Oviaukon palkin mitoituslaskuri

Oviaukon palkin mitoituslaskuri suosittelee oven yläpuolelle tarvittavan vaakapalkin, jota kutsutaan ylityspalkiksi, kokoa. Se käyttää aukon leveyttä ja tietoa siitä, kantaako seinä rakenteellista kuormaa, ja antaa tulokseksi esimerkiksi ”Kaksinkertainen 2x10” tai ”Yksittäinen, lappeelleen asennettu 2x4”.

Mikä on oviaukon ylityspalkki?

Oviaukon ylityspalkki, jota kutsutaan myös kamaksi, on oviaukon yläpuolelle sijoitettava vaakapalkki. Se kantaa seinän, katon ja joskus myös aukon yläpuolisen vesikaton painon ja siirtää sen oven molemmilla puolilla oleville pystytolpille. Ilman ylityspalkkia oviaukon tekeminen seinään poistaisi puuaineksen, joka kannattelee kaikkea sen yläpuolella olevaa.

Ylityspalkki tukeutuu lyhyempiin tukitolppiin, jotka on katkaistu sopimaan palkin kummankin pään alle. Täyskorkeat päätolpat kulkevat tukitolppien vieressä lattiasta yläjuoksuun asti. Lyhyet aukontäyttötolpat täyttävät ylityspalkin yläreunan ja sen yläpuolella olevan yläjuoksun välisen aukon.

”Kaksinkertainen” tai ”kolminkertainen” ylityspalkki tarkoittaa kahta tai kolmea päällekkäin naulattua sahatavarakappaletta. Lisäkerrokset lisäävät seinän suuntaista paksuutta, joten palkki vahvistuu syvyyden kasvamatta. Kaksinkertainen 2x10 ja kolminkertainen 2x10 ovat molemmat 9,25 tuumaa (23,5 cm) syviä.

Oviaukon ylityspalkin koon laskeminen

Ylityspalkin koko riippuu pääasiassa kahdesta asiasta: aukon leveydestä ja siitä, onko seinä kantava.

Kantava seinä kannattaa yläpuolisen lattian tai vesikaton kuormaa. Ei-kantava seinä, jota kutsutaan joskus väliseinäksi, kannattaa vain itsensä.

Ei-kantavissa seinissä International Residential Code (IRC) -määräyksen kohdan R602.7.3 mukaan minkä tahansa enintään 8 jalan (96 tuuman) levyisen aukon yläpuolelle voidaan asentaa yksi lappeellaan oleva 2x4. ”Lappeellaan” tarkoittaa, että 2x4 on leveän sivunsa varassa eikä syrjällään.

Kantavissa seinissä vaadittu koko saadaan IRC-taulukosta R602.7(1), jossa ilmoitetaan pisin jänneväli, jonka kukin sahatavarako'oista ja kerrosmääristä pystyy kantamaan. Taulukon sallittu jänneväli lyhenee kuorman kasvaessa: ylityspalkin varaan tulevat useammat kerrokset, rakennuksen suurempi leveys tai suurempi maanpinnan lumikuorma lyhentävät kaikki jänneväliä.

Leveämmät aukot tarvitsevat suuremmat ylityspalkit palkkien perusmekaniikan vuoksi. Tasaisesti jakautunutta kuormaa kantavan palkin suurin taivutusmomentti on M = wL²/8, missä w on jännevälin tuumakohtainen kuorma ja L jännevälin pituus. Koska L korotetaan toiseen potenssiin, jännevälin kaksinkertaistuminen lisää ylityspalkin vastustamaa taivutusvoimaa yli kaksinkertaiseksi.

Laskurin käyttämä kuorma

Laskuri kysyy vain leveyden, korkeuden ja tiedon siitä, onko seinä kantava, joten loput on oletettava. Korkeus (24–120 tuumaa) muuttaa vain piirroksen mittakaavaa; ylityspalkin koko määräytyy leveyden perusteella. Laskuri käyttää IRC-taulukon R602.7(1) keskimmäistä riviä: ylityspalkki kannattaa vesikattoa, sisäkattoa ja yhtä keskeltä tuettua lattiaa, rakennus on 28 jalkaa (8,53 m) leveä ja maanpinnan lumikuorma on 50 paunaa (23 kg) neliöjalkaa kohti.

Tämä ei ole taulukon kevyin eikä raskain tapaus. Kaksikerroksinen talo, jonka pohjan leveys on 36 jalkaa runsaslumisella alueella, tarvitsee suuremman ylityspalkin kuin laskurin ilmoittama. Yksikerroksinen talo, jonka pohjan leveys on 20 jalkaa ja lumikuorma 30 psf, voi käyttää pienempää palkkia. Rakentajan tulee varmistaa täsmällinen taulukkorivi paikalliselta rakennusvalvonnalta tai rakennesuunnittelijalta ennen rungon rakentamista.

Näillä oletuksilla laskuri käy taulukon rakenneosat läpi pienimmästä alkaen (kaksikerroksinen 2x4 aina kokoon 2x12 asti, sitten kolmikerroksiset ja nelikerroksiset) ja palauttaa ensimmäisen, jonka sallittu jänneväli on vähintään aukon leveys.

