Máy Tính Dầm Sàn - Công Cụ Miễn Phí Về Kích Thước, Khoảng Cách & Nhịp Dầm

Máy tính xà joist sàn là gì?

Máy tính xà joist sàn xác định kích thước, khoảng cách và số lượng xà joist cần thiết để đỡ sàn an toàn. Công cụ này sử dụng nhịp (khoảng cách mà xà joist phải vượt qua mà không có điểm đỡ), loài gỗ và tải trọng sàn dự kiến. Xà joist sàn là các dầm gỗ nằm ngang bên dưới sàn, truyền khối lượng của sàn xuống móng hoặc các tường chịu lực. Chọn kích thước quá nhỏ khiến sàn võng hoặc nảy; chọn kích thước lớn hơn mức cần thiết sẽ lãng phí gỗ.

Các yếu tố chính khi chọn kích thước xà joist

Năm yếu tố quyết định loại xà joist phù hợp với sàn:

• Nhịp: khoảng cách không có điểm đỡ mà xà joist vượt qua, tính bằng feet.
• Loài gỗ: linh sam Douglas, thông phương Nam, Hem-Fir hoặc Spruce-Pine-Fir. Mỗi loại có độ bền và độ cứng khác nhau, nên cho phép một nhịp tối đa khác nhau với cùng kích thước và khoảng cách.
• Tải trọng: nhẹ (30 pao trên mỗi foot vuông, thường gặp ở phòng ngủ), trung bình (40 psf, thường gặp ở khu vực sinh hoạt) hoặc nặng (60 psf, thường gặp ở khu vực lưu trữ).
• Kích thước xà joist: kích thước gỗ xẻ theo quy cách, chẳng hạn 2x8 hoặc 2x10.
• Khoảng cách: khoảng cách giữa tâm của các xà joist liền kề, thường là 12, 16 hoặc 24 tấc.

Cách xác định nhịp xà joist sàn

Quy chuẩn xây dựng công bố các bảng nhịp, nêu rõ với mỗi tổ hợp loài gỗ, kích thước, khoảng cách và tải trọng, xà joist có thể vượt qua nhịp dài nhất bao nhiêu. Máy tính whiz.tools sử dụng các nhịp tối đa từ các bảng của Bộ quy chuẩn nhà ở quốc tế (IRC) năm 2012 dành cho gỗ được phân hạng #2, với giả định tải tĩnh 10 psf (khối lượng của chính kết cấu sàn) và giới hạn độ võng L/360. L/360 có nghĩa là dưới tải trọng thiết kế, xà joist chỉ được cong không quá 1/360 nhịp của nó; một xà joist dài 12 feet có thể võng không quá 0,4 tấc.

Các nhịp tối đa này được tính từ phép tính uốn và độ võng vật lý cho từng loài gỗ, và không tỷ lệ thuận với nhau. Loài gỗ bền hơn không đơn giản là cộng thêm một tỷ lệ phần trăm cố định vào mọi nhịp. Ví dụ, ở tải 40 psf và khoảng cách 16 inch, xà joist 2x10 bằng thông phương Nam có thể đạt nhịp 16 feet 1 inch, dài hơn một chút so với xà joist 2x10 bằng linh sam Douglas ở mức 15 feet 5 inch; hai loài này cũng có cùng giá trị chính xác ở một số tổ hợp kích thước và khoảng cách khác. Cần tra riêng từng ô trong bảng; không thể suy ra bằng cách nhân các số của một loài với một hệ số cố định.

Bảng dưới đây minh họa nhịp tối đa của linh sam Douglas ở tải 40 psf (trung bình):

Tùy chọn tải nặng (60 psf) không có trong các bảng nhà ở của IRC, vốn chỉ đến 40 psf. Máy tính ước tính giá trị này bằng cách giảm nhịp ở tải 40 psf theo các công thức uốn và độ võng tiêu chuẩn, đồng thời đánh dấu kết quả là ước tính kỹ thuật chứ không phải giá trị theo quy chuẩn.

Cách tính kích thước và khoảng cách xà joist sàn

1. Chọn loài gỗ có sẵn cho dự án.
2. Đo nhịp: khoảng cách thông thủy mà xà joist phải vượt qua, tính bằng feet.
3. Chọn loại tải trọng phù hợp với công năng của căn phòng.
4. Tra kích thước xà joist nhỏ nhất ở khoảng cách rộng nhất, sao cho nhịp tối đa (từ bảng của loài gỗ và tải trọng đó) ít nhất bằng nhịp đã đo. Kiểm tra khoảng cách rộng hơn trước vì cách này dùng ít gỗ hơn; trong cùng một khoảng cách, chọn kích thước nhỏ nhất đủ bền.

Ví dụ minh họa

Một thợ xây cần dựng khung sàn có nhịp 14 feet, sử dụng xà joist bằng linh sam Douglas dưới tải trung bình (40 psf, thường gặp ở khu vực sinh hoạt).

Kiểm tra khoảng cách 24 inch trước: 2x6 (tối đa 8'1"), 2x8 (tối đa 10'3") và 2x10 (tối đa 12'7") đều quá ngắn. 2x12 cho phép 14'7", đủ bao phủ nhịp 14 feet. Máy tính đề xuất xà joist 2x12 ở khoảng cách 24 tấc tâm đến tâm.

Cần bao nhiêu xà joist sàn?

