سازه هاي چوبي

1. ساختار چوب
2. تقسیم بندی و دسته بندی کردن درختان
3. استحصال الوار چوبی از درخت (LUMBER)
4. درجه بندی (GRADING) الوار
5. کلاسه بندی و دسته بندی الوار های سوزنی برگ (LUMBER CLASSIFICATION)
6. ترکیبات فیزیکی و شیمیایی چوب
7. خواص و ویژگی های جذب و دفع رطوبت در چوب
8. وادار های چوبی قائم (STUDS)

تذکر: روش­ها و راه کارهای ارائه شده در این مقاله ممکن است الزاماً  قابل انطباق و بکارگیری با یک سازه مشخص و معین نباشند و این مقاله به قصد و منظور جایگزین نمودن مهارت و تخصص یک متخصص و مهندس واجد صلاحیت حرفه­ای تدوین نشده است.

طی قرون و اعصار متمادی مردم جهان از چوب به عنوان مقاصد متعدد استفاده­ های گوناگون بعمل آورده­اند. مصرف چوب جهت مصالح ساختمانی، کاربرد چوب بعنوان سلاح و جنگ افزار، استفاده از چوب در حمل و نقل و ترابری مثال هایی از به کارگیری چوب توسط انسان ها طی سالیان فراوان است.

با توسعه و پیشرفت علوم و مهندسی، کاربرد و مصرف چوب در بسیاری موارد با سایر مواد مصالح جایگزین گشته است اما در عین حال و همزمان با این تحولات، افزایش چشمگیری در تولیدات انواع و اقسام محصولاتی که چه به طور مستقیم و چه غیر مستقیم از چوب حاصل می­گردند، ایجاد شده است.

در ممالک غربی اعم از اروپا و کشورهای آمریکای شمالی شامل کانادا و ایالات متحده، چوب همواره بعنوان یکی از مصالح اصلی و مهم در ساختمان سازی بوده است و این امر معلول دلایل متعددی است، نخست آن که چوب به اصطلاح خوش کار است و به آسانی و سهولت قابل برش و نصب به شکل دلخواه می­باشد، دوم آن که چوب دارای دوام و استحکام و زیبایی منحصر به خود است، سوم آن که این ماده قدرت بالایی در جذب ضربه های ناگهانی و بارهای زود گذر و کوتاه مدت دارد، چهارم آن که چوب سبک بوده و وزن مخصوص آن کمتر از یک گرم بر سانتیمتر مکعب (سبک تر از آب) می­باشد و بالاخره آن که چوب سازگار و قابل انطباق با کاربری و مصارف گوناگون بی شمار در انواع عرصه های صنعت ساختمان می­باشد.

در ایران و کشورهای همجوار آن (ترکیه، عراق، پاکستان، افغانستان، آسیای میانه) نیز از دیرباز چوب به عنوان یکی از مصالح اصلی ساختمانی کاربری عمده داشته است. جهت پوشش فضا ها و سقف زنی به غیر از استفاده از سیستم قوس و گنبد که در آن از مصالح بنائی (خشت، آجر و سنگ) استفاده می­شود و مصالح به کار رفته تحت اثر نیروی فشاری قرار می­گیرند. راه منحصر بفرد ایجاد سقف های مسطح و پوشش فضا­ ها، استفاده از چوب بوده است تا بتواند به عنوان عامل خمشی نیروی کشش را تحمل کند. بدین طریق که چوب های گرد (تنه درخت های پوست کنده) را به فواصل منظم بر روی عوامل باربر قائم از قبیل دیوارها و نظایر آن قرار داده و سپس روی آن را با حصیر های بافته شده پوشانده و روی حصیر را با ملات کاه گل و کمی نمک پوشش می­دادند، در زیر تیرهای چوبی که مشرف به فضای داخلی است با توفال کوبی از تخته های نازک چوبی به ضخامت حدود 10-5 میلیمتر سطح صاف و افقی ایجاد کرده و روی این تخته کوبی را با اندود نازک گچ کاری سفید می­کردند. همچنین جهت اسکلت سقف های شیبدار از خرپا های چوبی استفاده می­گردید، برای اعضا این خرپا ها از چوب های گرد (تنه درخت پوست کنده) استفاده می­شد و روی این خرپا ها را با ورق فولادی گالوانیزه (اصطلاحاً آهن سفید و یا حلبی) پوشش داده و زیر بخش تحتانی خرپا ها را نیز توفال کوبی می­کردند. هنوز نیز در معماری نواحی روستایی ایران به ویژه مناطق گیلان و مازندران، کردستان و آذربایجان و بخش های کوه پایه از چوب بعنوان یکی از مصالح ساختمانی استفاده های فراوان بعمل می­آید و حتی در دیوارهای سنگی ساختمان ها به عنوان تقویت کننده قطعات سنگ بکار رفته در دیوارهای باربر نیز از چوب استفاده می­گردد.

