktai tokios konstrukcijos yra itin atsparios seisminėms apkrovoms - idealiai tinka seismiškai aktyviems regionams.
Mediniuose pastatuose pritaikius vėjams atsparios konstrukcijos principus, galima gerokai sustiprinti jų konstrukcijas ir užtikrinti, kad jie atlaikys galingus vėjus sniego audros metu. Šį tikslą galima pasiekti naudojant racionalias formas, tinkamas sutvirtinimo sistemas ir kruopštų langų bei angų išdėstymą, kad būtų apribotas vėjo nešamų šiukšlių kaupimasis. Medinėms konstrukcijoms taip pat reikėtų naudoti konservantus ir lakus, kad jos būtų apsaugotos nuo biologinio puvimo, vabzdžių ir pailgėtų jų patvarumas bei tarnavimo laikas. Reguliarūs patikrinimai gali padėti užtikrinti, kad mediena išliktų saugi ekstremaliomis oro sąlygomis; taip galima išvengti brangiai kainuojančio remonto ir prailginti jų tarnavimo laiką.
