I regioner som er utsatt for snøfall og minusgrader, er det avgjørende at konstruksjonene tåler disse elementene, og det er derfor viktig med forsterket fundamentering og strukturell integritet.
Tre er et ekstremt sterkt, men likevel lett materiale, som på grunn av sine lange, tynne cellevegger kan motstå enorme krefter uten å sprekke under trykk. I tillegg bidrar de mange spikrene eller forbindelsespunktene til ytterligere motstandskraft.
Lettere vekt
Tre er en miljøvennlig materiale. De lange, tynne celleveggene som tre består av, gjør det til et imponerende byggemateriale med et eksepsjonelt forhold mellom styrke og vekt. Når trekonstruksjoner blir tatt godt vare på og vedlikeholdt på riktig måte, kan de vare i flere tiår eller århundrer!
Treets lave vekt gjør det til et attraktivt valg for høye bygninger der tyngdekraften kan legge press på fundamentet. En godt planlagt treramme kan redusere dette presset ved å bruke gulv, bjelker og stag for å støtte og holde strukturen stabil over tid.
Lette trebygninger isolerer også bedre enn betong- eller stålkonstruksjoner, slik at det kreves mindre oppvarming om vinteren og kjøling om sommeren for å skape en behagelig innetemperatur for beboere og besøkende. Dette reduserer energiforbruket, samtidig som man opprettholder komfortable forhold innendørs.
Avhengig av sin miljøvennlighet, er tre også en miljøvennlig materiale som produserer mindre klimagasser under produksjonen enn betong og stål. I tillegg kan tre enkelt resirkuleres og gjenbrukes som byggemateriale om og om igjen.
Trekonstruksjoner har en naturlig elastisitet som gjør dem motstandsdyktige mot sidekrefter som jordskjelv. Dette forklarer hvorfor historiske tretempler og -kirker fra Japan, Norge og England blir stående etter store skjelv. Nyere tester viser at lette trebygninger på opptil seks etasjer kan motstå et jordskjelv med en styrke på 7,5 uten å ta nevneverdig skade.
Men det er viktig å huske på at holdbarheten til en bygning som er konstruert i tre, avhenger av konstruksjonen. Dårlig konstruksjon og vedlikehold kan forkorte levetiden, uavhengig av materialvalg, og det er derfor viktig å forlenge levetiden så raskt som mulig. For å sikre lang levetid for en trekonstruksjon bør byggherrer følge alle nødvendige byggeforskrifter og bruke impregnert og behandlet tømmer.
Duktilitet
Duktilitet er materialers evne til å deformeres i stedet for å gå i stykker under strekkpåkjenning, noe som gjør duktilitetsmålinger til en uvurderlig kilde for materialvalg i tekniske anvendelser og kvalitetskontrollformål. Måling av duktilitet gjør det også mulig å modellere strukturer og deler mer nøyaktig, noe som resulterer i mer effektive designprosesser og sterkere komponenter.
Bygninger i tre tåler kraftig snøfall bedre enn de fleste andre bygningstyper fordi de er mer fleksible og duktile enn mange andre. Det myke, men fleksible materialet bøyer seg lett uten å brekke, mens spiker og metallforbindelser som ofte brukes sammen med dem, gir ytterligere duktilitet, noe som hjelper konstruksjonene med å motstå seismiske krefter som ellers kan vise seg å være ødeleggende.
For å bestemme en bygnings duktilitet må man gjennomføre en spesifikk test. For å utføre en slik test plasseres en flat eller rund prøve av byggematerialet i en testmaskin og utsettes for en strekkbelastning; enhver tøyning som materialet utsettes for, kan deretter plottes inn på en spenning-tøyningskurve; når tøyningen begynner å endre seg over tid, avslører det seg i form av innsnevring eller utvikling av hakk, og dette er kjent som "duktilitetspunktet".
Det kan være utfordrende å beregne den nøyaktige duktiliteten til en bygning ved hjelp av denne metoden på grunn av den ofte flate toppen på spenning-tøyningskurven og variasjonen mellom den sanne tøyningen ved innsnevringspunktet og råverdien som beregnes ut fra den nominelle spenning-tøyningskurven.
For å kunne måle en bygnings duktilitet nøyaktig, må materialene utsettes for gjentatte sykluser med økende belastning inntil de enten sprekker eller avgir en spesifisert mengde energi. En mer effektiv metode for å vurdere duktiliteten til trekonstruksjoner ville være å bruke en etablert ytelsesbasert metodikk. Eurokode 8 tilbyr et slikt klassifiseringssystem der konstruksjonselementer eller forbindelser kan klassifiseres basert på deres oppførsel og evne til å spre energi.
