Kalkulator Rentang Balok

Kode Perumahan Internasional Lampiran R502 menerbitkan tabel bentang preskriptif yang memberikan bentang bersih maksimum untuk spesies kayu umum, ukuran, jarak, dan kondisi muatan. Tabel-tabel ini didasarkan pada dua batas independen: tegangan lentur (kekuatan) dan defleksi (kekakuan). Batas kendalinya adalah mana saja yang memberikan rentang yang lebih pendek. Untuk sebagian besar balok lantai perumahan, defleksi yang mengatur — yang berarti kekakuan, bukan kekuatan langsung, yang membatasi sejauh mana balok dapat menjangkau. Tabel tersebut mengasumsikan beban terdistribusi seragam yang dinyatakan dalam pound per kaki persegi, bukan beban titik terkonsentrasi. Mereka juga mengasumsikan kayu kelas standar — Kelas No. 2 adalah dasar untuk sebagian besar aplikasi perumahan, dengan No. 1 memungkinkan bentang yang sedikit lebih panjang. Menggunakan tabel dengan benar berarti mengidentifikasi kelompok spesies, tingkatan, ukuran balok, jarak, dan gabungan beban hidup ditambah beban mati, kemudian membaca bentang maksimum yang sesuai. Jika ragu, perkecil ukuran ke jarak umum berikutnya (misalnya, dari OC 24 inci ke 16 inci) daripada mencoba memeras inci terakhir dari tabel.

Batas defleksi L/360 berarti balok dapat melorot maksimum sepanjang bentang dibagi 360 hanya pada beban hidup. Untuk rentang 15 kaki (180 inci), itu adalah maksimum 0,5 inci. Batasan ini dikembangkan untuk mencegah retaknya langit-langit plesteran — ini adalah target kekakuan, bukan batas keamanan. L/480 adalah batas yang lebih ketat yang digunakan ketika lantai akan menopang ubin keramik atau batu, yang akan retak pada garis nat jika lantai bawah membelok lebih dari L/480 di bawah beban hidup. Kalkulator defaultnya adalah L/360 untuk penggunaan umum; beralih ke L/480 secara manual jika Anda merencanakan pemasangan ubin. Perhatikan bahwa L/360 dan L/480 hanya berlaku untuk defleksi beban hidup saja — defleksi beban total (hidup plus mati) biasanya dibatasi hingga L/240 menurut sebagian besar peraturan bangunan, sehingga tidak terlalu ketat dan jarang diatur dalam konstruksi perumahan. Selalu periksa amandemen lokal Anda pada IRC, karena beberapa wilayah hukum telah menerapkan kriteria defleksi yang lebih ketat.

Tidak semua dimensi kayu sama. Douglas Fir-Larch dan Southern Yellow Pine adalah dua spesies terkuat yang umum tersedia di AS. Keduanya memiliki nilai tegangan lentur ijin (Fb) sekitar 900–1.150 psi untuk grade No. 2, dan nilai modulus elastisitas (MOE) sekitar 1,6–1,9 juta psi. Spruce-Pine-Fir dan Hem-Fir lebih lemah — nilai Fb dan MOE-nya 10–20% lebih rendah, yang berarti bentangnya 5–10% lebih pendek pada ukuran dan jarak yang sama. Nilai juga penting: No. 2 adalah standar tempat tinggal; Nomor 1 memungkinkan bentang yang sedikit lebih panjang (kira-kira 3–5%) karena simpulnya lebih sedikit dan lebih kecil. Kadar air saat pemasangan mempengaruhi kinerja jangka panjang — kayu rangka biasanya dijual dengan kadar air hingga 19% (permukaan hijau, atau S-GRN) atau dikeringkan dengan tanur hingga 15% (KD-15). Kayu basah menyusut saat dikeringkan saat digunakan, yang dapat menyebabkan paku terjepit, lantai berdecit, dan celah penyusutan yang terlihat pada balok pelek. Untuk sistem lantai, tentukan KD-15 atau lebih baik bila tersedia di wilayah Anda; harga premium yang sederhana terbayar dengan cepat dalam pengurangan panggilan balik dan panggilan balik.

Balang I kayu rekayasa (nama mereknya mencakup TJI, BCI, dan AJS) terbuat dari jaring papan untai berorientasi yang diikat antara kayu solid atau flensa LVL. Rentangnya lebih jauh dari kayu dimensional dengan kedalaman yang sama, tidak memiliki mahkota atau lengkungan, dan memungkinkan lubang knockout yang lebih besar untuk aliran mekanis melalui jaring. Kedalaman balok I yang umum berkisar antara 9,5 hingga 16 inci, dengan bentang yang diperbolehkan sebesar 20–28 kaki pada jarak 16 inci di bawah beban perumahan standar. Pengorbanannya adalah biaya — balok-I biasanya menghasilkan 20–40% lebih banyak dibandingkan kayu dimensional per kaki linier, meskipun bentang yang lebih panjang dapat menghilangkan balok bentang tengah dan kolom pendukungnya, sehingga mengimbangi sebagian biaya. Untuk bentang hingga sekitar 16–17 kaki, kayu berdimensi biasanya merupakan pilihan yang lebih ekonomis; lebih dari itu, balok-I menjadi kompetitif. Balok yang direkayasa juga memerlukan perangkat keras gantungan khusus dan tidak boleh dibuat takik atau dibor dengan cara yang sama seperti kayu dimensional — selalu ikuti panduan pemasangan dari pabriknya.

IRC R502.6 memerlukan balok ganda di bawah dinding paralel, pada bukaan lantai lebih lebar dari 4 kaki, dan di sekitar bukaan tangga. Balok ganda secara efektif meningkatkan kekakuan dan kapasitas lentur dengan memikul beban pada dua bagian secara berdampingan, dan balok tersebut harus diikat bersama dengan paku 16d atau sekrup struktural dengan jarak 12 inci, dengan bertumpu sepenuhnya pada penyangga yang sama. Untuk beban titik dari tiang atau kolom yang mendarat pada balok lantai, tabel bentang yang ditentukan tidak berlaku - balok harus dirancang sebagai balok sederhana dengan menggunakan besaran dan lokasi beban sebenarnya, atau insinyur struktur harus meninjau sambungannya. Bak mandi, terutama model besi cor yang berat kosongnya dapat berbobot 400 pon dan menampung 300 pon air, dan pemanas air adalah penyebab beban titik yang paling umum dalam konstruksi perumahan. Aturan praktisnya: ketika beban melebihi 200 lbs terkonsentrasi pada kurang dari tiga balok, gandakan atau tiga kali lipat balok tersebut dan pastikan panjang bantalan yang memadai pada setiap penyangga. Panjang bantalan di bawah balok ganda harus setidaknya 1,5 inci pada kayu dan 3 inci pada pasangan bata sesuai IRC R502.6.2.