În regiunile predispuse la căderi de zăpadă și temperaturi scăzute, este esențial ca structurile să poată rezista acestor elemente, inclusiv fundații consolidate și integritate structurală.
Lemnul este un material extrem de rezistent și în același timp ușor, capabil să suporte forțe imense fără a crăpa sub presiune datorită pereților săi celulari lungi și subțiri. În plus, numeroasele cuie sau puncte de legătură adaugă rezistență suplimentară.
Greutate mai mică
Lemnul este un material ecologic. Pereții celulari lungi și subțiri care alcătuiesc lemnul fac din acesta un material de construcție impresionant, cu un raport rezistență/greutate excepțional. Atunci când sunt îngrijite corespunzător și întreținute corect, structurile din lemn pot dura decenii sau secole!
Greutatea redusă a lemnului îl face o alegere atractivă pentru clădirile înalte, unde gravitația poate pune presiune pe fundațiile acestora. Un cadru din lemn bine planificat poate atenua această presiune prin utilizarea de planșee, grinzi și contravântuiri pentru a susține și menține structura stabilă în timp.
Clădirile Lightwood servesc, de asemenea, ca izolatoare superioare în comparație cu structurile din beton sau oțel, astfel încât este nevoie de mai puțină încălzire iarna și răcire vara pentru a crea o temperatură interioară plăcută pentru rezidenți și vizitatori. Acest lucru reduce consumul de energie, menținând în același timp condiții confortabile în interior.
Dependent de prietenia sa cu mediul, lemnul este, de asemenea, un material ecologic care produce mai puține gaze cu efect de seră în timpul fabricării sale decât betonul și oțelul. În plus, lemnul poate fi ușor reciclat și reutilizat ca material de construcție la nesfârșit.
Structurile din lemn prezintă o elasticitate naturală care le face rezistente la forțe laterale precum cutremurele. Acest lucru explică de ce templele și bisericile istorice din lemn din Japonia, Norvegia și Anglia rămân în picioare după ce au avut loc cutremure majore. Teste recente arată că clădirile din lemn cu structură ușoară de până la șase etaje pot rezista la un cutremur cu magnitudinea de 7,5 fără a suferi daune semnificative.
Dar este esențial să ne amintim că durabilitatea oricărei clădiri construite din lemn depinde de designul acesteia. Practicile necorespunzătoare de construcție și întreținere îi pot scurta durata de viață, indiferent de compoziția materialului; pentru a-i prelungi durata de viață cât mai repede posibil. Pentru a asigura longevitatea unei structuri din lemn, constructorii ar trebui să respecte toate codurile de construcție necesare, precum și să utilizeze lemn fasonat și tratat.
Ductilitate
Ductilitatea se referă la capacitatea materialelor de a se deforma mai degrabă decât de a se rupe sub tensiune, ceea ce face din măsurătorile ductilității o sursă neprețuită pentru selectarea materialelor în aplicații inginerești și în scopuri de control al calității. În plus, măsurarea ductilității permite, de asemenea, modelarea precisă a structurilor și pieselor, ceea ce duce la procese de proiectare mai eficiente și la componente mai puternice.
Clădiri din lemn pot rezista la căderi abundente de zăpadă mai bine decât majoritatea celorlalte tipuri de clădiri datorită faptului că sunt mai flexibile și mai ductile decât multe altele. Materialul lor moale, dar flexibil, se îndoaie cu ușurință fără să se rupă, în timp ce cuiele și conexiunile metalice utilizate adesea cu acestea oferă și mai multă ductilitate, ajutând structurile să reziste forțelor seismice care altfel s-ar putea dovedi distructive.
Pentru a determina ductilitatea unei clădiri, trebuie administrat un test specific. Pentru a efectua un astfel de test, o probă plană sau rotundă de material de construcție este plasată într-o mașină de testare și supusă unei sarcini de tracțiune; orice deformare suferită de material poate fi apoi trasată pe o curbă tensiune-deformare; momentul în care deformarea începe să se modifice în timp și se manifestă prin apariția unor crestături este cunoscut drept "punctul de ductilitate".
Calcularea ductilității exacte a unei clădiri folosind această metodă poate fi o provocare din cauza vârfului adesea plat al curbei sale de tensiune-deformare și a variației dintre deformația reală la punctul de colmatare și valoarea brută calculată din curba nominală de tensiune-deformare.
Pentru a măsura cu exactitate ductilitatea unei clădiri, materialele acesteia trebuie să fie supuse unor cicluri repetate de creștere a sarcinii până când fie se fracturează, fie disipă o anumită cantitate de energie. O abordare mai eficientă pentru evaluarea ductilității structurilor din lemn ar fi utilizarea unei metodologii stabilite bazate pe performanță; Eurocode 8 oferă un astfel de sistem de clasificare prin care elementele structurale sau conexiunile pot fi clasificate în funcție de comportamentul și capacitatea lor de a disipa energia.
