درک بارها و استفاده از جداول دهانه

لطفاً توجه داشته باشید: این مقاله قدیمی توسط عضو سابق هیئت علمی ما برای اهداف بایگانی در سایت ما در دسترس است. برخی از اطلاعات موجود در آن ممکن است منسوخ شود.

استفاده از جداول دهانه برای اندازه های تیرچه ها و قایق ها یک فرآیند مستقیم به جلو است وقتی که اصول ساختاری حاکم بر استفاده از آنها را درک می کنید.

توسط Paul Fisette - © 2003

چوب به طور طبیعی مهندسی شده است تا به عنوان یک ماده ساختاری خدمت کند: ساقه یک درخت در پایه (پایه) به زمین چسبانده می شود ، از وزن شاخه های آن (ستون) پشتیبانی می کند و همانطور که توسط باد بارگذاری می شود خم می شود (پرتو کنگره)بشرتجزیه و تحلیل کامل از خصوصیات مکانیکی چوب پیچیده است ، اما درک چند اصول از قدرت چوب به شما امکان می دهد با استفاده از جداول دهانه ، تیرچه ها و قایق ها را اندازه بگیرید.

بیایید با یک نمای گسترده شروع کنیم. هدف ساختاری یک خانه انتقال ایمن بارهای ساختمان (وزن) از طریق پایه و اساس به خاک حامی است. به یاد داشته باشید وقتی معلم علوم شما گفت: هر عملی واکنش متضادی و برابر دارد؟خوب هر بار ساختمان دارای "بار واکنش" برابر است. اگر در صورت ترکیب بارهای خانه ، وزن خانه بیشتر از آن باشد که خاک بتواند از آن پشتیبانی کند - خانه غرق می شود تا به جایی برسد که در آن خاک بتواند از بار پشتیبانی کند. در این مقاله به چگونگی واکنش پرتوهای ساده مانند تیرچه ها و کوره ها در برابر بارگذاری می پردازیم.

بارگذاری مسکونی

این خانه به عنوان یک سیستم ساختاری در برابر بارهای مرده (وزن مواد) ، بارهای زنده (وزنهای تحمیل شده توسط استفاده و اشغال) مانند بارهای برفی و بارهای باد عمل می کند. تیرها ، گل میخ ها ، تیرچه ها و قایق ها به عنوان یک اسکلت ساختاری عمل می کنند و باید به اندازه کافی قوی باشند و به اندازه کافی سفت باشند تا در برابر این بارها مقاومت کنند.

قدرت و سفتی به همان اندازه مهم است. به عنوان مثال ، گچ سقف طبقه اول وقتی سرنشینان در یک اتاق خواب طبقه دوم که با تیرچه های کف فنری قاب بندی شده بود ، شکسته می شدند. شاید اگر آنها شکسته نشوند ، تیرچه ها به اندازه کافی قوی بودند! اما عدم سختی منجر به مشکلات پرهزینه می شود.

سفتی اعضای ساختاری با حداکثر انحراف مجاز محدود است. به عبارت دیگر ، چقدر یک تیرچه یا Rafter با حداکثر بار مورد انتظار خم می شود. فقط بارهای زنده برای محاسبه مقادیر طراحی برای سختی استفاده می شود.

حداکثر محدودیت انحراف توسط کدهای ساختمان تعیین می شود. آنها به عنوان کسری بیان می شوند. دهانه روشن در اینچ (L) بیش از یک عدد معین. به عنوان مثال: یک تیرچه کف که به طور مناسب برای 10 فوت با محدودیت L/360 انتخاب شده است ، بیش از 120 ″/360 = 1/3 اینچ در حداکثر بارهای طراحی منحرف نمی شود. در صورت خنثی کردن سیستم تیرچه کف 1/3 ، انتظار نمی رود که Drywall به قسمت زیرین این سیستم شکسته شود.

