Kalkulator wymiarów nadproża nad drzwiami

Kalkulator wymiarów nadproża nad drzwiami podaje wymiar poziomej belki, zwanej nadprożem, potrzebnej nad otworem drzwiowym. Wykorzystuje szerokość otworu oraz informację, czy ściana przenosi obciążenia konstrukcyjne, a następnie podaje wymiar, taki jak „podwójne 2x10” lub „pojedyncze płasko 2x4”.

Czym jest nadproże nad drzwiami?

Nadproże drzwiowe to pozioma belka umieszczona nad otworem drzwiowym. Przenosi ciężar ściany, stropu, a czasem także dachu nad otworem i przekazuje go na słupki po obu stronach drzwi. Bez nadproża wycięcie otworu drzwiowego w ścianie usunęłoby drewno podtrzymujące wszystko, co znajduje się powyżej.

Nadproże opiera się na krótkich słupkach podporowych, przyciętych tak, aby pasowały pod każdy jego koniec. Słupki pełnej wysokości biegną wzdłuż słupków podporowych od podłogi do oczepu. Krótkie słupki pośrednie wypełniają przestrzeń między górą nadproża a znajdującym się wyżej oczepem.

„Podwójne” lub „potrójne” nadproże oznacza dwie albo trzy sztuki tarcicy zbite ze sobą licami. Dodatkowe warstwy zwiększają grubość w poprzek ściany, dzięki czemu belka staje się mocniejsza bez zwiększania jej wysokości. Podwójne 2x10 i potrójne 2x10 mają głębokość 9,25 cali.

Jak obliczyć wymiar nadproża nad drzwiami

Wymiar nadproża zależy głównie od dwóch rzeczy: szerokości otworu oraz tego, czy ściana jest ścianą nośną.

Ściana nośna przenosi ciężar z kondygnacji lub dachu znajdujących się powyżej. Ściana nienośna, nazywana czasem działową, podtrzymuje tylko samą siebie.

W przypadku ścian nienośnych International Residential Code (IRC), sekcja R602.7.3, dopuszcza pojedyncze nadproże ułożone płasko 2x4 nad każdym otworem o szerokości do 8 stóp (96 cali). „Płasko” oznacza, że 2x4 leży na szerokiej powierzchni, zamiast stać na krawędzi.

W przypadku ścian nośnych wymagany wymiar wynika z tabeli R602.7(1) IRC, która podaje największą rozpiętość, jaką może przenieść każdy wymiar tarcicy i liczba jej warstw. Rozpiętość tabelaryczna zmniejsza się wraz ze wzrostem obciążenia: większa liczba kondygnacji opartych na nadprożu, szerszy budynek lub większe obciążenie śniegiem na gruncie skracają ją.

Szersze otwory wymagają większych nadproży z powodu podstawowych zasad mechaniki belek. Dla belki przenoszącej równomierne obciążenie maksymalny moment zginający wynosi M = wL²/8, gdzie w oznacza obciążenie na cal rozpiętości, a L długość rozpiętości. Ponieważ L jest podnoszone do kwadratu, podwojenie rozpiętości zwiększa siłę zginającą, której nadproże musi się przeciwstawić, ponad dwukrotnie.

Obciążenie przyjęte przez ten kalkulator

Kalkulator pyta tylko o szerokość, wysokość i zaznaczenie pola dotyczącego ściany nośnej, więc pozostałe wartości musi przyjąć. Wysokość (od 24 do 120 cali) służy tylko do przeskalowania rysunku; wymiar nadproża wynika z szerokości. Kalkulator wykorzystuje środkowy wiersz tabeli R602.7(1) IRC: nadproże podtrzymuje dach, strop i jedną kondygnację opartą na belce środkowej, budynek ma 28 stóp (8,53 m) szerokości, a obciążenie śniegiem gruntu wynosi 50 funtów (23 kg) na stopę kwadratową.

Nie jest to ani najlżejszy przypadek ujęty w tabeli, ani najcięższy. Dwukondygnacyjny dom na rzucie o wymiarze 36 stóp w rejonie o dużych opadach śniegu wymaga większego nadproża, niż pokazuje kalkulator. Dom jednokondygnacyjny na rzucie o wymiarze 20 stóp, przy obciążeniu śniegiem 30 psf, może wykorzystać mniejsze nadproże. Przed wykonaniem konstrukcji budowniczy powinien potwierdzić właściwy wiersz tabeli w lokalnym urzędzie nadzoru budowlanego lub u konstruktora.

Przy tych założeniach kalkulator przechodzi po elementach ujętych w tabeli od najmniejszego (dwie warstwy 2x4, przez 2x12, następnie trzy warstwy, a potem cztery) i zwraca pierwszy, którego dopuszczalna rozpiętość jest co najmniej równa szerokości otworu.

