向上和压住
![文章图片](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2016/09/11112339/ProHome-SD4-Building-Sections-A304-700x610.jpg)
结构工程师关注各种类型的荷载,主要的载荷可分为重力加载而且水平加载.第三类是隆起,这也与前两者有关。
重力载荷包括木材和建筑物的其他材料的自重载荷;活荷载包括居住者、积雪、家具或其他临时荷载。计算荷载最简单的方法就是简单地把最坏的情况加起来:建筑物的全部恒载,加上一个已占用空间(通常是每平方英尺40磅)。住宅居住空间为英尺),如果是甲板或屋顶,则需要充分的雪负荷。
水平荷载主要包括风荷载和地震荷载。我几乎一直在新英格兰工作,那里属于地震B类;我们偶尔会发生小地震,我听说在地质时间尺度上,我们可能会遇到一场“大地震”,但实际上,我们不必太担心地震会把我们的建筑物震垮。西海岸和其他地震活跃地区的建设者需要担心的是另一个层面的事情。
在我主要工作的沿海地区,我们有风能。不一定是“迈阿密-戴德”风,这是业界对最高风区的简称,那里的建筑必须经常承受140英里每小时的风暴,但新英格兰沿海地区的大部分是100或110英里每小时的区域,有些地区甚至更高,特别是靠近海洋的山顶或悬崖。
讲个小故事:我从来没有充分意识到风的力量,直到我哥哥和我在楠塔基特岛屋顶上的“寡妇步行”甲板上做最后的装饰。这是一个有风的日子,像往常一样,但正当我拿起一整张我们用来保护甲板的胶合板时,一阵风吹了过来硬靠在我们刚完成的栏杆上。幸运的是,栏杆稳住了,我从30英尺高的地方掉了下来,但这是一个很好的警醒。
给定风速下的风对建筑物的影响取决于建筑物的几何形状和地形,但有一个方便的图表,表301.2.2在2012年的IRC中显示了“组件和覆层载荷”。换句话说,就是建筑物不同位置的风压。他们将压力划分为小、中、大三个区域,但在大多数情况下,差异并不显著。根据图表,在时速110英里的区域,墙壁每平方英尺承受约20磅的压力。英尺,每平方英尺接近30磅。在外面的角落(在那里风加速绕过建筑物,就像飞机机翼上的空气一样)。正压和负压都列出来了。像我们这样陡峭的屋顶,其风压值与墙壁相近。
场地地形对有效风速有很大影响。在接近山顶或坡度为10%的中等陡坡的110英里/小时的区域,房屋将经历120英里/小时的风。在15%的坡度下,它增加到130英里每小时。在靠近陡坡顶部的110英里/小时的区域,就像许多海滨住宅一样,有效风速可达150英里/小时。
FHB住宅位于每小时110英里的风速区域,但处于一个相当受保护的区域,周围有高大的树木和其他房屋,所以地形不是问题。穿过南墙和屋顶的风在34英尺长的房屋上以每级英尺约500磅的速度吹过,总共约17000磅。考虑到房子24英尺的深度,它没有被风吹翻的危险;如果你想象南风将整个房子旋转到北面的基础墙上,那么每线形英尺只需不到400磅的重量就能将房子支撑住,很容易就能被建筑物的恒载和几个地脚螺栓支撑住。(这并不是说在地脚螺栓上省钱是个好主意!)我自己的房子建于1830年,现在还静静地躺在干砌的石墙上,但我不得不说,当风真的刮起来的时候,我有点担心。
当我们沿着外墙往上走的时候,可以挡风的建筑材料越来越少。例如,在屋顶的下边缘,椽可以承受240磅的抬升,减去屋顶框架和包层的自重,每平方英尺不超过10磅。英尺,或在每个椽座切割最大120磅。再加上每根椽子上吹起的风带来的65磅的重量,我们不得不担心每根椽子上至少有185磅的抬升。IRC 2012表R802.11显示了类似的值已经在像我们这样的情况和其他情况下计算出来。
在建筑设计中,185磅的负载是相当小的,但为了想象椽座切割的“感觉”,想象你是一个185磅的人悬挂在一堵很高的墙上。什么样的联系能让你放心地把自己的生活托付给它?IRC 2012允许两个16便士的脚趾甲,只要屋顶每平方英尺不超过20磅。英尺或更高的隆升。当他们五月抓住,防止你掉下去摔死,如果木头裂开了怎么办?我不是小题大做;这是你建造房屋时所要承担的责任。就我个人而言,我觉得在上面加上一些额外的金属会更舒服,因为FHB住宅的重量超过了每平方英尺20磅。Ft,我们必须使用额外的硬件。虽然很多人使用钉在墙顶板上的固定装置,但我觉得绕着板直接连接到下面的钉钉上更有信心。Simpson Strong-Tie的H2A领带,适当地钉,提供了495磅的上升阻力——对我们的情况来说很容易。
一些司法管辖区要求金属带或系带跨越从地板到地板的边托梁。罗德岛州允许7/16″护套,跨越16″超越关节,作为支撑。这真的足够强大吗?考虑同样185磅的上升载荷。失效的方法可能是钉子穿过护套,钉子头与轴分离,或者护套本身在钉子周围失效。每个钉钉上的16″的护套应该至少有4个钉子,每个钉子的重量大约为46磅。8便士钉可以很容易地处理这种负载,只要他们没有过度驱动和护套保持良好的状态,护套在这种负载下也不会失效。
![ProHOME施工细节](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2016/09/11112339/ProHome-SD4-Building-Sections-A304-700x610.jpg)
![辛普森强tie H2A](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2016/09/11112336/h2a-drawing-700x783.jpg)
![辛普森强tie H2A](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2016/09/11112337/h2a-photo.jpg)
(注:以上数字是我自己计算的,仅供讨论之用;我们请了一位有执照的结构工程师为FHB House做了分析。)