लकड़ी की संरचनाएँ

लकड़ी की संरचना क्या है?

लकड़ी की संरचना लकड़ी से भार उठाती है। सबसे आम प्रकार: खंभा-बीम (खड़े खंभे और आड़े बीम ढाँचा बनाते हैं, दीवारें ख़ाली जगह भरती हैं), हल्का फ़्रेम (पास-पास कई छोटी खड़ी बल्लियाँ जिन पर चादरें लगती हैं) और लट्ठा (लट्ठे चिनकर दीवारें बनती हैं)।

खंभा-बीम ढाँचे के हिस्से: सिल (नीचे का बीम जो आधार पर टिकता है), खंभे (खड़े, मुख्यतः दबते हैं), बीम (आड़े, भार से झुकते हैं), कड़ियाँ (rafters) (छत के नीचे ढलानदार टुकड़े) और पट्टियाँ (तिरछी)। भार का रास्ता वही: छत, कड़ियाँ, बीम, खंभे, आधार, ज़मीन।

लकड़ी अलग क्यों बर्ताव करती है: रेशा और नमी

लकड़ी लंबे रेशों से बनी है। रेशे की दिशा (grain) वही है जिधर रेशे चलते हैं। लकड़ी रेशे के साथ भार पर रेशे के आर-पार से बहुत ज़्यादा मज़बूत होती है, इसलिए खंभे-बीम रेशा लंबाई में रखकर काटे जाते हैं।

लकड़ी पानी सोखती और छोड़ती है। नमी = (गीला द्रव्यमान − सूखा द्रव्यमान) ÷ सूखा द्रव्यमान × 100%। इमारत की लकड़ी पहले लगभग 12 से 18% तक सुखाई जाती है। गीली लकड़ी सूखते हुए सिकुड़ती है और मुड़ या चटक सकती है। जो लकड़ी लगभग 20% से ऊपर नमी में रहे वह सड़ सकती है और दीमक व फफूँद को बुलाती है।

जोड़

टुकड़ों को ऐसे जोड़ना होता है कि भार एक से दूसरे में जाए। मोर्टिस-टेनन जोड़ में एक टुकड़े का सिरा (टेनन) दूसरे के छेद (मोर्टिस) में बैठता है और लकड़ी का खूँटा उसे कस देता है। लैप जोड़ में दो टुकड़े एक-दूसरे पर चढ़ते हैं। डॉवेल गोल लकड़ी की कीलें हैं। आज के कारीगर कील, पेच, बोल्ट और धातु की पट्टियाँ भी लगाते हैं।

जोड़ अक्सर लकड़ी की संरचना की सबसे कमज़ोर जगह होते हैं, इसलिए साफ़ कटे और कसकर बैठे होने चाहिए। जोड़ पर खंभे से बहुत लकड़ी काट देने से वह कमज़ोर हो जाता है।

हवा और भूकंप से बचाव: तिरछी पट्टी

खंभे-बीम का ढाँचा जिसके जोड़ कील जैसे घूम सकें, धकेले हुए डिब्बे की तरह बग़ल में तिरछा हो सकता है। तिरछी पट्टी डिब्बे को दो त्रिभुजों में बदल देती है और त्रिभुज आकार नहीं बदल सकता। हवा की अलग-अलग दिशा में पट्टी कभी दबती है कभी खिंचती है, इसलिए अक्सर जोड़े में लगाते हैं, हर विकर्ण पर एक। तख़्तों या पैनलों से ढकी लकड़ी की दीवारें भी ढाँचे को अकड़ देती हैं।

लकड़ी हल्की है, इसलिए भूकंप भारी कंक्रीट की इमारत के मुक़ाबले लकड़ी की इमारत पर कम बल डालता है। अच्छे जोड़ और पट्टियाँ उसे टूटे बिना हिलने देती हैं।

बीम: गहराई क्यों मायने रखती है

भार पड़ने पर बीम झुकता है। वह कितना झुकेगा (झुकाव) यह फैलाव, भार, लकड़ी और अनुप्रस्थ काट के आकार पर निर्भर है। चौड़ाई b और गहराई d के आयत के लिए अकड़ b × d³ के अनुपात में होती है।

इसलिए खड़ा रखा तख़्ता (गहरा) उसी तख़्ते के चपटे रूप से कहीं ज़्यादा अकड़ वाला है। गहराई दुगनी करने से बीम 8 गुना अकड़ वाला हो जाता है, यानी झुकाव आठवाँ हिस्सा। चौड़ाई दुगनी करने से अकड़ सिर्फ़ दुगनी होती है। इसीलिए फ़र्श की बल्लियाँ ऊँची और पतली होती हैं।

टिकाऊपन, आग और स्थिरता

लकड़ी को सूखा रखो: सिल को ज़मीन से ऊपर पत्थर या कंक्रीट के आधार पर रखो, छत का बाहर निकला किनारा रखो, हवा चलने दो और ज़रूरत पर उपचारित लकड़ी लगाओ। दीमक से उपचार और साफ़ बनावट से बचाव करो।

लकड़ी जलती है, पर मोटा बीम बाहर से कोयला बन जाता है और भीतर का हिस्सा कुछ देर ताक़त रखता है, जबकि पतले टुकड़े जल्दी जलते हैं। आग रोकने वाले हिस्से, आग-रोधी बोर्ड और सुरक्षित दूरियाँ मदद करती हैं।

लकड़ी में वह कार्बन जमा रहता है जो पेड़ ने हवा से लिया। दोबारा लगाए जाने वाले अच्छे जंगलों की लकड़ी नवीकरणीय है और इस्पात या सीमेंट के मुक़ाबले कम ऊर्जा लेती है।

करके देखो: पट्टी, आधार, गहराई

3D में आख़िरी चरण पर जाओ। बिना पट्टी के हवा 7 करो और तिरछापन पढ़ो। पट्टी का निशान लगाओ और उसे घटते देखो। पत्थर का आधार लगाओ और सिल को सूखा देखो। बीम की गहराई 1, फिर 2, फिर 3 करो और देखो झुकाव की संख्या कितनी तेज़ी से घटती है।

घर पर: दो किताबों के बीच स्केल चपटा रखो और बीच में दबाओ। फिर वही स्केल खड़ा रखकर दबाओ। कौन कम झुकता है?

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

• नमी % = (गीला द्रव्यमान − सूखा द्रव्यमान) ÷ सूखा द्रव्यमान × 100
• बीम की अकड़ ∝ चौड़ाई × गहराई³
• गहराई दुगनी → अकड़ × 8, झुकाव ÷ 8
• त्रिभुज (पट्टी) = दृढ़ ढाँचा

हल किए गए उदाहरण

आम गलतियाँ

• झुकाव रोकने के लिए बीम को चौड़ा करना। चौड़ाई से कहीं ज़्यादा गहराई मायने रखती है।
• तख़्ते को इसलिए चपटा रखना कि वह स्थिर दिखता है। चपटा तख़्ता बहुत झुकता है।
• सिल को सीधे ज़मीन पर या गीली जगह रखना। गीली लकड़ी सड़ती है।
• खंभे-बीम मज़बूत दिखें तो पट्टी न लगाना। हवा डिब्बे को तिरछा कर देती है।