Draagvermogen van boekenplanken berekenen

[Jes303]

Hallo allemaal,

Ben al een tijdje bezig met het bedenken van een boekenkast, bestaande uit een inbouwkast met daarin 2 boekenplanken. De boekenplanken wil ik zwevend maken, in die zin dat ze 240cm lang zijn en aan de achter- en zijkanten kunnen worden vastgemaakt in de bak.

Voorkant, impressie:

Voorkant, afmetingen:

De planken wil ik 'hol' maken zodat ze niet te zwaar worden en ik er licht in kan verwerken (CCFL buisjes).

Zijkant boekenplank, afmetingen:

Ik heb advies ingewonnen bij 2 houtzaken, die beweren dat de balken waar de beplating van de plank op komt minimaal 4x6cm (BxH) dik moet zijn om de boeken te kunnen dragen en niet te gaan buigen. Gevolg is dat de totale dikte inclusief beplating 7,2 cm wordt. Erg dik voor een plank.

Per plank van 240cm zal deze maximaal 100kg aan boeken moeten kunnen dragen, als deze propvol is. In de praktijk zal het wel zo'n 50 - 75 kg worden.

Mijn vragen:
1. Hoe kan ik berekenen wat het draagvermogen wordt van de planken als ik een bepaalde dikte neem?
2. Is het mogelijk minder dikke balken te gebruiken dan 4x6 cm, maar bijv. 3x4 cm? Is dit uit te rekenen?
3. Als ik een ander materiaal kies, bijvoorbeeld metalen hole kokers van bijv. 3x4 cm, zullen deze ook de boel kunnen dragen?

 

[Jes303]

Hmm, volgens mij zijn mijn vragen niet interessant of zijn ze niet te beantwoorden Of is m'n verhaal te onduidelijk?

 

[Jan]

Ik denk dat onze boekenkastplankenspecialist nog vakantie heeft

 

[Kees61]

Je kunt de planken ook schuin maken van onderen, als een soort schoor. Dus van voren dun en van achteren dik. Het gewicht van de boeken drukt dan gedeeltelijk tegen het achterschot.

 

[Jes303]

Hoi Kees61,

Bedankt voor de tip, heb ik ook overwogen. bij de bijenkorf (DH) hebben ze hun servieskasten zo gemaakt, dmv de 'bekende' vertikale rackprofielen met daarin van die steunen (maar dan mooie dichte) en dan platen over de rackprofielen gedaan zodat slechts een klein gleufje overblijft.

Als er geen andere makkelijke / goedkope / mooie optie is, dan ga ik daar misschien voor, echter als 't ff kan liever niet :)

 

[Kees61]

Alleen een paar balken en dat tussen twee platen lijmen, wordt wel stevig maar doorbuigen zal het toch wel, ook als je dikke balken neemt.

Het scheelt al een heleboel als je de achterschotten tussen de planken maakt. Groef in de planken en daar het achterschot in. Dat hoeft niet eens een dik achterschot te zijn. Zo dragen de planken aan de achterkant. Als de planken aan de kop ook vast zitten dan kan er niet veel meer mee gebeuren. En hoe diep zijn de planken helemaal? Ik denk 22-25 cm. Misschien is 3 cm dik al voldoende voor de planken.

Ik kan je ook geen berekening geven voor de dikte. Dat zal je misschien proefondervindelijk moeten vaststellen.
Jouw kast heeft wel wat weg van een kast die ik ooit heb gemaakt:

(Dat is mijn vader op de foto)

 

[Boertje125]

De methode van @kees kan maar dan moet je je planken wel anders uitvoeren 2 * 6 mm mdf is niet sterk genoeg om de belasring naar het achterschot te brengen.


als je een holle plank wilt maken kan je beter een stalen kokertje nemen 30*20*2 is dan een goed uitgangspunt.

de vervorming van hout neemt namelijk toe als het langduurig in de zelfde richting wordt belast.

 

[Jes303]

@Kees61: Jouw kast toont inderdaad veel overeenkomsten zeg, mooi gemaakt! De frontpanelen zijn dat deurtjes en zo ja, wat voor scharnieren heb je gebruikt? Is het materiaal gelakt mdf, en heb je eerst een houten skelet gemaakt?

