Da das Ermitteln der Tragfähigkeit von Bodenträgern ein gründliches Verständnis der strukturellen Eigenschaften von Holz sowie der Anforderungen der Bauvorschriften erfordert, ist es eine Aufgabe, die am besten einem Statiker überlassen wird, wenn er die Einzelheiten des Entwurfs eines Gebäudes festlegt. Das Verständnis der Grundlagen der Berechnungen kann Ihnen jedoch helfen, die Belastungsgrenzen Ihres vorhandenen Bodens zu verstehen.
Verkehrslasten und Eigenlasten
Fußböden müssen zwei verschiedene Arten von Gewichtsbelastungen tragen können. Das Eigengewicht Auf dem Boden befindet sich das Gewicht der Bodenkonstruktion selbst und alles andere, das permanent am Boden befestigt ist. Das Zuladung ist das Gewicht von Möbeln, Personen und allem anderen, das der Boden tragen muss, aber nicht dauerhaft befestigt ist.
Die Eigenlast eines Fußbodens wird durch die bei der Konstruktion des Fußbodens verwendeten Materialien bestimmt. Ein typischer Holzrahmenboden, der mit Teppich- oder Vinylbodenbelag bedeckt ist, hat eine Eigenlast von ungefähr 8 Pfund pro Quadratfuß; Wenn an der Unterseite dieses Bodens eine mit Wandbrettern bedeckte Decke hängt, erhöht sich die Eigenlast auf etwa 10 Pfund pro Quadratfuß. Schwerere Bodenbeläge erhöhen die Eigenlast noch mehr.
Bauvorschriften und Grenzwerte
Die örtlichen Bauvorschriften geben die minimale Nutzlast an, die Fußböden tragen müssen. Der International Residential Code, auf dem die meisten örtlichen Bauvorschriften basieren, schreibt vor, dass Böden in Nichtschlafzimmern eine Mindestlebenslast von 40 Pfund pro Quadratfuß tragen müssen, und Böden in Schlafräumen müssen eine Nutzlast von 30 Pfund tragen können Pfund pro Quadratfuß.
Die Codes geben auch an, wie viel Fußböden unter Last gebogen werden dürfen, ein Maß mit der Bezeichnung a Durchbiegungsgrenze. Das IRC sagt, dass Böden nicht mehr als 1/360 der Spannweite des Bodens durchbiegen dürfen. Beispielsweise darf ein Boden mit einer Spannweite von 10 Fuß nicht mehr als 1/3 Zoll oder 120 Zoll / 360 Zoll auslenken.
Übergreifende Tabellen und Konstruktionswerte
Mit Spanntabellen und Tabellen, die Entwurfsgrenzen für bestimmte Holzarten anzeigen, können Sie bestimmen, ob ein bestimmter Bodenentwurf den Code- und Entwurfsanforderungen entspricht. Für eine gegebene Balkengröße und einen gegebenen Abstand geben die Tabellen den Stärkewert an, der als Fb-Wertund Steifheit, genannt E-Wertdes Balkens. Architekten und Ingenieure verwenden diese Tabellen, um die erforderliche Größe und den erforderlichen Abstand von Balken bei der Planung von Gebäuden zu bestimmen. Sie können jedoch auch rückwärts arbeiten und die Tragfähigkeit eines vorhandenen Bodens berechnen.
Belastungsgrenzen ermitteln
Bestimmen Sie zunächst die Größe, den Abstand und die Spannweite sowie die Art und den Holzgehalt Ihrer Bodenbalken. Suchen Sie nach einem Stempel auf dem Balken, der die Holzart und -klasse angibt.
Verwenden Sie eine Bemessungswertetabelle, um den Fb-Wert für Ihre Bodenbalken zu ermitteln. Stellen Sie sich als Beispiel einen Raum mit einer Grundfläche von 3 mal 4 Metern vor, der mit Douglasie-Lärchen-Balken der Klasse 1 (2 mal 6) gebaut wurde und in der Mitte einen Abstand von 3 mal 4 Metern aufweist. Eine Konstruktionswertetabelle zeigt, dass die Balken einen Fb-Wert von 1.495 und einen E-Wert von 1.900.000 haben.
Als nächstes konsultieren Sie eine Spanntabelle, um den Abstand und die Spanne zu vergleichen und den erforderlichen Fb-Wert für die Belastungsgrenzen dieser Tabelle zu ermitteln. Im Beispiel haben die Balken einen Abstand von 16 Zoll und eine Spannweite von 11 Fuß, 2 Zoll. Die Spanntabelle für eine Nutzlast von 30 psf / 10 psf Grundlast gibt einen erforderlichen Fb-Wert von 1.315 und einen minimalen E-Wert von 1.800.000 an. In diesem Fall sind Ihre Balken für eine Nutzlast von 30 psf und eine Totlast von 10 psf ausreichend.
Verwenden Sie Spanntabellen für zunehmend schwerere Lasten, bis Sie die Grenzen Ihres Bodens erreicht haben. In diesem Beispiel zeigt die Tabelle für eine Nutzlast von 40 psf / eine Nutzlast von 10 psf, dass der Balken im Beispiel einen erforderlichen Fb-Wert von 1.644 und einen E-Wert von mindestens 2.400.000 hat. Das bedeutet, dass die vorhandenen Balken nicht für eine Nutzlast von 40 psf ausreichen.
Nachdem Sie das Belastungslimit Ihrer Träger festgelegt haben, können Sie anhand dieser Zahl die zulässige Gesamtbelastung für den betreffenden Raum oder das betreffende Gebäude ermitteln. In diesem Beispiel beträgt die Grundfläche des Raums ungefähr 112 Quadratfuß. Bei einer gleichmäßig verteilten Nutzlast von 30 psf, die der Boden tragen kann, würde das Gesamtgewicht des Bodens bei etwa 3.360 Pfund liegen. Eine Erhöhung des Gesamtgewichts des Bodens auf 4.480 Pfund führt jedoch zu einer Nutzlast von 40 psf, die über der Nutzlast des Bodens liegt.