Oviaukon ylityspalkin kokotaulukko

Alla olevat jännevälit ovat edellä kuvatulla oletuskuormalla taulukosta saatuja arvoja. Työkalu hyväksyy leveydet 12–144 tuumaa (366 cm).

Ei-kantavissa seinissä laskuri antaa tulokseksi ”Yksi lappeellaan oleva 2x4” kaikille enintään 96 tuuman (244 cm) levyisille aukoille. Yli 96 tuuman (244 cm) aukoissa se käyttää samaa taulukkoa, koska lappeellaan olevan 2x4-palkin sallittu käyttö koskee vain enintään 8 jalan (2,4 m) levyisiä aukkoja.

Aukot, jotka ylittävät nelinkertaisen 2x12-palkin jännevälin, tarvitsevat rakennesuunnittelijan mitoittaman palkin, kuten viilupuupalkin (LVL), liimapuupalkin tai teräspalkin, jonka koon määrittää rakennesuunnittelija.

Laskuesimerkki

Esimerkki: 60 tuumaa leveä kantava aukko. Kaksinkertainen 2x4 yltää 2 jalan ja 5 tuuman päähän (29 tuumaa), joten se on liian lyhyt. Kaksinkertainen 2x6 yltää 3 jalan – 7 tuuman päähän (43 tuumaa), joten sekin on liian lyhyt. Kaksinkertainen 2x8 yltää 4 jalan – 6 tuuman päähän (54 tuumaa), joten se jää 6 tuumaa (15 cm) liian lyhyeksi. Kaksinkertainen 2x10 yltää 5 jalan – 6 tuuman päähän (66 tuumaa), mikä riittää kattamaan 60 tuuman (150 cm) aukon, joten laskuri antaa tulokseksi ”Kaksinkertainen 2x10”.

Usein kysyttyä

Minkä kokoinen ylityspalkki tarvitaan 32 tuumaa levyiseen oveen?

Ei-kantavassa seinässä yksi lappeellaan oleva 2x4 riittää kaikille enintään 8 jalan (2,4 m) levyisille oville, myös 32 tuumaa leveälle ovelle. Kantavassa seinässä 32 tuumaa leveä aukko kuuluu välille 30–43 tuumaa, joten laskuri antaa tulokseksi kaksinkertaisen 2x6-palkin.

Mikä on levein aukko, jonka kaksinkertainen 2x8 voi ylittää?

Tämän laskurin käyttämällä kuormalla se on 4 jalkaa 6 tuumaa (54 tuumaa). Sama rakenneosa riittää 6 jalkaa 10 tuumaa (2,08 m) jännevälille taulukon kevyimmällä rivillä, jossa ylityspalkki kannattaa vain vesikattoa ja sisäkattoa 20 jalkaa leveässä rakennuksessa, jonka lumikuorma on 30 psf. Jänneväli riippuu kuormasta, ei pelkästään sahatavarasta.

Tarvitseeko kantava seinä aina kaksinkertaisen ylityspalkin?

Kyllä. IRC-taulukko R602.7(1) alkaa kahdesta kerroksesta, ja laskuri siirtyy aukon leventyessä kolmeen ja sitten neljään kerrokseen. Aukot, joita nelinkertainen 2x12 ei pysty kantamaan, tarvitsevat mitallisen sahatavaran sijasta rakennesuunnittelijan mitoittaman palkin.

Mistä tiedän, onko seinä kantava?

Seinä on yleensä kantava, jos se kulkee kohtisuorassa yläpuolisiin lattia- tai kattokannattimiin nähden, sijaitsee suoraan palkin tai ylemmän kerroksen muun seinän alapuolella tai on ulkoseinä. Jos asiasta ei ole varmuutta, rakennesuunnittelijalta tai rakennustarkastajalta tulee kysyä ennen seinän leikkaamista.

Miksi ei-kantava, alle 8 jalan levyinen oviaukko tarvitsee vain yhden 2x4-palkin?

Se kantaa lähes ainoastaan oman painonsa ja suoraan sen yläpuolella olevan seinämateriaalin painon. IRC R602.7.3 sallii yhden lappeellaan olevan 2x4-palkin enintään 96 tuuman (244 cm) levyisiin aukkoihin ei-kantavissa seinissä.

Ottaako tämä laskuri huomioon lumikuorman ja rakennuksen leveyden?

Ei syötteinä. Se käyttää aina yhtä taulukkoriviä: vesikatto, sisäkatto ja yksi keskeltä tuettu lattia, 28 jalkaa leveä rakennus sekä maanpinnan lumikuorma 50 paunaa (23 kg) neliöjalkaa kohti. Yläpuoliset lisäkerrokset, leveämpi rakennus tai suurempi lumikuorma edellyttävät kaikki suurempaa ylityspalkkia kuin työkalu ilmoittaa.

Viitteet

1. International Code Council. International Residential Code, taulukko R602.7(1) ”Ulkoseinien palkki- ja ylityspalkkijännevälit” sekä kohta R602.7.3.
2. U.S. Department of Commerce. Voluntary Product Standard PS 20-20, American Softwood Lumber Standard (höylätyn sahatavaran koot).
3. American Wood Council. National Design Specification (NDS) for Wood Construction.