کاربرد چوب در ساختمان

در امریکای جنوبی، بسیاری از ساختمان های مسکونی و تجاری که قبل از قرن 21 ساخته شده اند، از چوب بعنوان ماده ساختمانی استفاده کرده اند. منابع عظیم چوب ساختار پایه بسیاری از منازل، ساختمان های تجاری، پل ها و کارگاه ها رابوجود آورده اند. امروزه، خانه ها و بسیاری از ساختمان های تجاری 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 این مقاله، به بررسی قابلیت های انواع مختلف سیستم های ساختمانی پرداخته شده است و مفاهیمی در مورد چگونگی انطباق سیستم های قدیمی برای استفاده از مواد و تکنیک های مدرن تشریح شده است. برای مثال زمانی سقف، دیوار ها و کف برای اینکه دارای وزن کمتری باشند، از صفحه های چوبی ساخته میشدند، ولی امروزه این ساختمان ها توسط پلیوود (Plywood) و فلیک بورد های صنعتی ساخته میشوند. در مقایسه با تخته، این پانل های چوبی بسیار راحت نصب میشوند و مقاومت مضاعفی در برابر بار ناشی از باد و زلزله ایجاد میکنند. بنابراین، پانل های پیش ساخته کف و سقف به همراه اتصالات آنها جزء به جزء در کارگاه جایگذاری میشوند. یک سازه را میتوان در زمان کوتاهی با استفاده از سیستم های پانل بندی شده در کارگاه ایجاد کرد.
گلولام و سایر سیستم های چوبی پانل بندی شده، بطور گسترده ای در بزرگراه ها و پل های راه آهن استفاده میشود. شرح مختصری از این نوع ساختار های چوبی را نیز مرور خواهیم کرد.

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(Plywood) 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. پشت بند ها باید طوری طراحی شوند که امکان خشک شدن راحت برای فونداسیون ایجاد شود و سطوح پایین نیز از همین منوال طبعیت کنند.
به علت اینکه دیواره فونداسیون دائمی است، پرداخت اولیه پلیوود و قاب بندی آن و ایجاد بست بسیار مهم است. پرداخت ویژه فونداسیون (FDN) با توجه به عمق و میزان تداخلات مواد شیمیایی انجام میگیرد. بست های ضدزنگ (مانند Stainless Steel) برای چوب های پرداخت شده، پیشنهاد میشود. اطلاعات بیشتر در این مورد در کتاب ملزومات اساسی فونداسیون چوبی دائمی (AF & PA 1987) آورده شده است.

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.
مفاصل در لایه های مجزا نزدیک پشتیبان ستون قرار میگیرند. تیر حمال نیز میتواند از نوع گلولام یا تیر فولادی I باشد که معمولاً توسط ستون های لوله ای فولادی حمایت میشوند. چنین جزئیاتی را میتوان در مورد خانه هایی که روی سطح ساخته میشوند نیز بکار برد. قاب بندی کف در سازه های مقاومتی معمولاً از اتصالات چوبی 400 یا 600 میلیمتری تشکیل میشوند. مراکز ثقل توسط دیواره های فونداسیون و تیر باربر مرکزی پشتیبانی میشوند.