Strukturell integritet
Strukturell integritet refererer til en konstruksjons evne til å oppfylle sin tiltenkte funksjon under normale driftsforhold, samtidig som den er sikker hvis forholdene skulle overgå det som ble spesifisert i designfasen. Alle bygningsingeniører bør forstå dette konseptet, selv om grundig inspeksjon og evaluering krever spesialkunnskap og erfaring. Ingeniører som spesialiserer seg på strukturell integritet, tilbyr unik innsikt til bransjen gjennom løpende inspeksjon av strukturer og komponenter over tid.
Strukturer må opprettholde en høy grad av strukturell integritet under vinterlige værforhold, særlig på grunn av store snømengder, sterk vind og minusgrader som påfører bygningskomponenter og deres forbindelser store påkjenninger. Derfor er det avgjørende at alle konstruksjonselementer holder seg sikre og samtidig bærer lasten effektivt.
Det er avgjørende at dekker, bjelker og søyler har tilstrekkelig bæreevne; isolasjon bør også installeres på riktig måte for å regulere innetemperaturen og forhindre varmetap; det bør også tas hensyn til potensiell isdannelse som kan generere bøye- og skjærkrefter på konstruksjonene; alle disse faktorene må tas med i alle designplaner for konstruksjoner som skal bygges eller renoveres.
Vedlikehold av bygningskonstruksjoner kan være tidkrevende og utfordrende, men det er viktig for å sikre at de fungerer som forutsatt i hele sin forventede levetid. Derfor må det utføres regelmessige vurderinger av den strukturelle integriteten, og resultatene må registreres i et strukturelt integritetsregister for fremtidig referanse.
Ved å innføre et system for rutinemessig vedlikehold og inspeksjoner kan man sikre at den strukturelle integriteten opprettholdes gjennom hele levetiden. Moderne byggeforskrifter og tekniske sikkerhetstiltak, som periodiske inspeksjoner av konstruksjonen, kan bidra til å oppdage potensielle problemer raskt, slik at de kan løses raskt. Regelmessige kontroller av bolig- eller kontorbygninger vil sikre at konstruksjonen holder seg intakt lenger. Benytt derfor anledningen til å inspisere for tegn på dårlig strukturell integritet denne helgen!
Styrke
Tre er et tilpasningsdyktig materiale som lett tilpasser seg ulike arkitektoniske stiler og design. Denne fleksibiliteten gjør det mulig å skape vakre strukturer. Treets utmerkede isolasjonsegenskaper bidrar til å opprettholde et behagelig inneklima temperaturer både vinter og sommer, og produksjonen gir dessuten lave utslipp av CO2. Denne naturlige, fornybare ressursen kan derfor brukes til å bygge bærekraftige og sunne bygninger til bolig-, nærings- eller offentlige formål.
Tre har styrke til å tåle enorme belastninger på grunn av de sterke molekylære bindingene som finnes i cellulosefibrene, og tåler strekkrefter på opptil 5000 kg parallell kompresjon langs fiberretningen. Den utrolige motstandsdyktigheten sørger for både sikkerhet og holdbarhet i konstruksjoner som er bygget av tre, for eksempel lagerbygninger eller skyskrapere.
Tre kan forsterkes ytterligere ved å bruke spesialvirke som krysslaminert tre (CLT) og limtre, som brukes i moderne bygninger for å konstruere lette, men solide strukturer. CLT/limtre gir nye muligheter til å skape komplekse konstruksjoner med tre, og kan også brukes til å bygge bygninger i flere etasjer. I tillegg kan konstruert trevirke produkter som disse er ekstremt motstandsdyktige mot seismiske belastninger - ideelt for seismisk aktive regioner.
Ved å implementere vindbestandige designprinsipper i trebygninger kan man styrke konstruksjonene betydelig, slik at de kan motstå kraftige vinder under en snøstorm. Dette kan oppnås ved hjelp av strømlinjeformede former, hensiktsmessige avstivningssystemer og nøye plassering av vinduer og åpninger for å begrense opphopning av vindbårent rusk. Trekonstruksjoner bør også behandles med konserveringsmidler og lakk for å beskytte dem mot biologisk nedbrytning og insekter, og for å forlenge holdbarheten og levetiden. Regelmessige inspeksjoner kan bidra til å sikre at treverket holder seg sikkert under ekstreme værforhold, noe som både kan forhindre kostbare reparasjoner og forlenge levetiden.