محدودیت های انحراف معمولی که در کتاب های کد ذکر شده است L/360 ، L/240 یا L/180 است. این محدودیت ها بر اساس بارهای زنده و فعالیتهایی است که در اتاقهای خاص یک خانه تجربه می شود. نمونه هایی از محدودیت های انحراف کد و مقادیر بار زنده عبارتند از:

کف اتاق نشیمن L/360 و 40 PSF

اتاق های خواب و کف اتاق زیر شیروانی قابل سکونت L/360 و 30 PSF

کف اتاق زیر شیروانی با ذخیره سازی محدود L/240 و 10 PSF.

قدرت یک ماده به وضوح مهم است. تیرچه ها ، و قایق ها باید به اندازه کافی قوی باشند که در هنگام بارگیری شکسته نشوند. بر خلاف سختی ، بارهای زنده و بارهای مرده به هم اضافه می شوند تا حداقل مقادیر طراحی برای استحکام را تعیین کنند.

برای تعیین مقدار بار مرده برای یک سیستم طبقه یا سقف معین ، وزن کلیه مواد نصب شده دائمی در یک جزء معین با هم اضافه می شود. برای یک سیستم کف می توانید در یک کتابچه معماری مانند استانداردهای گرافیکی معماری ، وزنهای جداگانه ، تسمه ، تیرچه کف ، زیر کف ، زیرپوش و فرش را پیدا کنید. اما در بیشتر موارد یک راه حل کتاب آشپزی وجود دارد. به سادگی به جداول منتشر شده توسط انجمن جنگل و مقاله آمریکا (AF& A) ، شورای چوب آمریکا (AWC) مراجعه کنید. ضمیمه A AF& A انواع مختلفی از ترکیبات بار زنده و مرده را برای کف ، سقف و قایق لیست می کند. به عنوان مثال ، ضمیمه A نشان می دهد که یک نوع سیستم سقف کاشی خاک رس دارای مقدار بار زنده 20 PSF و مقدار بار مرده 15 PSF است.

عواملی که تأثیر می گذارد

عوامل زیادی بر نحوه پاسخ یک سیستم به بارگذاری تأثیر می گذارد. این مهم است که درک کنیم که نحوه انتخاب و استفاده از مواد ، هزینه ها و عملکرد را کنترل می کند.

عمق اعضای ساختاری. غالباً 2 × 10 تیرچه در فاصله 24 اینچ O. C قرار دارند. مونتاژ کف قوی تر و محکم تر از 2 × 8 تیرچه با همان درجه و گونه هایی که در فاصله 16 اینچ O. C قرار دارند.

مقدار یا مدول خاصیت ارتجاعی عناصر فردی. E نسبت ای است که به مقدار بار معین مربوط می شود و باعث تغییر شکل ماده می شود. ماده ای با مقدار E بالاتر سخت تر است. به عنوان مثال: No. 2 Grade Pine White Pine دارای ارزش E 1،100،000 و No. 2 Hem-Fir دارای ارزش E 1،300،000 است. hem-fir یک ماده سخت تر است.

مقدار FB یا استرس فیبر شدید در خم شدن. بارها باعث خم شدن تیرها ، تیرچه ها و قایق ها می شوند. به عنوان یک پرتو خم می شود ، الیاف بیرونی (شدید) در امتداد لبه بالا فشرده می شوند. و در عین حال ، الیاف در امتداد لبه پایین کشیده می شوند. بیرونی ترین (شدیدترین) الیاف چوب در سطوح بالا و پایین بیش از آن الیاف وسط استرس دارند. مقدار FB نشانگر قدرت طراحی برای آن الیاف شدید است. هرچه FB بالاتر باشد ، چوب قوی تر است.

درجه چوب. درجه بالاتری از گونه های خاص دارای امتیاز استحکام بالاتری (FB) است و غالباً از استحکام بالاتری (E) نیز برخوردار است.

گونه های چوب. همه گونه ها به طور برابر ایجاد نمی شوند. به عنوان مثال کاج جنوبی بسیار قوی تر و سخت تر از صنوبر است.