Tabela wymiarów nadproży nad drzwiami

Podane niżej rozpiętości to wartości z tabeli dla opisanego wyżej przyjętego obciążenia. Narzędzie przyjmuje szerokości od 12 do 144 cali (366 cm).

W przypadku ścian nienośnych kalkulator zwraca „pojedyncze płasko 2x4” dla każdej szerokości do 96 cali (244 cm). Powyżej 96 cali (244 cm) korzysta z tej samej tabeli, ponieważ dopuszczenie dla płasko ułożonego 2x4 obejmuje tylko otwory o szerokości do 8 stóp (2,4 m).

Otwory o rozpiętości większej niż rozpiętość czterech elementów 2x12 wymagają belki obliczonej przez konstruktora, takiej jak drewno klejone warstwowo z fornirów (LVL), drewno klejone lub stal, o przekroju dobranym przez konstruktora.

Przykład rozwiązany

Przykład: otwór nośny o szerokości 60 cali. Podwójne 2x4 ma rozpiętość 2′–5″ (29 cali), więc jest za krótkie. Podwójne 2x6 ma rozpiętość 3′–7″ (43 cale), nadal za krótką. Podwójne 2x8 ma rozpiętość 4′–6″ (54 cale), czyli brakuje 6 cali. Podwójne 2x10 ma rozpiętość 5′–6″ (66 cali), która obejmuje 60 cali (150 cm), dlatego kalkulator zwraca „podwójne 2x10”.

Często zadawane pytania

Jakie nadproże jest potrzebne nad drzwiami o szerokości 32 cale?

W ścianie nienośnej pojedyncze płasko ułożone 2x4 wystarcza dla każdych drzwi o szerokości do 8 stóp (2,4 m), w tym dla drzwi o szerokości 32 cale. W ścianie nośnej otwór 32 cale mieści się w przedziale od 30 do 43 cale, więc kalkulator zwraca podwójne 2x6.

Jaki jest największy otwór, który może obejmować podwójne 2x8?

Przy obciążeniu przyjętym przez ten kalkulator jest to 4 stopy 6 cali (54 cali). Ten sam element jest odpowiedni dla 6 stóp 10 cali (2,08 m) przy najlżejszym wierszu tabeli, gdzie nadproże podtrzymuje tylko dach i strop w budynku o szerokości 20 stóp, przy obciążeniu śniegiem 30 psf. Rozpiętość zależy od obciążenia, a nie tylko od tarcicy.

Czy ściana nośna zawsze wymaga podwójnego nadproża?

Tak. Tabela R602.7(1) IRC zaczyna się od dwóch warstw, a kalkulator przechodzi do trzech, a następnie czterech warstw wraz ze wzrostem szerokości otworu. Otwory o szerokości przekraczającej możliwości czterech elementów 2x12 wymagają belki obliczonej przez konstruktora zamiast tarcicy o standardowych wymiarach.

Jak sprawdzić, czy ściana jest nośna?

Ściana jest zwykle nośna, jeśli biegnie prostopadle do znajdujących się nad nią belek stropowych lub krokwi, znajduje się bezpośrednio pod belką albo inną ścianą na wyższej kondygnacji lub jest ścianą zewnętrzną. W razie wątpliwości przed wykonaniem otworu należy skonsultować się z konstruktorem lub inspektorem budowlanym.

Dlaczego drzwi w ścianie nienośnej o wysokości poniżej 8 stóp wymagają tylko pojedynczego 2x4?

Przenoszą niemal wyłącznie własny ciężar i ciężar materiału ściany bezpośrednio nad nimi. IRC R602.7.3 dopuszcza pojedyncze płasko ułożone 2x4 dla otworów o szerokości do 96 cali (244 cm) w ścianach nienośnych.

Czy ten kalkulator uwzględnia obciążenie śniegiem i szerokość budynku?

Nie jako dane wejściowe. Zawsze wykorzystuje jeden wiersz tabeli: dach, strop i jedną kondygnację opartą na belce środkowej, budynek o szerokości 28 stóp oraz 50 funtów (23 kg) śniegu na gruncie na stopę kwadratową. Dodatkowe kondygnacje nad nadprożem, szerszy budynek lub większe obciążenie śniegiem wymagają większego nadproża, niż pokazuje narzędzie.

Piśmiennictwo

1. International Code Council. International Residential Code, tabela R602.7(1) „Rozpiętości belek głównych i nadproży dla zewnętrznych ścian nośnych” oraz sekcja R602.7.3.
2. U.S. Department of Commerce. Voluntary Product Standard PS 20-20, American Softwood Lumber Standard (wymiary tarcicy struganej).
3. American Wood Council. National Design Specification (NDS) for Wood Construction.