Cum sunt proiectate clădirile cu cadru din lemn pentru a îndeplini codurile de siguranță la incendiu și structurală

Răspuns rapid: Cei patru piloni ai designului cadru de lemn conform codului

Fiecare casă cu cadru din lemn proiectată în siguranță sau structură comercială mică se bazează pe patru piloni de design interconectați:

1. Graduat, proiectat cheresteaua de încadrare dimensionate și distanțate conform calculelor de sarcină structurală.
2. Ansambluri de perete, podea și acoperiș rezistente la foc care ating un nivel specific de rezistență la foc măsurat în ore.
3. Îmbrăcăminte structurală și hardware de conectare care transferă în siguranță sarcinile vântului și seismice la fundație.
4. Detalierea corectă a penetrărilor — inclusiv ferestre cu rame din lemn , uși și garaje - astfel încât separarea focului nu este compromisă.

Pierdeți oricare dintre acești patru stâlpi, iar clădirea poate arăta structural solidă la suprafață, fără a îndeplini standardele de rezistență la foc sau de încărcare cerute de cod.

Design structural: cum este dimensionat cheresteaua pentru siguranță

Coloana vertebrală structurală a oricărui proiect de construcție a cadrului din lemn este cheresteaua din cadrul acestuia - stâlpii, grinzile, căpriorii și grinzile care suportă sarcinile gravitaționale și laterale. Codurile de construcție nu permit constructorilor să aleagă pur și simplu cheresteaua cu ochiul; fiecare piesă trebuie să îndeplinească o capacitate structurală gradată documentată prin ștampile de gradare vizuală sau evaluarea la stres al mașinii.

Pentru elemente precum cherestea cadru de pardoseală , inginerii specifică în mod obișnuit specii tratate sub presiune sau durabile în mod natural, combinate cu distanța dintre grinzi de cel mult 16 inchi pe centru pentru încărcăturile rezidențiale standard, asigurându-se că puntea poate suporta în siguranță sarcina de 40 de lire sterline pe picior pătrat pentru podelele exterioare rezidențiale.

Evaluări de rezistență la foc: modul în care ansamblurile cu cadru din lemn îndeplinesc codul

De ce „combustibil” nu înseamnă „nesigur”

O concepție greșită comună este că, deoarece lemnul arde, o casă cu cadru din lemn este în mod inerent mai puțin sigură la foc decât construcția din oțel sau beton. În practică, Ansamblurile cu rezistență la foc realizate din plăci de gips-carton, izolație din vată minerală și cheresteaua dimensională pot atinge o rezistență la foc de 1 oră sau 2 ore , comparabil cu multe ansambluri necombustibile, deoarece plăcile de gips-carton se carbonizează și izolează cadrul de lemn din spatele ei în timpul unui incendiu.

Cerințe comune de asamblare împotriva incendiului

• Pereții interiori care separă unitățile de locuit în construcția cu cadru de lemn multifamilial necesită de obicei un minim Rezistență la foc de 1 oră .
• Pereții care despart o casă de o casă atașată garaj cu rame din lemn în general, necesită un perete de minim 1 oră și o ușă de incendiu cu autoînchidere, conform secțiunii IRC R302.5 și R302.6.
• Ansamblurile de podea/tavan între unitățile din locuințe sau apartamente necesită adesea o evaluare de 1 oră pentru a încetini răspândirea focului între niveluri.
• Pereții exteriori din apropierea liniilor de proprietate pot necesita evaluări de rezistență la foc în funcție de distanța de separare a focului specificată în codul local.

Contravântuiri structurale: rezistență la vânt și la sarcini seismice

Dincolo de siguranța la incendiu, casele cu structură din lemn trebuie să reziste forțelor laterale de la vânt și cutremure, fără o derivă excesivă sau prăbușire. Codurile abordează acest lucru prin cerințe prescriptive de contravântuire sau prin proiectare laterală.

În regiunile cu seismism ridicat sau cu vânt puternic, inginerii specifică adesea a proiectarea traseului de încărcare continuă , ceea ce înseamnă că fiecare conexiune de la învelișul acoperișului până la șuruburile de ancorare a fundației este verificată pentru a transfera sarcinile fără o legătură slabă - o cerință care a redus măsurabil defecțiunile structurale din casele cu cadru din lemn în timpul evenimentelor majore de vânt și cutremur din ultimele două decenii.