به تدریج در اواخر دوره قاجاریه و اوایل پهلوی با ورود تیر آهن به بازار مصالح ساختمانی در شهرها، سیستم استفاده از طاق ضربی آجری بین تیر آهن های سقف متداول گردید که هنوز نیز کاربرد دارد، بعد از سال های اواخر دهه 40 و 50 استفاده از سیستم تیرچه های بتون آرمه و بلوک های سقفی وارد بازار مصالح ساختمانی شد و از سال های دهه 70 با استفاده از تیر آهن و دال بتونی متصل بر بال فوقانی تیر آهن سیستم مقطع مرکب برای پوشش سقف ها معمول گشته است. معهذا هنوز چوب در موارد دکوراتیو و عامل افزایش جذابیت و زیبایی در ساختمان ها نقش خود را حفظ کرده و در تزئین روکوب دیوارها و سقف ها و نرده ها و غیره به کار گرفته می­شود.

در کشورهای خارجی با توجه به محدودیت تامین منابع چوبی در سالیان اخیر اقدام به کاشت درختچه ها و احیاء جنگل ها نموده­اند و این عمل برای حفظ و تامین و تداوم مصرف چوب در ساختمان ها ضروری بوده است و لذا عملیات حفظ و بهره برداری صحیح از منابع جنگلی و کنترل آفات درخت های جنگلی و مدیریت چوب یکی از حرفه ها و رشته های صنعت مصالح ساختمان گردیده است.

ساختار چوب

چوب به عنوان یکی از مصالح منحصر به فرد ساختمانی که واجد آنچنان ساختاری است که آن را دارای این مزیت نموده است که از دیرباز مورد مصرف در احداث ابنیه ها و ساختمان ها قرار گرفته است و آن ویژگی در چگونگی تولید و ایجاد الیاف توسط درختان و رشد نمودن درخت توسط افزودن مواد و مصالح جدید بطور مداوم و مستمر در لایه های خارجی ساقه درخت و در زیر پوست تنه درخت است یعنی درخت ها در عین حال که الیاف قدیمی خود را حفظ می­کنند ضمناً مرتباً به تولید مواد جدید نیز در بخش پیرامونی بدنه خود نیز می­افزایند و این خصوصیت منحصر به فرد در چوب می باشد که از درختان استحصال می­گردد.

ریشه های درخت عمل تثبیت و پایداری درخت را در درون خاک انجام می­دهند. ریشه اصلی (The tap root) آب و مواد معدنی را از خاک جذب می­کند و ریشه های کناری (The side roots) که در اطراف درخت و منشعب از ریشه اصلی می­رویند و همچنین ریشه های تغذیه کننده (The feed roots) که از ریشه های کناری منشعب می شوند و به تارهای کشنده موسوم هستند نیز آب و مواد معدنی را از خاک جذب نموده و صرف تغذیه درخت می­کنند. آب و مواد معدنی به طرف بخش پیرامونی و نرم تر تنه درخت که اصطلاحاً چوب نوین و نرم (Sap wood) و این توسط آوند های درخت (Xylem) صورت می­گیرد. برگ های درخت با استفاده از نور خورشید و گاز کربنیک (دی اکسید کربن Co₂) موجود در هوا توسط پدیده نور ساخت و فتوسنتز (Photosynthesis) آب و مواد معدنی جذب شده را تبدیل به غذا و ترکیبات کربوهیدرات های اساسی و پایه می­نمایند (Basic carbohydrate compound).

