Padlógerenda Kalkulátor - Ingyenes Méret, Távolság és Fesztáv Eszköz

Mi az a födémgerenda-méretező kalkulátor?

A födémgerenda-méretező kalkulátor meghatározza a födém biztonságos alátámasztásához szükséges gerendaméretet, kiosztást és darabszámot. A gerenda fesztávját (az alátámasztás nélküli áthidalandó távolságot), a fafajtát és a várható födémterhet veszi figyelembe. A födémgerendák a födém alatt elhelyezkedő vízszintes fa tartóelemek, amelyek a terhét az alapozásra vagy a teherhordó falakra továbbítják. A túl kicsi méretű gerenda használata a födém megereszkedését vagy rugózását okozza; a szükségesnél nagyobb méretű gerenda választása feleslegesen pazarolja a faanyagot.

A gerendaméretezés legfontosabb tényezői

Öt tényező dönti el, melyik gerenda alkalmas a födémhez:

• Fesztáv: a gerenda által alátámasztás nélkül áthidalt távolság, lábban megadva.
• Fafajta: duglászfenyő, déli sárgafenyő, nyugati hemlokfenyő–jegenyefenyő vagy lucfenyő–erdeifenyő–jegenyefenyő. Ezek szilárdsága és merevsége eltérő, ezért azonos méret és kiosztás mellett különböző legnagyobb fesztávot tesznek lehetővé.
• Terhelés: könnyű (30 font négyzetlábonként, hálószobákra jellemző), közepes (40 psf, lakóterekre jellemző) vagy nehéz (60 psf, tárolóhelyiségekre jellemző).
• Gerendaméret: a szabványos faanyag mérete, például 2x8 vagy 2x10.
• Kiosztás: a szomszédos gerendák tengelyei közötti távolság, általában 12, 16 vagy 24 hüvelykben megadva.

A födémgerendák fesztávjának meghatározása

Az építési szabályzatok fesztávtáblázatokat közölnek, amelyek fafajtánként, méretenként, kiosztásonként és terhelésenként megadják a legnagyobb áthidalható fesztávot. A whiz.tools kalkulátor az 2012 International Residential Code (IRC) szabályzat táblázataiból származó legnagyobb fesztávokat használja #2 minőségosztályú faanyagra, 10 psf állandó teherrel (magának a födémszerkezetnek a tömegével) és L/360 lehajlási határértékkel számolva. Az L/360 azt jelenti, hogy a tervezési teher alatt a gerenda a fesztávjának legfeljebb 1/360-ad részével hajolhat meg; egy 12 láb gerenda lehajlása legfeljebb 0,4 hüvelyk (10 mm) lehet.

Ezek a legnagyobb fesztávok az egyes fafajtákra elvégzett fizikai hajlítási és lehajlási számításokból származnak, és nem arányosak egymással. A nagyobb szilárdságú fafajta nem növeli minden fesztáv értékét egyszerűen ugyanazzal a százalékkal. Például 40 psf terhelésnél és 16 hüvelyk kiosztásnál egy 2x10 déli sárgafenyőből készült gerenda 16 láb 1 hüvelyk fesztávot hidalhat át, ami kissé hosszabb, mint egy 2x10 duglászfenyő-gerenda 15 láb 5 hüvelyk fesztávja; több más méret- és kiosztáskombinációban pedig a két fafajta értéke pontosan megegyezik. A táblázat minden celláját külön kell kikeresni; az egyik fafajta számai nem állíthatók elő a másik számainak rögzített szorzóval való átskálázásával.

Az alábbi táblázat a duglászfenyőből készült gerendák legnagyobb fesztávját mutatja 40 psf (közepes) terhelésnél, szemléltetésként:

A nehéz terhelés (60 psf) opciója nem szerepel az IRC lakóépületekre vonatkozó táblázataiban, amelyek 40 psf értéknél véget érnek. A kalkulátor ezt a 40 psf terheléshez tartozó fesztáv szabványos hajlítási és lehajlási képletekkel történő csökkentésével becsüli meg, és az eredményt mérnöki becslésként, nem pedig szabályzat szerinti értékként jelöli.

A födémgerenda méretének és kiosztásának kiszámítása

1. Válassza ki a projekthez rendelkezésre álló fafajtát.
2. Mérje meg a fesztávot: a gerenda által áthidalandó szabad távolságot, lábban megadva.
3. Válassza ki a helyiség használatának megfelelő terhelési kategóriát.
4. Keresse ki a legkisebb gerendaméretet a legnagyobb kiosztásnál, amelynek az adott fafajtához és terheléshez tartozó táblázat szerinti legnagyobb fesztávja legalább akkora, mint a mért fesztáv. Először a nagyobb kiosztásokat kell ellenőrizni, mert ezek kevesebb faanyagot igényelnek; egy adott kiosztáson belül a megfelelő szilárdságú legkisebb méretet kell választani.

Kidolgozott példa

Egy kivitelezőnek 14 láb fesztávú födémet kell megépítenie duglászfenyőből készült födémgerendákkal, közepes terhelés mellett (40 psf, ami egy tipikus lakótérre jellemző).

Először a 24 hüvelyk kiosztást ellenőrizve: a 2x6 (legfeljebb 8'1"), a 2x8 (legfeljebb 10'3") és a 2x10 (legfeljebb 12'7") mind túl rövid. Egy 2x12 legfeljebb 14'7" fesztávot tesz lehetővé, ami áthidalja a 14 láb fesztávot. A kalkulátor egy 2x12 méretű gerendát javasol 24 hüvelykes tengelytávolsággal.

