Деревянные стены с окнами оказались прочнее, чем считалось раньше

Научная группа из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий (Empa) под руководством Нади Мансер провела серию экспериментов, которые опровергли распространенное инженерное представление о низкой структурной прочности деревянных стен с оконными проемами. Исследования показали, что такие конструкции способны выдерживать горизонтальные нагрузки, превышающие 100 килоньютонов.

Эксперименты проводились в рамках четырехлетней национальной инициативы совместно со Швейцарской высшей технической школой Цюриха и Бернским университетом прикладных наук. Исследователи начали с тестирования отдельных дощатых панелей, постепенно переходя к полномасштабным испытаниям двухэтажных деревянных стен с оконными проемами различных размеров.

В ходе финального эксперимента в строительном цехе Empa конструкция подвергалась контролируемым горизонтальным нагрузкам до момента разрушения. Даже при силе воздействия, превышающей 100 килоньютонов, стена сохраняла структурную целостность до намеренного обрушения одной из балок.

Результаты исследования имеют практическое значение для строительной отрасли, поскольку в настоящее время ни в Швейцарии, ни в других европейских странах не существует нормативов, регламентирующих горизонтальную нагрузку на деревянные каркасные стены с оконными проемами. Инженеры-проектировщики вынуждены рассматривать такие сегменты как структурно неактивные зоны.

На основе полученных данных Надя Мансер разрабатывает вычислительную модель, учитывающую горизонтальную жесткость деревянных стен с окнами. Это позволит более точно прогнозировать поведение конструкций при поперечных нагрузках и отказаться от консервативных оценок.

Исследовательская группа сотрудничает с отраслевыми партнерами для создания упрощенной практической модели, которая будет менее ресурсозатратной, но достаточно точной для применения в реальном строительстве. Новые данные могут привести к отказу от бетонных каркасов в некоторых деревянных зданиях, что особенно важно при возведении многоэтажных конструкций, где экономия материалов и эффективность проектирования играют ключевую роль.