Integritatea structurală
Integritatea structurală se referă la capacitatea unei structuri de a-și îndeplini funcția prevăzută în condiții normale de funcționare, rămânând în același timp sigură în cazul în care condițiile depășesc ceea ce a fost specificat în faza de proiectare. Toți inginerii structurali ar trebui să înțeleagă acest concept, deși efectuarea unei inspecții și evaluări aprofundate necesită cunoștințe și experiență de specialitate. Inginerii specializați în integritatea structurală oferă o perspectivă unică asupra industriei lor prin inspecția continuă a structurilor și componentelor de-a lungul timpului.
Structurile trebuie să mențină niveluri ridicate de integritate structurală în timpul condițiilor meteorologice de iarnă, în special din cauza acumulărilor abundente de zăpadă, a vânturilor puternice și a temperaturilor scăzute care pun la încercare componentele clădirii și conexiunile acestora. Prin urmare, este esențial ca toate elementele structurale să rămână sigure, susținând în același timp sarcinile în mod eficient.
Este esențial ca plăcile, grinzile și coloanele să aibă capacități portante adecvate; izolarea trebuie, de asemenea, instalată corespunzător pentru a regla temperatura interioară și a preveni pierderile de căldură; proiectarea trebuie să ia în considerare și posibila formare de gheață care ar putea genera forțe de îndoire și forfecare asupra structurilor; toți acești factori trebuie luați în considerare în orice plan de proiectare pentru orice structură construită sau renovată.
Întreținerea integrității structurale a clădirilor poate necesita mult timp și poate reprezenta o provocare, însă este esențială pentru a asigura funcționarea prevăzută a clădirii pe parcursul duratei sale de viață preconizate. Prin urmare, trebuie efectuate evaluări periodice ale integrității structurale, iar rezultatele trebuie înregistrate într-un registru de integritate structurală pentru referințe viitoare.
Implementați un sistem de întreținere și inspecții de rutină, iar integritatea structurală poate fi menținută pe toată durata de viață a acesteia. Codurile moderne de construcție și măsurile de protecție tehnice, cum ar fi inspecțiile structurale periodice, pot ajuta la detectarea rapidă a oricăror probleme potențiale, astfel încât acestea să poată fi rezolvate rapid; verificările regulate ale structurilor locuințelor sau birourilor vor asigura menținerea integrității acestora pentru mai mult timp. Prin urmare, profitați de această ocazie pentru a inspecta în acest weekend dacă există semne de integritate structurală deficitară!
Putere
Lemnul este un material adaptabil, care se conformează cu ușurință diferitelor stiluri și modele arhitecturale. Această flexibilitate le permite creatorilor săi să realizeze structuri frumoase. Proprietățile excelente de izolare ale lemnului ajută la menținerea confortului interior temperaturi scăzute atât iarna, cât și vara; în plus, producția sa emite cantități reduse de CO2. În consecință, această resursă naturală regenerabilă poate fi utilizată pentru clădiri durabile și sănătoase în scopuri rezidențiale, comerciale sau publice.
Datorită legăturilor moleculare puternice din fibrele sale de celuloză, lemnul are forța de a îndura eforturi imense, rezistând la forțe de tensiune de până la 5 000 kg, compresie paralelă de-a lungul fibrei sale. Reziliența sa incredibilă asigură atât siguranța, cât și durabilitatea structurilor construite din lemn, cum ar fi depozitele sau zgârie-norii.
Lemnul poate fi consolidat și mai mult prin utilizarea lemnului special, cum ar fi lemnul stratificat încrucișat (CLT) și glulam, utilizat în clădirile moderne pentru a construi structuri ușoare, dar solide. Ingineria CLT/glulam oferă noi modalități de a crea proiecte complexe folosind lemnul, precum și de a fi utilizată pentru construcția de clădiri cu mai multe etaje. În plus, lemnul proiectat produse ca acestea sunt extrem de rezistente la sarcini seismice - ideale pentru regiunile cu activitate seismică.
Implementarea principiilor de proiectare rezistente la vânt în clădirile din lemn poate consolida în mod semnificativ structurile acestora, contribuind la asigurarea faptului că pot rezista vânturilor puternice în timpul unei furtuni de zăpadă. Acest obiectiv poate fi atins prin utilizarea unor forme aerodinamice, a unor sisteme de contravântuiri adecvate și prin amplasarea atentă a ferestrelor și deschiderilor, astfel încât să se limiteze acumularea de resturi purtate de vânt. Conservanții și lacurile ar trebui, de asemenea, utilizate pe structurile din lemn pentru a le proteja de putregaiul biologic și de insecte și pentru a le extinde durabilitatea și durata de viață. Inspecțiile periodice pot contribui la asigurarea siguranței lemnului în condiții meteorologice extreme; astfel se pot preveni reparațiile costisitoare și se poate prelungi durata de viață a acestuia.
