Какие дешевые способы построить прочные полки с большим пролетом?

Я убрал из дома несколько старых и поврежденных влагой встроенных хранилищ. Хочу заменить их полками. Существует несколько пробелов разного размера (ширина и глубина для заполнения).

Я хотел бы, чтобы полки выдерживали довольно большой вес (большое количество книг и тому подобное).

Некоторые из полок я хотел бы охватывать довольно широкий. Например, 2 метра, и быть достаточно глубоким (скажем, 50см). Из эстетических соображений я бы хотел, чтобы они поддерживались только сзади и с каждого конца, избегая, насколько это возможно, больших кронштейнов и т. п. под полками.

Один из способов сделать это — купить очень толстый прочный материал для полок. Я хотел бы, если это возможно, избежать необходимости тратить такие деньги. Я хотел бы использовать более дешевые и легкие материалы, на которые я могу нанести какую-то отделку (краску или что-то в этом роде).

Какие методы строительства, кроме использования одного более толстого и прочного куска материала, я могу использовать, чтобы увеличить расстояние, которое может охватывать полка, прежде чем она слишком сильно прогнется или рухнет? Каковы пределы (пролет, глубина, нагрузка) этих различных методов строительства?

(Я уже решил источник проблем с влажностью)

Ответы (14)

Я бы использовал фанеру с более толстым куском твердой древесины, приклеенным к переднему краю. Это дает вам очень хорошую силу. Вот онлайн-калькулятор, который я использую, чтобы определить, какие материалы вы можете использовать, и величину провисания, которая у вас будет. Вот хорошая цитата от автора сайта.

«Глаз заметит отклонение на 1/32″ на бегущую ногу».

сагулятор

Чтобы получить более подробный калькулятор прогиба балки с различными нагрузками и методами поддержки, попробуйте: aps.anl.gov/APS_Engineering_Support_Division/… Однако вам может понадобиться немного инженерного образования. Этот веб-сайт более удобен для пользователя, но на нем нет автоматического калькулятора: engineeringedge.com/beam_calc_menu.shtml .
Кстати, момент инерции (I) можно рассчитать для прямоугольного поперечного сечения по формуле I=1/12*w*h^3, где h=высота (приложена направленная нагрузка), а w=ширина.
Это довольно хороший ответ, и я согласен с передним элементом жесткости из твердой древесины. Добавьте еще один компонент. Поместите кусок запаса 1X через заднюю стенку между концевыми опорами, чтобы задний край полки опирался на него. Это выдержит как минимум 1/3 веса по ширине, а ребро жесткости на передней части поможет с провисанием передней кромки. Определенно используйте по крайней мере 3/4-дюймовый запас для полки. Это хороший практический ответ на вашу ситуацию
@shirlock homes да, определенно очень практично, на самом деле я уже делал такие полки раньше. С точки зрения калькулятора сагулятора, опора 1x шток через заднюю стенку означает, что я могу вставить в калькулятор только 2/3 ширины полки?
@flamingpenguin: На самом деле, если калькулятор предполагает просто поддерживаемую балку (фиксированную только в конечных точках), он не будет применим для полки, поддерживаемой с трех сторон. Вы не найдете простого калькулятора для этой ситуации — это территория FEA.

Прочный, легкий и дешевый? Взгляните на конструкцию торсионной коробки .

введите описание изображения здесь

Конечно, он не совсем тонкий, но, как упомянул @Joe, получить все четыре качества - непростая задача.

По сути, это вариант конструкции полой двери, упомянутый @Joe.
Конечно, но самостоятельная сборка дает вам больше контроля над тем, насколько хорошо детали склеены, из какого материала она сделана, как крепится к стене и т. д. В одной пустотелой двери, которую я разрезал, по краям использовалась легкая древесноволокнистая плита. , картон внутри для придания жесткости, а материал обшивки - мазонит толщиной ~ 1/8 дюйма.
Недавно я имел несчастье избавляться от мебели из Икеи. Это была полка шириной примерно 2 метра, поддерживаемая с каждого конца и предназначенная для размещения над кроватью. Мне пришлось распилить его пополам, и он получился примерно таким. Обрешетка изготовлена ​​из шпонированного ДСП, лицевые стороны из шпонированного ДВП; но пустоты заполнялись картонной решеткой. Обрешетка была со всех 4 сторон и одна по короткому размеру около центра (без фальца). Он был довольно прочным и легким, хотя и не особенно тонким (~ 7 см).
Ссылка 2 мертва.