Even terugkomend op m'n eigen kast - wat bedoel je met groef in de planken? Ik was nl. van plan om het achterschot vanaf de achterkant vast te schroeven tegen de achterbalk van de plank (evenals de zij- / kopse kanten). Dat doorbuigen wil ik wel voorkomen. De diepte van de plank wordt 35cm.

@Boertje125: die 6mm platen (mdf) worden door 3 balken (voor, midden, achter) ondersteund. Als ik over de 240cm 3 a 4 dwarsbalkjes plaats, moet dat toch voldoende zijn (de houthandel kwam zelf met de 6mm plaat)? Dan wordt de plaat elke 60 bij 20 cm ondersteund. Of toch richting de 9mm of zelf 18mm gaan?

Zou een rechthoekige metalen koker van 240cm het houden? En moet ik er dan 2 nemen, dus aan voor en achterzijde en dan de achterste koker aan het achterschot bevestigen?

 

[Boertje125]

Die 6 mm mdf is voldoende als je volgens jouw eigen tekening de plaat op de ondersteunende balkjes laat rusten

Als je @kees zijn methode toepast en de plank grotendeels aan de achterwand ophangt heb je niets aan de balkjes die in de lengterichting van de plank lopen.
De plank moet dan in de dwarsrichting sterk zijn

 

[Jes303]

Als je @kees zijn methode toepast en de plank grotendeels aan de achterwand ophangt heb je niets aan de balkjes die in de lengterichting van de plank lopen.
De plank moet dan in de dwarsrichting sterk zijn

Ik heb de mogelijkheid om de achterbalk aan het achterschot vas te maken evenals de zijbalken.
Ik heb maar even een schematische tekening gemaakt van de plank zoals ik hem denk te construeren. De verhoudingen heb ik wat gemanipuleerd om het een beetje duidelijk te verbeelden:

De rode balk in de tekening, als dit nou een stalen koker van 5,0x2,5 cm (BxH) wordt, dan kan ik eventueel buigen voorkomen (bij max 75 kg gelijkmatig over de plank verdeeld), en ook nog de hoogte van de balken reduceren tot 5,0 ipv 6,0 cm? Of ben ik dan ook genoodzaakt de zijbalken van staal te maken? Liever houd ik dit allemaal van hout, dat schroeft en verwerkt prettig en is goedkoper!

NB1: Tussen de middelste (rode) en voorste balk zitten geen verbindingsbalkjes omdat hier het licht onafgebroken moet lopen.

NB2: is eenHEA / balkstaa nog steviger? url niet meer werkend

 

[Boertje125]

Met de dwarsbalkjes er tussen lijkt e.a mij ruim voldoende sterk zonder dat je staal toepast.
lijm wel de mdf platen aan het houten frame zodat er 1 sterke koker ontstaat.


staal is staal de doorbuiging is vooral afhankleijk van de profiel hoogte

 

[Jes303]

Met de dwarsbalkjes er tussen lijkt e.a mij ruim voldoende sterk zonder dat je staal toepast.
lijm wel de mdf platen aan het houten frame zodat er 1 sterke koker ontstaat.

OK, en "voldoende sterk", zou dat dan zijn bij een balkdikte van 4x6 cm (BxH) of van 3x4 cm? Ik ben lastig he

Kreeg ook nog een tip om de holle gedeeltes met purschuim op te vullen: dit is licht en toch vullend, en kan de plank nog 'stijver' maken.

 

[Boertje125]

Probeer eens een balkje van 44*44 (standaard afmetingen zijn nooit van die mooie ronde maten)

vullen met pur is veel makkelijker geroepen dan gedaan
ik zou dat niet doen.
Als je hem toch wilt opvullen lijm er dan platen eps in
(balkdikte in dat geval aanpassen aan de dikte van de eps plaat)

 

[IJkenhout]

Twee overwegingen:
- Probeer de rand aan de voorzijde onder voorspanning te maken, dan buigt ie minder door.
- Door de rand aan de voorzijde een zeeg te geven (iets bol zetten) wordt ie mooi vlak als ie gaat doorbuigen.

Geen idee of je hier iets aan hebt, het zijn maar gedachten...

