حتماً تا حالا شنیدی که مهندسا معمولاً می‌گن وقتی توی یه دیوار چوبی پنجره بزاری، اون قسمت دیگه از نظر سازه‌ای هیچ قدرتی نداره، انگار با هوای خالی طرفی! اما محقق‌های سوئیسی یه پروژه حسابی راه انداختن و این فرضیه قدیمی رو کلاً زیر سوال بردن. توی یه سری آزمایش پر سر و صدا، دانشجو دکترا «نادیا مانسر» با همکاری دانشگاه‌های ETH زوریخ و دانشگاه علوم کاربردی برن پرچم بالا بردن و نشون دادن که دیوار چوبی پنجره‌دار می‌تونه کلی فشار رو دووم بیاره — دقیق‌تر بگم، بیشتر از ۱۰۰ کیلونیوتر فشار افقی! (کیلونیوتر: یه واحد نیرو که هر کیلونیوتر تقریباً معادل ۱۰۰ کیلوگرم فشاره)
داستان از اینجا شروع شد که تیم مانسر اومدن و توی پروژه‌ای چهار ساله سراغ این رفتن که چرا درباره رفتار سازه‌ای دیوارای چوبی با پنجره اینقدر خلا اطلاعات داریم. جالبه بدونی توی هیچ جای سوئیس یا حتی اروپا قانونی نیست که بگه چنین دیوارهایی دقیقاً چه مقدار بار افقی رو می‌تونن تحمل کنن.
قبلاً همیشه اینجوری حساب می‌کردن که وقتی یه پنجره توی نمای یه دیوار چوبی هست، اون قسمت انگار فقط هواست، هیچ نقشی تو سفتی سازه نداره! ولی تیم مانسر تصمیم گرفتن واقعاً این حرف رو به چالش بکشن. پس اول اومدن و پنل‌های چوبی کوچیک رو تست کردن (پنل: تخته‌های بزرگ چوبی که تو ساخت دیوار استفاده میشن)، بعدش هم دیوارهایی رو با اندازه‌های پنجره متفاوت آزمایش کردن.
توی فاز نهایی هم کلی دیوار آزمایشی دوتا طبقه رو توی سالن مخصوص ایمپا (یک مرکز معتبر تحقیقاتی مواد و سازه تو سوئیس) گذاشتن زیر بار کنترل شده، تا جایی که یکی از تیرها به صورت عمدی شکست تا داده‌های بحرانی لازم رو جمع کنن. البته شکست سازه خیلی هم هیجان‌انگیز بود، ولی برای علم و فهم درست این موضوع لازمه! با این کار فهمیدن حتی وقتی تو دیوار پنجره هست، اون دیوار می‌تونه حسابی به پایداری سازه کمک کنه و فقط یه حفره بی‌خاصیت نیست!
برای کسایی که نمی‌دونن، منظور از بار افقی یا نیروهای جانبی، همون فشارهایی هست که بادهای شدید، زلزله، یا حتی یه ضربه از کنار، به دیوار وارد می‌کنه و باعث میشه ساختمون تکون بخوره.
مانسر حالا داره همه این داده‌ها رو جمع می‌کنه تا یه مدل کامپیوتری دقیق برای محاسبه سفتی این دیوارها با پنجره بسازه. سفتی سازه‌ای یا همون «استیفنس» یعنی اینکه دیوار چقدر جلوی خم شدن و حرکت افقی مقاومت نشون میده. تا قبل از این، این پارامتر رو معمولاً برای دیوار پنجره‌دار حساب نمی‌کردن و سراغ محافظه‌کاری می‌رفتن.
با این مدل جدید، مهندسا می‌تونن بفهمن دقیقاً هر دیوار با هر پنجره‌ای چقدر فشار رو تحمل می‌کنه و شاید حتی بشه توی بعضی ساختمون‌ها قید استفاده اجباری از هسته بتنی (Concrete Core) رو زد. هسته بتنی معمولاً وسط ساختمون‌های چوبی می سازن تا سفتی لازم رو تامین کنه. حالا اگه بشه این رو حذف کرد، هم در مصرف مصالح صرفه‌جویی میشه، هم سرعت ساخت‌وساز بالا میره، مخصوصاً توی ساختمون‌های چند طبقه چوبی که بحث بهینه‌سازی بشدت مهمه.
همین الان تیم تحقیقاتی دارن با شرکت‌های ساختمانی صحبت می‌کنن که بتونن مدل محاسباتی جدید رو برای بازار آماده کنن. مانسر گفته هدف اینه که این مدل نه فقط دقیق باشه، بلکه اونقد آسون بشه که هر مهندسی بتونه سریع و راحت ازش استفاده کنه، بدون اینکه نیاز به محاسبات خیلی عجیب داشته باشه.
در کل، این پژوهش می‌تونه حسابی دیدمون رو نسبت به دیوارهای چوبی با پنجره عوض کنه. دفعه بعدی که با یه دیوار چوبی پنجره‌دار روبرو شدی، فکر نکن فقط واسه زیباییه! حسابی پشتشو خالی کنی، شاید دوباره همه چیزو بهت ثابت کنه! 😉
منبع: +
