Поскольку вычисление несущей способности балки перекрытия пола требует глубокого понимания структурных свойств древесины, а также требований к строительному коду, это лучше всего для инженера-строителя, когда дело доходит до определения специфики конструкции здания. Однако понимание основ расчетов может помочь вам понять пределы нагрузки вашего существующего пола.
Живые нагрузки и мертвые нагрузки
Полы должны быть способны поддерживать два разных вида весовых нагрузок. Мертвая нагрузка на пол - это вес самой конструкции пола и всего остального, который постоянно прикреплен к полу. Живая нагрузка - это масса мебели, людей и всего остального, что пол должен поддерживать, но который не надолго прикреплен.
Мертвая нагрузка на пол определяется материалами, используемыми в конструкции пола. Типичный деревянный каркас, покрытый ковровым или виниловым полом, имеет мертвую нагрузку около 8 фунтов на квадратный фут; если на потолке, покрытом стеной, подвешенном с нижней стороны этого пола, высота мертвой нагрузки увеличивается примерно до 10 фунтов на квадратный фут. Более тяжелые материалы для пола увеличивают мертвую нагрузку еще больше.
Строительные коды и ограничения
В местных строительных нормах указывается минимальная живая нагрузка, которую должны выдерживать полы. Международный жилищный кодекс, на котором основаны большинство местных строительных норм, требует, чтобы полы в непятных комнатах должны поддерживать минимальную живую нагрузку 40 фунтов на квадратный фут, а полы в спальных комнатах должны быть способны обрабатывать живую нагрузку 30 фунтов на квадратный фут.
Коды также определяют, сколько этажей разрешено изгибаться под нагрузкой, измерение называется пределом отклонения. IRC говорит, что полы должны отклонять не более 1/360 от диапазона пола. Например, пол с пролетом 10 футов должен отклоняться не более чем на 1/3 дюйма или 120 дюймов / 360 дюймов.
Таблицы пространств и значения дизайна
Таблицы и таблицы Span, которые показывают пределы проектирования для конкретных типов пиломатериалов, позволяют определить, будет ли данный дизайн пола соответствовать требованиям к коду и дизайну. Для заданного размера и интервала балки таблицы показывают значение силы, называемое значением Fb, и жесткость, называемую значением E, балки. Архитекторы и инженеры используют эти таблицы, чтобы определить требуемый размер и расстояние от балок при проектировании зданий, но вы можете использовать их для обратной работы и расчета грузоподъемности существующего пола.
Определение пределов нагрузки
Во-первых, определите размер, интервал и пролет, а также вид и уровень пиломатериала ваших напольных балок. Посмотрите на марку на балке, которая указывает на вид и сорт пиломатериала.
Используйте таблицу расчетных значений, чтобы найти значение Fb для ваших напольных балок. В качестве примера рассмотрим комнату с площадью пола от 10 футов на 11 футов, 2 дюйма, выполненную с четырьмя листами из 4-х литров Дугласа, расположенных на расстоянии 16 дюймов от центра. Таблица расчетных значений показывает, что балки имеют значение Fb 1495 и значение E 1, 900, 000.
Затем проконсультируйтесь с таблицей переходов, чтобы перекрестно ссылаться на интервал и интервал, чтобы найти требуемое значение Fb для пределов нагрузки в этой таблице. В примере балки имеют расстояние 16 дюймов и длину 11 футов, 2 дюйма. Таблица диапазонов для рабочей нагрузки 30 psf / 10psf мертвой нагрузки указывает требуемое значение Fb 1, 315 и минимальное значение E 1800 000. В этом случае ваши балки подходят для поддержки живой нагрузки 30 psf и мертвой нагрузки 10 psf.
Используйте промежуточные таблицы для получения более тяжелых нагрузок до тех пор, пока не найдете границы пола. В этом примере таблица для нагрузки на нагрузку 40 psf / 10 psf показывает, что балка в примере имеет требуемое значение Fb 1, 644 и значение E не менее 2 400 000. Это означает, что существующие балки недостаточны для поддержки живой нагрузки 40 psf.
После того, как вы определили ограничение нагрузки на ваши балки, вы можете использовать эту цифру, чтобы определить общую допустимую нагрузку на комнату или здание, о которых идет речь. В этом примере площадь помещения составляет около 112 квадратных футов. При равномерно распределенной живой нагрузке 30 psf, которую таблицы показывают, что пол способен поддерживать, общий вес на полу составит около 3, 360 фунтов. Однако увеличение общего веса на полу до 4 480 фунтов приводит к живой нагрузке 40 psf, что выходит за пределы грузоподъемности пола.