Het berekenen van de maximale belasting van de planken kan door een constructeur.

grtz
Henk

 

[Kees61]

De frontpanelen zijn dat deurtjes en zo ja, wat voor scharnieren heb je gebruikt? Is het materiaal gelakt mdf, en heb je eerst een houten skelet gemaakt?

Even terugkomend op m'n eigen kast - wat bedoel je met groef in de planken?

Er zijn verschillende scharnieren gebruikt. Stijlscharnieren waar geen zijkant zit, dus waar een deur aan een paneel daarnaast moet scharnieren. Ik meen dat er ook 180 graden scharnieren gebruikt zijn, zodat de deuren helemaal open kunnen slaan.
Onder het open vak zitten kleppen die bovenaan draaien en dan onder het open vak schuiven. Daar is weer wat anders voor verzonnen.

Het materiaal is aluminium HPL op mdf. Het open vak is zebrano fineer op mdf. Het schiet me nu weer te binnen dat de middenplank op metalen steunen rust. Van 20x20x2 ijzeren buis, met op de achterkant een plaat gelast. Dat is door het achterschot gestoken en met de plaat aan het achterschot vastgeschroefd. De plank is hol gemaakt waar de steunen in kunnen schuiven.

De romp bestaat uit een onderkast en bovenkast, met daartussen het open gedeelte, dat ook een element is.

Een groef in de plank maak je met de zaagmachine of met een frees. Aan het achterschot maak je dan een tand die in de groef past. Je stapelt alles als het ware op. Achterschotje, plank er op, volgende achterschot, weer een plank.. tot aan het dek.

 

[Jes303]

@ IJkenhout: Voorspanning: hoe moet ik me dat voorstellen qua constructie? ik ben een doe-het-zelver die nog veel moet leren, geen expert! Ik ken de term van bruggenbouw maar dat is het dan ook zo'n beetje. klinkt als een ingewikkelde constructie

De zeeg: zou ik dan met bijv. een vierkante (niet een rechthoekige want die wil denk ik niet buigen) stalen koker van bijv. 4x4 cm over de gehele lengte bevestigen, en deze met kleine reepjes / blokjes hout aan de uiteinden ietwat krom laten trekken zodat een curve ontstaat (moet dan wel heel strak vastgezet worden aan de bovenplaat of een vuren balk die in de lengte loopt). Of sla ik de plank helemaal mis? Zo'n constructie heb ik nl. eens bij een kast van de *kea gezien.

@ Boertje125: ik heb bij de bouwmarkt eens een aantal balken erbij gepakt van verschillende diktes: vuren, meranti. Daar even een beetje kracht op uitgeoefend: VUREN vierkante (44x44) balken buigen makkelijker door dan bijv. 29x44mm, iets wat ik ook wel had verwacht (zonder precies te kunnen verklaren waarom). Hoewel dit ook nog wel wil buigen. Meranti daarintegen is veel stijver, maar ook 2-4x zo duur. Een metalen koker van 2m 25x40mm is echt niet te buigen. Wel prijzig helaas.

Opstijven met platen EPS, zou dat beter zijn dan dwarsbalkjes? Moet ik dan EPS60 of 100 nemen?

Kortom, ik ben er helemaal nog niet uit al waardeer ik jullie tips ten zeerste! Sterker nog ik begin steeds meer twijfelen... aargh

 

[Boertje125]

44*44 buigt moeilijker dan 29*44 als het de zelfde houtkwaliteit betreft
(vooral grote van de jaarringen en het aantal kwasten heeft veel invloed)

marantie is uiteraard wat stijver dan vuren.

Ik zou voor de dwarsbalkjes gaan

 

[IJkenhout]

De zeeg met hout zou je kunnen uitvoeren met meerdere dunne latten, en die aan elkaar lijmen. In staal moet de balk gebogen worden.

Die voorspanning is misschien al voldoende als je de planken/balken aan de zijkant stevig bevestigd. Een plank die doorbuigt, komt aan de zijkanten los, dus als tie daar goed bevestigd is, buigt ie minder door. Een echte voorspanning zou je kunnen maken door de planken naar de zijkant toe te trekken:

Maar goed, het is misschien een beetje vergezocht, je hebt in ieder geval al genoeg andere mogelijkheden gekregen. Zelf zou ik kiezen voor die stalen balkjes met een plaat eraan gelast, waar de planken overheen schuiven.

grtz
Henk