سازه های چوبی از انواع ساختار استفاده شده برای ساختمان ها هستند. از آن جا که در کشور ما ایران، چوب یکی از مصالح اصلی در ساختمان سازی است، سازه های چوبی مختلفی نیز در آن مرسوم بوده است. پیشینه ی استفاده از چوب در ساخت بناها در ایران به حدود ۶۰۰۰ سال پیش باز می گردد. این نوع سازه ها به دلیل ویژگی های خاص خود در موارد مختلفی می توانند مورد استفاده قرار گیرند.
چوب
چوب به عنوان یکی از مقاوم ترین و جذاب ترین عناصر طبیعت همواره مورد توجه انسان بوده است. از زمانی که انسان قادر به ساخت ابزار و تغییر شکل چوب گردید، استفاده از آن را در زندگی روزانه ی خود آغاز کرد. همچنین از چوب می توان برای پروژه های بلند مرتبه، ساخت پل و … نیز استفاده کرد. قوانین استفاده از چوب در سازه در کشورهای مختلف با هم متفاوت است. سیستم های مختلفی در اتصالات چوبی وجود دارد که می توان با بررسی آن ها، طبق عملکرد بهترین گزینه را انتخاب نمود.
نقش تکنولوژی در سازه های چوبی
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و ابزارآلات سرعت ساخت سازه های چوبی بسیار بالا رفته است. به گونه ای که می توان یک ساختمان با سازه چوبی را در نصف زمانی که قبلاً صرف می شد، ساخت.
سازه های چوبی
عمومی ترین راه ساخت دیوارها در سازه های چوبی استفاده از ستون های باربر است. ستون ها از جنس چوب سخت ساخته می شوند و می توانند دهانه را تا ۷ متر تحمل کنند. کف، ستون های فرعی و سایر جزئیات به استحکام بیش تر سازه های چوبی ساختمان کمک می کنند. در طراحی اجزای خمشی سازه های چوبی باید به مواردی همچون نیروی خمشی تحت تأثیر از بار، نیروهای فشاری در تکیه گاه، نیروی برشی در سطح محور خنثی و … توجه کرد.
ویژگی چوب سازه چوبی
چوب های استفاده شده در یک سازه ی چوبی باید به اصطلاح خشک باشند. یعنی باید مدتی از بریده شدن آن ها گذشته باشد. چوب های تر مقاومت کافی را ندارند و در معرض تغییر شکل هستند. امروزه برای خشک کردن چوب ها از کوره های مخصوص استفاده می کنند که این امر سبب شده تا بسیاری از مسائلی که در سازه های چوبی وجود داشت از بین برود. اما هنوز هم نحوه ی برش زدن چوب ها مهم است. نحوه ی برش زن چوب می تواند در مقاومت و استحکام سازه چوبی بسیار تأثیرگذار باشد. چوب های استفاده شده در سازه های چوبی باید رطوبتی کمتر از ۲۰ درصد داشته باشند. در سازه های چوبی باید از چوب های مناسب که دارای مقاومت و استحکام خوبی هستند استفاده کرد. چوب درختان کاج، صنوبر و درخت همیشه بهار از بهترین چوب ها برای ساخت سازه های چوبی به شمار می رود. این چوب ها در کارگاه چوب بری پوست کنده می شوند و بعد به وسیله ی برش های طولی و عرضی به الوار تبدیل می گردند.
مزایای چوب و سازه چوبی
- چوب به خاطر داشتن خلل و فرج، یک عایق مناسب به حساب می آید. چوب عایق گرمایی مناسبی است و چگالی خام کم آن توانایی تگهداری حرارت در چوب را کاهش می دهد.
- طبق مطالعات انجام شده، سازه های چوبی میزان مقاومت بیشتری نسبت به محاسبات اولیه ی سازه ها از خود نشان می دهند. علاوه بر این امروزه به وسیله ی پیشرفت تکنولوژی، نرم افزارهای شبیه سازی و … می توان در میزان استفاده از چوب ۲۰-۳۰ درصد صرفه جویی کرد.
- چوب در برابر نیروهای کششی و فشاری مقاومت مناسبی دارد. در صورتی که فشار وارده بر چوب در جهت بافت های آن باشد تا ۴ برابر نیروی فشاری را می تواند تحمل کند. اما چوب در برابر نیروهای کششی آنچنان مقاوم نیست و در برابر نیروهایی که در راستای عمود بر بافت آن وارد می شوند کمی ضعف دارد.