Вы хотите прочный и дешевый и легкий и тонкий? Ты много просишь.

Вы можете сделать полку легче, сделав ламинированную полку с сотами между ними... но это будет не так дешево и не так тонко.

Вы можете сделать его дешевым и легким, добавив пару стрингеров вдоль днища в качестве ребер жесткости, но он не будет таким тонким. Вы можете использовать что-то другое, кроме дерева, чтобы оно было тоньше, но тогда это будет недешево.

... так что остается только одна альтернатива, которую я могу придумать - вы не сказали, что она должна быть плоской. Итак, сделайте арку. Да, это будет много работы, но если вы взяли тонкие листы, склеили и зажали их, чтобы заламинировать в арку, нагрузка будет передаваться сбоку, так как вес переносится лучше. до конца.

Конечно, если учесть весь клей, это может быть не так дешево, как использование более толстого куска тяжелой фанеры, и это будет значительно больше работы и в конечном итоге будет гораздо менее практичным, но это d по крайней мере получить три из четырех желаемых качеств.

Что касается пределов пролета ... это зависит от используемого материала, количества слоев, конечной толщины и степени выгиба.

Да, это многого требует :-) Я понимаю, что всегда будет компромисс. Идея с аркой очень интересная. Это может стать привлекательной альтернативой большим металлическим брекетам. Но это не позволит нижним полкам использовать часть пространства над ними. Я думаю, можно было бы использовать две полуарки на каждом конце пролета?
Интересно, не могли бы вы немного подробнее описать соты, которые можно было бы использовать в идее ламината. Из чего его можно построить?
Я использовал этот материал раньше с укладкой из углеродного волокна для соревнований по подъему тяжелых самолетов SAE RC. airspruce.com/catalog/cmpages/01-00488.php Готовый продукт невероятно прочный и легкий. Однако это не очень удобно для кошелька и, вероятно, не лучший вариант для полок, когда вес полки не имеет значения.
Арочная полка! Это блестяще!
@Doresoom Я помню, что видел что-то похожее, но сделанное из картона (и, предположительно, намного дешевле). Интересно, достаточно ли это сильно и можно ли его использовать, или если его будет слишком легко раздавить, возможно, придется попытаться получить его и провести некоторые тесты.
@Doresoom О, а как насчет полипропиленовых сотовых листов, подобных этому, от Nidaplast nidaplast.com/en/composites/sandwich-panels/… это может быть хорошим компромиссом, они кажутся намного дешевле, чем соты Nomex.
@flamingpenguin: на рынке есть несколько разных типов; материал, который я использовал, был алюминием (он уже был зажат между чем-то ... он был черным, но не могу вспомнить, было ли это углеродное волокно или окрашенный алюминий) или пропитанная пластиком бумага (как материал, с которым Доресум связался, что хорошо, так как он все еще будет изгибаться, так что вы можете делать сложные формы ... например, легкий каркас безопасности для автомобиля на солнечных батареях).
Найден британский производитель картонных сот и картонных сотовых панелей dufaylite.com

Вы можете попробовать фанерную полку с прокладкой EMT или другой жесткой трубы под ней. Подвесьте трубу с помощью фланцев шкафа , а затем положите полку поверх них.

Чтобы скрыть это, вы можете покрасить трубу и закрыть переднюю часть полки лицевой рамкой.

Интересная идея. Как мне определить, какой диаметр трубы требуется для данного пролета/нагрузки?
Я не знаю каких-либо таблиц несущей способности для типичных кабелепроводов. Чтобы получить некоторое представление, вы можете пойти в хозяйственный магазин и проверить там трубопровод. Я бы начал с оцинкованной (толстостенной) трубы диаметром 3/4 или 1 дюйм. Если вы можете найти место в магазине, попробуйте подпереть его концы и посмотрите, не прогнется ли он под вашим весом.

У меня просто еще одна случайная мысль по этому поводу...

пустотелые дверные заготовки.

Да, он толще, и вам нужно подобрать их нужной длины, так как вы не сможете обрезать их слишком сильно, но конструкция сделает их довольно жесткими... на самом деле это похоже на идею сот... ... соты не для придания прочности, а для того, чтобы убедиться, что верхний и нижний слои находятся на расстоянии друг от друга, чтобы они могли занять лучший момент. (ну, и для эпоксидных приложений это также не дает им возможности разделиться или сблизиться)

Хотя я не знаю, какова будет предельная несущая способность.

