Ajtó áthidalógerenda-méret kalkulátor

Az ajtó áthidalógerenda-méret kalkulátora az ajtónyílás fölé szükséges vízszintes gerenda, vagyis áthidalógerenda méretét ajánlja. A nyílás szélességét és azt használja fel, hogy a fal teherhordó-e, majd például ilyen méretet ad meg: „Kettős 2x10” vagy „Egyszeres, lapjára fektetett 2x4”.

Mi az ajtó áthidalógerendája?

Az ajtó áthidalógerendája, más néven szemöldökfa, az ajtónyílás fölé helyezett vízszintes gerenda. A nyílás fölött viseli a fal, a födém és esetenként a tető terhét, majd ezt a terhet az ajtó két oldalán álló függőleges falváz-elemekre továbbítja. Áthidalógerenda nélkül a falba vágott ajtónyílás eltávolítaná azt a faanyagot, amely a fölötte lévő szerkezetet tartja.

Az áthidalógerenda rövidített falvázoszlopokon nyugszik; ezeket úgy vágják méretre, hogy az áthidalógerenda két vége alá illeszkedjenek. A teljes magasságú királyoszlopok a rövidített falvázoszlopok mellett futnak a padlótól a felső falvázgerendáig. Rövid, csonka falvázoszlopok töltik ki az áthidalógerenda felső síkja és a fölötte lévő felső falvázgerenda közötti hézagot.

A „kettős” vagy „hármas” áthidalógerenda két vagy három, lapjával egymáshoz szegezett fűrészárudarabból áll. A további rétegek növelik a falon átnyúló vastagságot, így a gerenda erősebb lesz anélkül, hogy mélyebbé válna. Egy kettős 2x10 és egy hármas 2x10 egyaránt 9,25 hüvelyk mély.

Az ajtó áthidalógerenda-méretének kiszámítása

Az áthidalógerenda mérete főként két dologtól függ: a nyílás szélességétől és attól, hogy a fal teherhordó-e.

A teherhordó fal a fölötte lévő födém vagy tető terhét viseli. A nem teherhordó falat, amelyet válaszfalnak is neveznek, csak a saját súlya terheli.

Nem teherhordó falaknál a Nemzetközi Lakóépület-szabályzat (IRC) R602.7.3 szakasza bármely, legfeljebb 8 láb (96 hüvelyk) széles nyílás fölött engedélyez egy egyszeres, lapjára fektetett 2x4 elemet. A „lapjára fektetett” azt jelenti, hogy a 2x4 széles lapján fekszik, nem pedig élére állítva.

Teherhordó falaknál a szükséges méret az IRC R602.7(1) táblázatából származik, amely felsorolja, hogy az egyes faanyagméretek és rétegszámok mekkora legnagyobb fesztávot képesek elviselni. A táblázatban megadott fesztáv a terhelés növekedésével csökken: a több, az áthidalógerendára támaszkodó födémszint, a szélesebb épület vagy a nagyobb talajszinti hóteher mind rövidíti.

A szélesebb nyílásokhoz nagyobb áthidalógerenda kell az alapvető gerendamechanika miatt. Egy egyenletesen terhelt gerendánál a legnagyobb hajlítónyomaték M = wL²/8, ahol w a fesztáv hüvelykére jutó terhelés, L pedig a fesztáv hossza. Mivel L négyzetesen szerepel, a fesztáv megkétszerezése több mint kétszeresére növeli az áthidalógerendának ellenállnia szükséges hajlítónyomatékot.

A kalkulátor által feltételezett terhelés

A kalkulátor csak a szélességet, a magasságot és a teherhordó fal jelölőnégyzetét kéri be, ezért a többi tényezőt feltételeznie kell. A magasság (24 és 120 hüvelyk között) csak a rajz méretarányát módosítja; az áthidalógerenda méretét a szélesség határozza meg. Az IRC R602.7(1) táblázatának középső sorát használja: az áthidalógerenda a tetőt, a födémet és egy középen alátámasztott födémszintet tart, az épület szélessége 28 láb, a talajszinti hóteher pedig négyzetlábonként 50 font.

Ez sem a táblázat legkisebb, sem a legnagyobb terhelésű esete. Egy 36 láb széles alapterületű, kétszintes házban, havas éghajlaton, a kalkulátor által jelzettnél nagyobb áthidalógerendára van szükség. Egy 20 láb alapterületű, egyszintes ház, ahol a hóteher 30 psf, kisebb áthidalógerendát is használhat. A vázszerkezet elkészítése előtt az építőnek helyi építésügyi hatósággal vagy statikussal kell ellenőriztetnie a pontos táblázati sort.

E feltételezés mellett a kalkulátor a táblázatban szereplő elemeket a legkisebbtől kezdve vizsgálja (kétrétegű 2x4, majd 2x12, aztán háromrétegű, végül négyrétegű elemek), és az első olyat adja vissza, amelynek megengedett fesztávja legalább a nyílás szélessége.