Hány födémgerendára van szükség?

A gerendák száma a födém szélességétől függ — attól a mérettől, amelyet a gerendákra merőlegesen, a fesztáv irányára keresztben mérnek —, nem magától a fesztávtól. A gerendákat ezen a szélességen, a választott kiosztással helyezik el.

Képlet: gerendák száma = a (szélesség hüvelykben ÷ kiosztás hüvelykben) értékének felfelé kerekítése + 1

A „+1” a sor mindkét végén elhelyezkedő gerendát jelenti, a közöttük lévő egyes kiosztási távolságokhoz tartozó gerendákon felül.

Kidolgozott példa

Egy födém szélessége 20 láb, a gerendák tengelytávolsága pedig 16 hüvelyk. Hüvelykre átszámítva: 20 × 12 = 240 hüvelyk. A kiosztással osztva: 240 ÷ 16 = 15. A szélső gerendát hozzáadva: 15 + 1 = 16 gerenda.

A szabványos faanyagból készült födémgerendák alternatívái

A tömörfa gerendák nem az egyetlen lehetőséget jelentik. A rétegelt lemezből vagy OSB-lapból készült gerincből és fa övekből ragasztott, gyártott I-gerendák nagyobb fesztávot hidalnak át a tömör faanyagnál, és jobban ellenállnak a vetemedésnek. A födémrácsostartók előregyártott tartószerkezetek, amelyek még nagyobb fesztávot hidalnak át, és mélységükben helyet biztosítanak légcsatornák és csövek átvezetéséhez. Acélgerendákat olyan kereskedelmi épületekben alkalmaznak, ahol nagyobb tűzállóságra van szükség. E termékek mindegyikéhez a gyártó saját fesztávtáblázatai tartoznak, nem pedig azok az IRC-szabványosfaanyag-táblázatok, amelyeken ez a kalkulátor alapul.

Gyakran ismételt kérdések

Mi a födémgerendák szabványos kiosztása?

A szabványos kiosztási lehetőségek: 12, 16 és 24 hüvelyk tengelytávolság. A tizenhat hüvelykes kiosztás a leggyakoribb a lakóépületek vázszerkezeteiben, mert igazodik a szabványos, 4 × 8 láb méretű rétegelt lemez- és OSB-lapok széleihez. A kisebb kiosztás merevebb födémet eredményez, de több faanyagot igényel; a nagyobb kiosztás kevesebb faanyagot használ, viszont vastagabb aljzatburkolati lemezre lehet szükség.

Hogyan határozzam meg a projektemhez megfelelő gerendaméretet?

Három adat határozza meg: a fesztáv, a fafajta és a terhelési kategória. Adja meg ezeket a kalkulátorban a méret és a kiosztás meghatározásához. Általában a nagyobb fesztávhoz vagy nagyobb terheléshez mélyebb gerenda vagy kisebb kiosztás szükséges.

Mekkora a 2x10 méretű födémgerenda legnagyobb fesztávja?

Ez a fafajtától, a kiosztástól és a terheléstől függ. Duglászfenyőből készült gerenda esetén, 16 hüvelyk kiosztással és közepes (40 psf) terhelés mellett egy 2x10 gerenda legfeljebb 15 láb 5 hüvelyk fesztávot hidalhat át. Más fafajta vagy kiosztás módosítja ezt az értéket, esetenként több mint egy lábbal, ezért a feltételezés helyett a pontos kombinációt kell ellenőrizni.

Hány födémgerendára van szükségem a projektemhez?

A darabszám a födém szélességétől — a gerendákra keresztirányú távolságtól, nem az általuk áthidalt fesztávtól — és a gerendák kiosztásától függ. A szélességet hüvelykben ossza el a hüvelykben megadott kiosztással, kerekítse felfelé, majd adjon hozzá egyet a szélső gerenda miatt. Egy 20 láb széles, 16 hüvelyk kiosztású födémhez 16 gerenda szükséges.

Mi a gerenda lehajlása, és miért számít?

A lehajlás azt mutatja meg, mennyire hajlik meg a gerenda terhelés alatt. A túl nagy lehajlás rugózó érzetűvé teszi a födémet, és megrepesztheti a fölötte lévő járólapot vagy vakolatot. Az építési szabályzatok a lehajlást általában L/360 értékre korlátozzák, vagyis egy 12 láb gerenda tervezési terhelés alatt legfeljebb 0,4 hüvelykkel (10 mm) hajolhat meg.

Használhatok gyártott faanyagot a szabványos faanyag helyett födémgerendaként?

Igen. Az I-gerendák, a rétegelt furnérfa (LVL) és a födémtartók gyakori helyettesítők. Ezek gyakran nagyobb fesztávot hidalnak át, és jobban ellenállnak a vetemedésnek, mint a tömör faanyag, de a gyártó fesztávtáblázatait követik, nem a kalkulátor által használt IRC-táblázatokat, ezért külön ellenőrzésre van szükség.

Hivatkozások

1. International Code Council, International Residential Code, R502.3.1(1) és R502.3.1(2) táblázat.
2. American Wood Council, Span Tables for Joists and Rafters.
3. USDA Forest Products Laboratory, Wood Handbook: Wood as an Engineering Material.