Похоже, что ближайший ко мне магазин Home Depot продает «деревянные необработанные двери заподлицо» разной ширины, все 80 дюймов в высоту (чуть больше 2 м) по цене от 21 доллара (18 дюймов / ~ 46 см в ширину) до 33 долларов (36 дюймов в ширину).

Единственное, если вам нужно еще укрепить его, я предполагаю, что было бы лучше ламинировать еще один слой поверх (как для придания жесткости сжимающему слою от прогиба, так и для обеспечения прочности, если кто-то уронит что-то тяжелое). это... это немного больше работы, чем добавление ребра жесткости к куску фанеры.

Я нашел эту страницу, на которой описан метод изготовления плавающих полок шириной 9 футов из полых дверных заготовок. wikihow.com/Build-Simple-Floating-Shelves

Наденьте доски полок на горизонтальные стальные стержни, которые вставляются в просверленные отверстия в стене так, чтобы стержни были перпендикулярны длине полки. В нижней части досок могут быть вырезаны канавки для фиксации их на стержнях. В зависимости от толщины досок вы можете даже спрятать стержни. Ура! Волшебная полка!

Это сработает только в том случае, если ваша стена достаточно прочная, то есть камень или бетон толщиной 20 см или больше.

Установка работает в мастерской моего папы. Расстояние между стержнями 1 м, канавки неглубокие, доски шпунтованные 16 мм, глубина 60 см. Стержни представляют собой стальные трубы диаметром 16 мм, а не простое железо. Стена массивная бетонная, глубиной 24 см. Глубина лунок 16-20 см. Уже не уверен, мы просверлили отверстия, как 30 лет назад. Полка загружена инструментами и материалами и держится очень хорошо. Хотя доски короче длины полки, шпунт и паз помогают распределить нагрузку на стыки. Полка имеет длину около 3,5 м с 4 стержнями на доске.

Думаю, деревянная стена просто прогнется.

«Это сработает только в том случае, если ваша стена достаточно прочная, то есть толщиной 20 см или больше из камня или бетона». Разве это решение не сработало бы, если бы стержни были просверлены в деревянные стойки?

Бамбук не такой прямой и контролируемый, как традиционная древесина, но его прочность выдающаяся на больших пролетах.

В городе, где я жил (Редмонд, штат Вашингтон), была бамбуковая ферма, где бамбук продавали так же, как пиломатериалы в магазине пиломатериалов. Из любопытства я использовал его вместо традиционного дерева во многих проектах, и должен сказать, что я поражен.

Например, в одном проекте я хотел построить кран. С материалами для стрелы были те же проблемы: слишком тяжелые, слишком толстые, слишком дорогие. Мы попробовали пучок бамбука и обнаружили, что он с честью удовлетворяет всем нашим условиям. Недостатком является то, что визуальное воздействие было не очень. Так что в этом плане творите :)

Я думаю, это будет иметь характерный визуальный эффект. Каким будет метод строительства? Положите бамбук рядом друг с другом и на опоры с каждого конца и каким-то образом свяжите их вместе в нескольких местах?
Методы, которые я использовал, были, я бы сказал, примитивными. Трубные хомуты, шурупы и тому подобное. Большинство традиционных методов деревообработки не работают, так как они в основном полые. Я могу придумать пару общих подходов: 1) связывание, как вы говорите, 2) привинчивание к узлам (которые являются единственной «твердой» частью бамбука) 3) поиск бамбука в сжатой размерной форме, как здесь calibamboo.com /bamboo-lumber-lumboo.html . Я никогда не работал с этим, хотя и понятия не имею, как он работает.

Мне нравятся части некоторых из существующих ответов. Очевидным решением для меня кажется фанера толщиной 3/4 дюйма, как упоминали другие, с тонкой деревянной опорой на стене по всей длине полки. Это дает большую поддержку. В дополнение к этому, предполагая, что это крашеная полка, я бы прикрепил кусок L-образного алюминиевого уголка по всему переднему краю, привинченный к нижней части дерева полки так, чтобы L-образный фланец торчал вниз. Это обеспечивает поддержку полки, а торчащий вниз металлический край будет противодействовать огромному весу, который в противном случае мог бы прогнуть полку. Это также может позволить вам использовать более тонкую фанеру, может быть, 1/2 или даже 1/4 дюйма, поскольку фанера толщиной 3/4 дюйма сама по себе очень тяжелая. Всего лишь мои 2 цента, надеюсь, это поможет.