Ajtó áthidalógerenda-mérettáblázata

Az alábbi fesztávok a fent ismertetett feltételezett terhelés táblázati értékei. Az eszköz 12 és 144 hüvelyk (366 cm) közötti szélességeket fogad el.

Nem teherhordó falaknál a kalkulátor bármely, legfeljebb 96 hüvelyk széles nyílásra „Egyszeres, lapjára fektetett 2x4” megoldást ad. 96 hüvelyk fölött ugyanahhoz a táblázathoz tér vissza, mivel a lapjára fektetett 2x4 megoldás csak legfeljebb 8 láb széles nyílásokra engedélyezett.

A négyrétegű 2x12 elem megengedett fesztávját meghaladó nyílásokhoz statikus által méretezett, tervezett gerenda szükséges, például rétegelt furnérfa (LVL), rétegragasztott fa vagy acélgerenda.

Megoldott példa

Példa: egy 60 hüvelyk széles teherhordó nyílás. Egy kettős 2x4 fesztávja 2'-5" (29 hüvelyk), tehát túl rövid. Egy kettős 2x6 fesztávja 3'-7" (43 hüvelyk), ez még mindig rövid. Egy kettős 2x8 fesztávja 4'-6" (54 hüvelyk), vagyis 6 hüvelykkel rövidebb a szükségesnél. Egy kettős 2x10 fesztávja 5'-6" (66 hüvelyk), ami lefedi a 60 hüvelykes nyílást, ezért a kalkulátor a „Kettős 2x10” eredményt adja.

Gyakran ismételt kérdések

Mekkora áthidalógerenda kell egy 32 hüvelyk-es ajtóhoz?

Nem teherhordó falban egy egyszeres, lapjára fektetett 2x4 elegendő minden legfeljebb 8 láb széles ajtóhoz, így egy 32 hüvelyk-es ajtóhoz is. Teherhordó falban a 32 hüvelyk széles nyílás a 30–43 hüvelyk közötti tartományba esik, ezért a kalkulátor egy kettős 2x6 elemet ad meg.

Mekkora a legszélesebb nyílás, amelyet egy kettős 2x8 át tud hidalni?

A kalkulátor által feltételezett terhelés mellett 4 láb 6 hüvelyk (54 hüvelyk). Ugyanez az elem 6 láb 10 hüvelyk (2,08 m) fesztávra is megfelelő a táblázat legkisebb terhelésű sorában, ahol az áthidalógerenda csak a tetőt és a födémet tartja egy 20 láb széles épületben, 30 psf hóteher mellett. A fesztáv a terheléstől függ, nem önmagában a faanyagtól.

Mindig kettős áthidalógerendára van szükség teherhordó falnál?

Igen. Az IRC R602.7(1) táblázata két rétegnél kezdődik, a kalkulátor pedig a nyílás szélesedésével három, majd négy rétegre vált. A négyrétegű 2x12 által áthidalható szélességnél nagyobb nyílásokhoz méretezett gerenda szükséges a szabványos fűrészáru helyett.

Honnan tudom, hogy egy fal teherhordó-e?

Egy fal általában akkor teherhordó, ha merőlegesen fut a fölötte lévő födém- vagy mennyezeti gerendákra, közvetlenül egy gerenda vagy a felső szinten lévő másik fal alatt helyezkedik el, illetve ha külső fal. Kétség esetén a fal megbontása előtt statikust vagy építésügyi ellenőrt kell megkérdezni.

Miért elég egyetlen 2x4 egy 8 lábnál nem szélesebb, nem teherhordó ajtó fölött?

Az ajtó szinte semmilyen terhet nem visel a saját súlyán és a közvetlenül fölötte lévő falszerkezeten kívül. Az IRC R602.7.3 egyetlen, lapjára fektetett 2x4 elemet engedélyez legfeljebb 96 hüvelyk széles nyílásokhoz nem teherhordó falakban.

Figyelembe veszi ez a kalkulátor a hóterhet és az épület szélességét?

Nem bemeneti adatként. Mindig egyetlen táblázati sort használ: tető, födém és egy középen alátámasztott födémszint, 28 láb széles épület, valamint négyzetlábonként 50 font talajszinti hóteher. Az áthidalógerenda fölötti további emeletek, a szélesebb épület vagy a nagyobb hóteher mind a kalkulátor által jelzettnél nagyobb áthidalógerendát igényelnek.

Hivatkozások

1. International Code Council. International Residential Code, R602.7(1) táblázat: „Gerendafesztávok és áthidalógerenda-fesztávok külső teherhordó falakhoz”, valamint az R602.7.3 szakasz.
2. U.S. Department of Commerce. Voluntary Product Standard PS 20-20, American Softwood Lumber Standard (gyalult fűrészáru-méretek).
3. American Wood Council. National Design Specification (NDS) for Wood Construction.