ضعف سازه های چوبی
- نداشتن مقاومت کافی در برابر آتش سوزی
- نداشتن امنیت لازم در هنگام زلزله
- عدم توانایی استفاده از آن در مناطق مختلف
- مقاومت کم در برابر حشرات
اگرچه اکثر این موارد به وسیله تکنولوژی های روز می تواند برطرف شود. حتی برخی از این نقاط ضعف با برطرف شدن به نقاط قوت این نوع سازه ها تبدیل شده است. به عنوان مثال امروزه سازه های چوبی گزینه های مناسبی در برابر زلزله ها هستند.
سازه های چوبی ایران
در ایران سازه های چوبی اکثراً در مناطق شمالی کشور به دلیل وجود جنگل و منابع چوب فراوان به کار گرفته شده است اما نمونه هایی از انواع سازه های چوبی در سایر مناطق نیز دیده می شود. در اکثر خانه های چوبی در شمال کشور ستون های باربر وزن ساختمان را به پی های غلطکی منتقل می کنند. در استان گیلان از درخت های بلوط و زربین به عنوان سازه های چوبی استفاده می شود. دیوارهای چوبی در ایران به ۴ روش کلی زگمه ای، زگالی، لت پوش و ورچین ساخته می شود. دیوارهای زگمه ای از گردبینه و کاه گل ساخته می شود. مواد سازنده دیوارهای زگالی شاخه و کاه گل است. دیوارهای لت پوش از تخته های لت استفاده می کنند و دیوارهای ورچیت از گردبینه ساخته می شوند. بهترین الگوی استفاده شده دیوار زگمه ای مورب تقویت شده می باشد. این دیوار سبک بوده و دارای مقاومت بالا و یکپارچگی مناسبی است و استفاده از چوب در آن صرفه جویی شده است.
استفاده از انواع سازه های چوبی در ایران از زمان قدیم محدود بوده است و به همین دلیل استادکاران زیادی در این عرصه فعالیت نمی کردند. به همین دلیل هم ساخت اتصالات چوبی در ایران پیشرفت زیادی نکرد. معمولاً از چوب به عنوان مهار و پشتیبان سازه ها استفاده می شد و خود چوب عمدتاً در خانه های جلگه ی خزر به عنوان سازه کاربرد داشته است.
اجزای مختلف سازه های چوبی
اجزای یک سازه چوبی تا حدود زیادی شبیه به سازه های فلزی و بتنی است به غیر از مواردی که به خواص ذاتی چوب باز می گردد. اجزای سازه های چوبی به دو دسته ی اجزای خمشی و اجزای فشاری تقسیم بندی می گردد.
مقاومت سازه چوبی برابر آتش
به منظور محافظت از سازه های چوبی معمولاً آن ها را با یک لایه چوبی می پوشانیم. به این خاطر که گچ مقداری آب درون خود دارد و به اندازه ی چوب آماده ی اشتعال نیست. موضوعی که در اینجا باید به آن اشاره کرد این است که چوب تنها در هنگام آتش گرفتن ضعیف عمل می کند. اما تیرهای ضخیم چوبی به دلیل وجود یک لایه ذغال روی آن ها پس از سوختن مقاومت مناسبی از خود در برابر آتش نشان می دهند. در هنگام آتش سوزی فولاد در سازه های فولادی ذوب شده و بتن فرو می پاشد. اما چوب به مدتی طولانی در برابر آتش مقاومت می کند.
یکپارچگی سازه های چوبی
یکی از موارد مهم در سازه های چوبی هماهنگی و یکپارچگی اعضای گوناگون است. در صورتی که این امر اتفاق بیافتد سازه ای بسیار مستحکم و فوق العاده خواهیم داشت. هر بخش در سیستم سازه ای چوبی باید نقش خود را به درستی ایفا کند و مکمل سایر بخش ها نیز باشد. وجوه مختلف در سازه چوبی باید بتوانند معایب یکدیگر را پوشش دهند. ستون با اتصال به کف، کف با اتصال به فوندانسیون و ستون در اتصال به سقف باید به خوبی وظایف خود را انجام دهند. قسمت های مختلف سازه چوبی با اتصالات مختلفی که می توانند بسیار ساده یا بسیار پیچیده باشند در ارتباط با یکدیگر قرار می گیرند. در اتصالات چوبی بهتر است کمترین میزان از عناصر بیرونی مانند پیچ و میخ استفاده شود و بهترین گزینه استفاده از اتصالات چوب با چوب است. به عنوان مثال اتصالات بند انگشتی، چلچله ای و … گزینه های مناسبی هستند.
در این مطلب از وبسایت دانشنامه ساخت و ساز آریا درباره سیستم سازه های چوبی و مزایای آن صحبت کردیم. جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید مطالب دسته سازه چوبی را مطالعه بفرمایید.