Хорошая идея, какая толщина алюминия и какой размер подойдет? Есть ли способ его рассчитать? Подойдет ли размер 1/2 x 1/2 x 1/16 дюйма или потребуется что-то большее/толще?
Я уверен, что есть способ вычислить это, хотя я не знаю сразу, что это такое. Моя мысль заключалась в том, чтобы просто руководствоваться интуицией, исходя из того, какой вес вы ожидаете положить на полку, а затем, возможно, построить один и попробовать. 1/2 на 1/2 на 1/16 кажется хорошим местом для начала. Если вы посмотрите на это в Lowes, этот материал 1/8 кажется довольно мускулистым, поэтому он вам понадобится только для переноски большого веса. К сожалению, я не могу дать вам более точную оценку.

Дешевый, очень прочный и скрытый... это будет непросто.

Учитывая это уравнение, вам придется чем-то пожертвовать, и я бы посоветовал потратить много времени и труда.

Я бы посмотрел на снятие всей гипсокартона/штукатурки. Затем усильте шпильки специальными металлическими местами с приваренными скобами двутавровой балки. Затем пластины будут прикручены к стойкам болтами (и, в идеале, стойки будут усилены к основанию и верхним плитам скобами Симпсона).

Кронштейны должны быть спроектированы и спроектированы, но, вероятно, это будет не так уж сложно, если местная сварочная мастерская сделает это.

Затем закончите стену, и вы сможете создать полки, которые полностью закрывают кронштейны, создавая иллюзию парения.

Преимущество этого заключается в том, что сила находится внутри стены, поэтому она скрыта.

Это было сделано для таких вещей, как парящие лестницы, где кажется, что ступени свисают со стены без поддержки.

Еще одна идея, которая будет зависеть от того, что находится над вашим потолком, заключается в том, чтобы прикрепить уголок к стене, чтобы поддерживать заднюю часть полки, а затем использовать какую-либо систему кабелей / проводов, свисающих с потолка, для поддержки передней части полок. Не такой «скрытый», но менее навязчивый, чем большие скобки.

Мои стены сделаны из бетонных блоков и покрыты штукатуркой (не гипсокартоном), я не знаю, как мне адаптировать эту идею.
Вы можете прикрутить деревянные стойки к стене, прикрепить монтажные кронштейны/пластины к стойкам, а затем гипсокартон поверх стоек.

Многие ответы рекомендуют фанеру. Я хотел бы отметить, что конструкция фанеры (соседние слои с волокнами под прямым углом друг к другу) делает фанеру одинаково прочной во всех направлениях, тогда как вам нужна максимальная прочность в продольном направлении полки. Сила в коротком направлении в значительной степени тратится впустую.

Таким образом, цельная древесина кажется более подходящей для стеллажей, чем фанера, при условии, что это та же порода дерева и нет значительных отверстий от сучков.

Я использовал старые металлические поручни для кроватей. Они выдержат большой вес, и я нашел их почти даром на гаражных распродажах.

Следующее может быть полезным — оно не отвечает всем вашим потребностям и зависит от наличия стены с деревянными стойками 2x4 внутри, а не от бетонного блока, но некоторые идеи могут быть применимы.

Я только что закончил проект, подобный этому. В моем гараже я хотел дешевые, прочные полки глубиной 16 дюймов с минимальной опорной конструкцией для хранения тяжело загруженных 12-галлонных ящиков.

Я разрезал 20-футовые арматурные стержни диаметром 1/2 дюйма на 20-дюймовые (используя SawzAll). Я использовал лазерный уровень, чтобы спроектировать горизонтальную линию на высоте полки, и направляющую для сверления Portalign, чтобы убедиться, что я просверлил отверстие диаметром 1/2 дюйма и глубиной 3 дюйма под прямым углом в центре каждой стойки на горизонтальной лазерной линии. Я погрузил каждый арматурный стержень на 3 дюйма вглубь шпильки 2x4. Арматурный стержень 1/2 дюйма на самом деле имеет немного овальную форму, немного больше 1/2 дюйма в одной плоскости, поэтому я использовал ленточный шлифовальный станок, чтобы придать форму 3 дюйма на конце каждому стержню придали более круглую форму, и я освободил острые края обрезанного конца стержня, чтобы он мог скользить в древесину, не зацепляясь.