Số lượng xà joist phụ thuộc vào chiều rộng sàn — kích thước đo ngang qua các xà joist, vuông góc với nhịp — chứ không phụ thuộc vào bản thân nhịp. Các xà joist được bố trí dọc theo chiều rộng đó với khoảng cách đã chọn.

Công thức: số xà joist = làm tròn lên (chiều rộng tính bằng inch ÷ khoảng cách tính bằng inch) + 1

"+1" tính thêm xà joist ở mỗi đầu đoạn bố trí, ngoài các xà joist tại từng khoảng cách ở giữa.

Ví dụ minh họa

Một sàn có chiều rộng 20 foot, với các dầm sàn cách nhau 16 inch, tính từ tim đến tim. Đổi sang inch: 20 × 12 = 240 inch. Chia cho khoảng cách: 240 ÷ 16 = 15. Cộng dầm sàn ở đầu: 15 + 1 = 16 dầm sàn.

Các lựa chọn thay thế cho xà joist gỗ xẻ theo quy cách

Xà joist gỗ nguyên khối không phải là lựa chọn duy nhất. Dầm chữ I bằng gỗ công nghiệp, gồm các cánh gỗ được liên kết với bản bụng bằng ván ép hoặc OSB, có thể vượt nhịp xa hơn gỗ nguyên khối và chống cong vênh tốt hơn. Dàn sàn là các khung chế tạo sẵn có thể vượt nhịp xa hơn nữa, đồng thời chừa không gian để ống dẫn và đường ống đi xuyên qua chiều cao của dàn. Xà joist thép xuất hiện trong các tòa nhà thương mại cần khả năng chống cháy cao hơn. Mỗi sản phẩm này sử dụng bảng nhịp riêng của nhà sản xuất, thay vì các bảng gỗ xẻ theo quy cách của IRC mà máy tính này dựa vào.

Các câu hỏi thường gặp

Khoảng cách tiêu chuẩn giữa các xà joist sàn là bao nhiêu?

Các lựa chọn khoảng cách tiêu chuẩn là 12, 16 và 24 tấc tâm đến tâm. Khoảng cách 16 tấc phổ biến nhất trong kết cấu nhà ở vì phù hợp với các mép của tấm ván ép và OSB tiêu chuẩn kích thước 4-by-8 feet. Khoảng cách nhỏ hơn tạo ra sàn cứng hơn nhưng dùng nhiều gỗ hơn; khoảng cách lớn hơn dùng ít gỗ hơn nhưng có thể cần lớp ván sàn phụ dày hơn.

Làm thế nào xác định kích thước xà joist phù hợp cho dự án?

Ba thông số quyết định là nhịp, loài gỗ và loại tải trọng. Nhập các thông số này vào máy tính để nhận kích thước và khoảng cách. Nhìn chung, nhịp càng dài hoặc tải càng nặng thì cần xà joist càng sâu hoặc khoảng cách càng nhỏ.

Nhịp tối đa của xà joist sàn 2x10 là bao nhiêu?

Điều đó phụ thuộc vào loài gỗ, khoảng cách và tải trọng. Với linh sam Douglas, khoảng cách 16 inch, dưới tải trung bình (40 psf), xà joist 2x10 có thể đạt nhịp tối đa 15 feet 5 inch. Loài gỗ hoặc khoảng cách khác sẽ làm thay đổi con số này, đôi khi hơn một foot, nên cần kiểm tra đúng tổ hợp thay vì giả định.

Cần bao nhiêu xà joist sàn cho dự án?

Số lượng phụ thuộc vào chiều rộng sàn — khoảng cách ngang qua các xà joist, không phải nhịp của chúng — và khoảng cách giữa các xà joist. Chia chiều rộng tính bằng inch cho khoảng cách tính bằng inch, làm tròn lên, rồi cộng một xà joist ở đầu. Một sàn rộng 20 feet với khoảng cách 16 inch cần 16 xà joist.

Độ võng của xà joist là gì và vì sao quan trọng?

Độ võng là mức độ xà joist bị uốn cong dưới tải trọng. Độ võng quá lớn khiến sàn có cảm giác nảy và có thể làm nứt gạch hoặc lớp vữa trát bên trên. Quy chuẩn xây dựng thường giới hạn độ võng ở L/360, nghĩa là một xà joist 12 feet không được cong quá 0,4 tấc dưới tải trọng thiết kế.

Có thể dùng gỗ công nghiệp thay cho gỗ xẻ theo quy cách làm xà joist sàn không?

Có. Xà joist chữ I, gỗ veneer ghép lớp (LVL) và dàn xà sàn là những vật liệu thay thế phổ biến. Chúng thường vượt nhịp xa hơn và chống cong vênh tốt hơn gỗ nguyên khối, nhưng phải tuân theo bảng nhịp của nhà sản xuất thay vì bảng IRC mà máy tính này sử dụng, nên cần kiểm tra riêng.

Tài liệu tham khảo

1. Hội đồng Quy chuẩn Quốc tế, International Residential Code, Bảng R502.3.1(1) và R502.3.1(2).
2. Hội đồng Gỗ Hoa Kỳ, Bảng nhịp cho xà joist và vì kèo.
3. Phòng thí nghiệm Sản phẩm Lâm nghiệp USDA, Sổ tay về gỗ: Gỗ làm vật liệu kỹ thuật.