Detalierea deschiderilor: ferestre, uși și garaje cu rame din lemn

Fiecare deschidere dintr-un perete cu cadru din lemn - o fereastră, o ușă sau o intrare în garaj - este un potențial punct slab atât pentru transferul sarcinii structurale, cât și pentru rezistența la foc, dacă nu este detaliată corect.

Ferestre cu rame din lemn

A fereastră cu rame de lemn deschiderea necesită o grindă de anterioară dimensionată corespunzător pentru a redirecționa sarcina transportată de știfturile de deasupra în jurul deschiderii, mai degrabă decât prin aceasta. Capturile subdimensionate sunt unul dintre cele mai frecvente defecte ale cadrului găsite în timpul inspecțiilor, ducând adesea la căderi vizibile sau crăpături deasupra ferestrei la ani de la construcție.

Garaj cu rame din lemn

A garaj cu rame din lemn atașat la o casă prezintă un risc unic de incendiu, deoarece vehiculele, combustibilul și substanțele chimice depozitate cresc probabilitatea declanșării unui incendiu acolo. Codurile impun de obicei ca peretele și tavanul de separare să aibă o rezistență la foc de minim 1 oră, ușa dintre garaj și spațiul de locuit fiind evaluată ca o ușă solidă sau rezistentă la foc nu mai subțire de 1-3/8 inci.

Cum se compară casele cu cadru din lemn sub controlul codului

Deoarece construcția cu rame din lemn este metoda dominantă pentru clădirile rezidențiale joase din America de Nord - reprezentând aproximativ 90% din casele unifamiliale noi construite în Statele Unite — codurile de construcții au evoluat pe scară largă prevederi specifice (capitolele IRC 3-8, regulile de construcție IBC de tip V) construite special în jurul acestui material, mai degrabă decât să-l trateze ca o idee ulterioară la standardele din oțel sau beton.

Această maturitate a codului înseamnă că o casă cu structură de lemn permisă și inspectată în mod corect astăzi este proiectată după aceeași filozofie de siguranță ca orice alt tip de construcție: definiți sarcinile, verificați traseul sarcinii și confirmați gradul de rezistență la foc pentru fiecare ansamblu - materialul în sine nu coboară bara de siguranță atunci când codurile sunt respectate corespunzător.

Greșeli frecvente care compromit respectarea codului

• Înlocuirea cheresteaua subdimensionată sau neclasată pentru a reduce costurile, compromițând traseul de încărcare calculat.
• Tăierea sau crestarea stâlpilor și grinzilor structurale pentru cablaje sau instalații sanitare dincolo de limitele permise de cod.
• Sari peste gips-carton rezistent la foc sau feronerie pentru usi intre o casa si un garaj atasat cu rama din lemn.
• Neinstalarea elementelor de fixare necesare și a conectorilor metalici în zone cu vânt puternic sau seismice.
• Folosirea ferestrelor cu ramă de lemn neevaluate sau acoperite necorespunzător în locații critice de separare a focului.

Lista de verificare finală pentru proiectarea cadru de lemn conform codului

Indiferent dacă proiectați o casă cu un singur cadru din lemn sau o clădire cu mai multe unități, verificați următoarele înainte de a începe construcția:

• Toată cheresteaua de construcție este clasificată și dimensionată conform calculelor structurale, neestimate cu ochii
• Evaluările de rezistență la foc sunt specificate și documentate pentru toți pereții, podelele și ușile necesare
• O cale de încărcare structurală continuă este proiectată de la acoperiș până la fundație
• Cotele de deasupra tuturor ferestrelor și ușilor cu rame din lemn sunt dimensionate pentru încărcătura de mai sus
• Pereții și ușile separatori de garaj îndeplinesc cerințele minime de rezistență la foc
• Cheresteaua cadrului de pardoseală este dimensionată și distanțată pentru sarcina activă aplicabilă

Atunci când aceste elemente sunt abordate sistematic, mai degrabă decât fragmentar, clădirile cu cadru din lemn îndeplinesc în mod constant – și în multe cazuri depășesc – standardele de siguranță la incendiu și structurală impuse de codurile moderne de construcție.