Я смазал вставляемый конец арматурного стержня мылом Dove, чтобы сделать его скользким, и вбил его в отверстия с помощью 3-фунтового пластикового молотка. Я пометил стержень на 3 дюйма, чтобы знать, когда его остановить, иначе вы можете полностью протолкнуть его через шпильку и попасть в соседнюю комнату.

Материал для стеллажей — вафельная плита 1/2 дюйма (OSB). Я вырезал три полки шириной 16 дюймов (длиной 8 футов) из каждого листа OSB 4x8. Я уложил OSB поверх арматуры и соединил концы полок вместе с помощью гвоздей (StrongTie HTP37Z) и анкерных болтов 1/2 дюйма (ниже).

Несмотря на использование PortAlign, некоторые отверстия не соответствовали 90°, и были незначительные отклонения в истинном уровне арматурного стержня, выступающего из шпильки. Для гаражного хранения я не удосужился исправить вопрос. Хотя я мог надеть трубу на арматуру и согнуть ее, чтобы выровнять, вариации были относительно незначительными, поэтому я не стал заморачиваться.

Каждая 16-футовая полка теперь загружена двенадцатью 12-галлонными откидными коробками, каждая из которых весит от 40 до 55 фунтов, что дает общий вес примерно 600 фунтов на полку. Они размещаются на полках таким образом, чтобы узкий конец был обращен наружу, и они фактически свисали над передним краем полки на несколько дюймов. У одной стены моего гаража есть 6 полок длиной 16 футов, поэтому общая нагрузка на стену составляет 3600 фунтов.

Эта система полок обошлась мне примерно в 1,15 доллара за погонный фут (в 2013 году). Он не совсем жесткий - при нагрузке, описанной ранее, передний край каждой полки отклоняется вниз примерно на 1/2 дюйма. Полки слегка подпрыгивают вверх и вниз, когда на них кладут коробки.

Инженер-строитель, вероятно, был бы недоволен тем, что я просверлил шесть 1/2-дюймовых отверстий на расстоянии 14,5 дюймов в стойках опорной стены, а затем нагрузил одну сторону этой стены весом 1,8 тонны.

Если бы я делал это для декоративных полок в помещении, я бы, вероятно, использовал простой стальной стержень диаметром 1/2 дюйма, который является более жестким, чем арматура. Вместо того, чтобы пытаться просверлить отверстие в доске стеллажа на ребро, я бы, вероятно, проточил соответствующие канавки. в две доски, а затем склейте их лицом друг к другу так, чтобы канавки были обращены друг к другу и образовывали отверстия, чтобы скользить по стержням, торчащим из стены.

Несколько раз приходилось снимать стержни, которые я уже забил в шпильку. Я схватил стержень большим ViseGrip и ударил по ViseGrip наружу ударным молотком. Крайне важно, чтобы конец стержня был смазан чем-то вроде мыла Dove, чтобы его было легко вставлять и снимать.

Очевидно, что эта система стеллажей не регулируется — во всяком случае, я бы не советовал сверлить отверстия диаметром 1/2 дюйма через каждые два дюйма вверх и вниз по стойкам в несущей стене, чтобы обеспечить «регулируемое» расстояние.

Это должно быть легко и дешево сделать для 11-дюймовой полки, и, вероятно, арматура будет достаточно жесткой при такой короткой длине и меньшей нагрузке. Я бы посоветовал использовать каждую шпильку, которую вы можете найти.

Интересная идея, но я думаю, что вы правы в том, что это может создать структурную проблему с таким количеством больших отверстий в стойках несущих стен.

Если полки упираются в стену, то можно прикрепить один или два выступа, чтобы полки могли опираться на них.

Я не знаком со словом "наббин", можете ли вы описать, что это такое?
Под куском я подразумеваю небольшой брусок дерева - около 1 кубического сантиметра. - скорее всего прибиты гвоздями или привинчены к стене.

Я бы использовал старый твердый стол. Благодарю вас

Можете ли вы немного расширить это, может быть, объяснить, как использовать твердый лист таблицы?
Интересно. И как бы вы использовали твердый лист таблицы, чтобы он относился к вопросу ОП, Нэнси? Краткий анекдот, описывающий ваш опыт, чтобы ОП мог применить ваши полученные знания к своей ситуации, был бы хорошим ходом.