مدت زمان بار. اعضا چه مدت بارگیری می شوند؟بارگیری تمام وقت (تیرچه های کف) به عنوان معیار معیار عمل می کند. مقادیر معیار با 1. 15 ضرب می شوند تا مقادیر بار برفی و 1. 25 برای بارگذاری 7 روزه را انجام دهند. نگران محاسبات نباشید! جداول به طور خودکار این تنظیم را اداره می کنند. شما فقط شماره های زیر عنوان ستون مناسب را می خوانید. به عنوان مثال: یک تیرچه ساختاری ، کاج جنوبی 2 × 8 طبقه دارای 2650 FB است. در حالی که همان درجه و گونه 2 × 8 دارای 3040 FB است که به عنوان یک قایق سقف در کشور برفی استفاده می شود. مقادیر E با مدت زمان بار تحت تأثیر قرار نمی گیرند.

آنچه شما نیاز دارید

خوب ، بنابراین اکنون می خواهید از این اطلاعات استفاده کنید. ابتدا باید چند مورد را بدست آورید: کتاب کد ؛میزهای دهانه AF& A برای تیرچه ها و قایق ها (این امر به ترکیبات مختلف E و FB اختصاص می دهد). و یک کپی از مقادیر طراحی برای تیرچه ها و قایق ها (این دارای مقادیر FB و E برای گونه ها ، اندازه ها و درجه های ابعاد مختلف است).

کتاب کد را می توان از طریق رسمی کد محلی خود خریداری کرد. کدهای ساختمان اطلاعاتی در مورد نمرات مورد نیاز ، دهانه ها ، تحمل ، پشتیبانی جانبی ، شکاف و غیره در اختیار شما قرار می دهد. کابو یک و دو کد مسکونی خانوادگی ، 5203 Leesburg Pike ، Suite 708 ، کلیسای Falls ، VA 22041. CABO در بیشتر ساختمان های محلی ارجاع می شودکدها به عنوان یک گزینه قابل قبول برای کد محلی. این کتاب کد دارای یک پیوست با میزهای دهانه ای برای تیرچه ها و قایق ها و دیگری با مقادیر طراحی برای تیرچه ها و قایق ها است.

انتشارات دیگری که من ذکر کردم توسط اکثر کدها ارجاع شده است و می توانید از شورای چوب آمریکایی AF& A ، PO Box 5364 ، Madison ، WI 53705-5364 ، 1-800-890-7732 خریداری کنید. یا می توان آنها را بصورت آنلاین سفارش داد: http://www. forestprod.org/awc

این اسناد دیدگاه گسترده ای از استفاده از میز از طریق بخش های "توضیح" و "تفسیر" در آغاز و پایان نشریات ارائه می دهند. به نظر من اسناد AWC آسان است که دنبال شود. کادر فنی AWC مشتاق و قادر به کمک به شما در درک اسناد در صورت گیر شدن است. می توانید با شماره 800-AWC-AFPA (292-2372) یا از طریق ایمیل در AWC HelpDesk تماس بگیرید. یا برای اطلاعات بیشتر به وب سایت آنها در http://www. awc.org مراجعه کنید.

جداول و نشریات دهانه دیگری نیز در دسترس است. به عنوان مثال انجمن محصولات وسترن غربی (WWPA) جداول را منتشر می کند. اما WWPA از "مقادیر پایه" استفاده می کند که کار را پیچیده تر می کند. برخی از طراحان ممکن است جداول WWPA را مفید بدانند. با این حال ، من فکر می کنم سازندگان و معماران با نسخه AF& A بهتر خدمت می کنند.

جمع کردن همه آن

محاسبه بارها

در بیشتر موارد ، بار زنده و مقادیر بار مرده برای سیستم های کف و سقف بارهای توزیع شده در نظر گرفته می شوند. به عبارت دیگر ، وزن توسط اعضای سیستم کف یا سقف به طور یکنواخت توزیع می شود یا به اشتراک گذاشته می شود. به منظور ایجاد اندازه های مناسب ، نمرات و فاصله در مرکز از تیرچه ها و قایق ها ، ابتدا برای تعیین میزان بارگذاری برای کد ساختمان باید تعیین کنید.

از کتاب کد خود در اینجا استفاده کنید. بارهای مجاز و محدودیت های انحراف را که توسط کد محلی خود تحمیل شده است ، جستجو کنید. به عنوان مثال: کتاب کد ماساچوست شامل اطلاعات زیر است.