هر بخشی از درخت در جهت انجام وظیفه و عملکرد خاصی در رابطه با رشد و رویش آن ایفای نقش می­کند. در مقطع فرضی و افقی از تنه درخت در مرکز آن مغز درخت واقع شده است (The Pith) در خلال و طی دوران رشد در سال های اولیه درخت، بخش مرکزی و مغز تنه درخت به تثبیت و نگهداری ساقه اصلی تنه درخت و ضمناً تغذیه درخت می­پردازد، با گذشت زمان و پیشرفت رشد درخت تدریجاً مغز درخت از انجام وظایف فوق باز می­ایستد.

در حواشی و مجاورت بخش مرکزی و مغز درخت بخش درونی چوب (Heartwood) قرار دارد که سفت­ تر و سخت تر از بخش میانی و بیرونی تنه درخت است، این بخش از چوب که چوب دیرین و آغازین نام دارد بخش اعظم از درخت را تشکیل داده و الیاف آن عمر بیشتری نسبت به بخش های بیرونی و خارجی تنه درخت دارند، استحکام و مقاومت هر درخت و همچنین رنگ گونه چوب وابسته به این بخش از تنه درخت می­باشد. بعد از این لایه میانی، بخش برونی چوب (Sap wood) و یا اصطلاحاً زنده چوب قرار دارد که لایه زنده­ ای می­باشد و آب و مواد معدنی را به بخش های مختلف درخت می­رساند. این لایه نسبت به بخش قبلی نرم تر بوده و رنگ آن نیز روشن تر است و رطوبت محتوی بیشتری نسبت به لایه قبلی دارد. دو بخش زنده چوب و مرده چوب واجد دوایر رشد متحدالمرکزی هستند که در مقطع تنه درخت آشکار می­باشند. این دوایر به دو دسته دایره های با رنگ تیره تر و دایره های با رنگ روشن تر بطور متناوب بدنبال یکدیگر تکرار می­گردند.

دوایر با رنگ روشن تر که ضمناً نرم تر نیز می­باشند مربوط به فصل بهار و فصل رویش مجدد می­باشند که در این فصل درخت به سرعت رشد کرده و چوب این دوایر بهاره را اصطلاحاً چوب بهاره و یا (Spring wood) گویند. در مقابل دوایر با رنگ تیره تر که سخت تر بوده، مربوط به فصل تابستان هستند که رشد درخت به آهستگی و تانی انجام می­پذیرد و این دوایر به چوب تابستانه (Summer wood) مشهور هستند. با قطع تنه درخت و مشاهده مقطع آن، سن تقریبی درخت با شمارش حلقه ها و دوایر تابستانی که رنگ تیره دارند تعیین می­گردد و به این دوایر همچنین دوایر سالیانه نیز می­گویند (Annual rings).

بعد از بخش برونی چوب و یا زنده چوب (Sapwood) ناحیه زیر پوست تنه درخت و یا خارجی ترین بخش تنه درخت قرار دارد. (Cambium layer) این لایه، سلول های جدید تنه درخت را تشکیل می­دهد. این سلول ها یا آوند ها (Xylem) هستند و یا آوند های آب کش (Phloem) می­باشند. هر دو قسمت چوبی درونی سخت چوب و چوب میانی زنده چوب از سلول های آوندی تشکیل شده­اند، از طرف دیگر در طرف خارجی این لایه پیرامونی (Cambium layer) سلول های آوند آبکش وجود دارند (Phloem cells) که بخش درونی پوست تنه درخت (The inner bark layer) را تشکیل می­دهند. هرچه که سلول های آوندی آبکش بیشتری تولید گردند لایه درونی پوست تنه درخت به لایه بیرونی پوست تنه درخت تبدیل می­گردد. پوست خارجی تنه درخت (Bark) لایه ای است که نقش حفاظت از تنه درخت را برعهده دارد.

در میان مقطع تنه درخت همچنین شعاع هایی عمود بر دوایر و حلقه های رشد دیده می­شوند (Medullary rays)، آب و مواد غذایی از بخش زنده چوب برونی (Cambium layer) توسط این شعاع ها به بخش میانی و مرکزی چوب رسانده می­شود.

شکل زیر جزئیات مقطع یک تنه درخت را نشان می­دهد: