Как недорого построить прочные полки с большим пролётом?

Я бы использовал старый цельный лист. Спасибо

Возможно, вам пригодится следующее. Это не решит всех ваших проблем и зависит от того, есть ли внутри стены деревянные стойки 2x4, а не бетонные блоки, но некоторые идеи могут пригодиться.

Я только что закончил проект, похожий на этот. В своём гараже я хотел сделать дешёвые и прочные стеллажи глубиной 16 дюймов с минимальной опорной конструкцией для хранения тяжёлых коробок объёмом 12 галлонов.

Я разрезал 20-футовую арматуру диаметром 1/2 дюйма на отрезки по 20 дюймов (с помощью SawzAll). С помощью лазерного уровня я наметил горизонтальную линию на высоте полки, а с помощью направляющей для сверления Portalign убедился, что сверлю отверстие диаметром 1/2 дюйма на глубину 3 дюйма под прямым углом в центре каждого стержня по горизонтальной лазерной линии. Я вставил каждую арматуру на глубину 3 дюйма в стержень 2x4. Арматура диаметром 1/2 дюйма на самом деле имеет немного овальную форму и немного больше 1/2 дюйма в одной плоскости, поэтому я использовал ленточную шлифовальную машину, чтобы придать 3 дюймам конца каждой арматуры более округлую форму, а также сгладил острые края отрезанного конца стержня, чтобы он входил в дерево без зазубрин.

Я смазал конец арматуры мылом Dove, чтобы он стал скользким, и вбил её в отверстия с помощью пластикового молотка весом 3 фунта. Я отметил стержень на расстоянии 3 дюймов, чтобы знать, когда нужно прекратить забивать его, иначе можно было бы забить его до конца в соседнее помещение.

Материал для стеллажей — 1/2-дюймовая ориентированно-стружечная плита (OSB). Я вырезал по три полки шириной 16 дюймов (длиной 8 футов) из каждого листа OSB размером 4x8. Я уложил OSB поверх арматуры и соединил торцы полок с помощью стяжных пластин (StrongTie HTP37Z) и 1/2-дюймовых анкерных болтов (снизу).

Несмотря на использование PortAlign, некоторые отверстия были смещены на 90 градусов, а выступающая из шпильки арматура имела незначительные отклонения от горизонтального уровня. Для хранения в гараже я не стал исправлять ситуацию. Хотя я мог бы надеть на арматуру трубу и согнуть её, чтобы она была горизонтальной, отклонения были относительно небольшими, поэтому я не стал заморачиваться.

На каждой 16-футовой полке теперь стоят 12 коробок-контейнеров объёмом 12 галлонов, каждая из которых весит от 40 до 55 фунтов, то есть общий вес на полке составляет примерно 600 фунтов. Коробки стоят на полках узким концом наружу и свисают с переднего края полки на несколько дюймов. На одной стене моего гаража 6 полок длиной 16 футов, то есть общая нагрузка на стену составляет 3600 фунтов.

Эта система полок обошлась мне примерно в 1,15 доллара за погонный фут (в 2013 году). Она не совсем жёсткая — при нагрузке, описанной выше, передний край каждой полки прогибается вниз примерно на 1,25 см. Полки слегка пружинят, когда на них ставят коробки.

Инженер-строитель, скорее всего, не обрадовался бы тому, что я просверлил шесть отверстий диаметром 1/2 дюйма на расстоянии 14,5 дюймов друг от друга в стойках опорной стены, а затем нагрузил одну сторону этой стены весом в 1,8 тонны.

Если бы я делал это для декоративных полок в помещении, я бы, скорее всего, использовал обычный стальной стержень диаметром 1/2 дюйма, который более жёсткий, чем арматура. Вместо того чтобы пытаться просверлить отверстие в полке, я бы, вероятно, вырезал соответствующие пазы в двух досках, а затем склеил их так, чтобы пазы были обращены друг к другу и образовывали отверстия, в которые можно вставить стержни, торчащие из стены.

Несколько раз мне приходилось вынимать стержни, которые я уже вбил в шпильку. Я зажимал стержень большими тисками и выбивал его наружу с помощью отбойного молотка. Крайне важно, чтобы конец стержня был смазан чем-то вроде мыла Dove, чтобы его было легко вставлять и вынимать.

Очевидно, что эта система стеллажей не является регулируемой. По крайней мере, я бы не стал рекомендовать сверлить отверстия диаметром 1/2 дюйма через каждые два дюйма вверх и вниз от стоек в несущей стене, чтобы обеспечить «регулируемое» расстояние между ними.

Для 11-дюймовой полки это должно быть просто и дёшево, и, вероятно, арматура будет достаточно жёсткой при такой короткой длине и меньшей нагрузке. Я бы посоветовал использовать все шпильки, которые сможете найти.

Если полки упираются в стену, то можно закрепить на стене пару выступов, на которые будут опираться полки.

Во многих ответах рекомендуется использовать фанеру. Я хотел бы отметить, что структура фанеры (смежные слои расположены под прямым углом друг к другу) делает её одинаково прочной во всех направлениях, в то время как вам нужна максимальная прочность в продольном направлении полки. Прочность в поперечном направлении практически не используется.

Таким образом, для стеллажей больше подходит массивная древесина, чем фанера, при условии, что это одна и та же порода дерева и в ней нет крупных сучков.

Я использовал старые металлические перила. Они выдержат большой вес, и я нашёл их практически за бесценок на гаражных распродажах.

Прочный, лёгкий и дешёвый? Взгляните на конструкцию торсионного механизма.

Конечно, он не совсем тонкий, но, как упомянул @Joe, добиться всех четырёх качеств — непростая задача.

Дешёвый, сверхпрочный и незаметный...это будет непросто.

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

Я бы снял весь гипсокартон/штукатурку. Затем укрепил бы стойки специальными металлическими креплениями с приваренными двутавровыми балками. Затем пластины были бы прикреплены болтами к стойкам (а в идеале — к стойкам, прикреплённым к нижним и верхним планкам с помощью скоб Симпсона)

Кронштейны нужно будет спроектировать и изготовить, но, скорее всего, это не составит труда для местной сварочной мастерской.

Затем отделайте стену и установите полки, которые полностью закроют кронштейны, создавая иллюзию парящей конструкции.

Преимущество такого решения в том, что силовой элемент находится внутри стены и, следовательно, скрыт.

Это было сделано для таких конструкций, как парящие лестницы, ступени которых как будто свисают со стены без опоры.

Другой вариант, который будет зависеть от того, что находится над вашим потолком, — прикрепить к стене уголок из железа, чтобы он поддерживал заднюю часть полки, а затем использовать какую-нибудь систему из кабелей/проводов, свисающих с потолка, чтобы поддерживать переднюю часть полок. Не совсем «скрытый», но менее заметный вариант, чем большие кронштейны.

Мне нравятся некоторые из предложенных ответов. На мой взгляд, очевидным решением является использование фанеры толщиной 3/4 дюйма, как уже упоминалось, с тонкой деревянной опорой на стене по всей длине полки. Это обеспечивает надёжную поддержку. Кроме того, если полка окрашена, я бы прикрепил вдоль переднего края кусок Г-образного алюминиевого уголка, вкрутив его в нижнюю часть полки так, чтобы Г-образный фланец выступал вниз. Это обеспечит устойчивость полки, а выступающий металлический край будет противодействовать огромному весу, который в противном случае привёл бы к прогибу полки. Это также позволит вам использовать более тонкую фанеру, например толщиной 1/2 или даже 1/4 дюйма, поскольку фанера толщиной 3/4 дюйма сама по себе очень тяжёлая. Это всего лишь моё мнение, надеюсь, оно поможет.

Установите полки на горизонтальные стальные стержни, которые вставляются в просверленные в стене отверстия и располагаются перпендикулярно длине полки. В нижней части полок можно вырезать пазы для фиксации на стержнях. В зависимости от толщины полок вы даже можете скрыть стержни. Ура! Волшебная полка!

Это сработает только в том случае, если ваша стена достаточно прочная, то есть если она сделана из камня или бетона толщиной не менее 20 см.

Установка работает в мастерской моего отца. Стержни расположены на расстоянии 1 м друг от друга, пазы неглубокие, доски с пазом и гребнем 16 мм, глубина 60 см. Стержни — это стальные трубы диаметром 16 мм, а не просто железо. Стена из массивного бетона, глубина 24 см. Отверстия, вероятно, глубиной 16–20 см. Уже не помню точно, мы сверлили отверстия лет 30 назад. Полка заполнена инструментами и материалами и очень хорошо держится. Несмотря на то, что доски короче длины полки, пазы и гребни помогают распределить нагрузку на стыках. Длина полки составляет около 3,5 м, на каждую доску приходится по 4 стержня.

Думаю, деревянная стена просто прогнётся.

Мне только что пришла в голову ещё одна случайная мысль...

пустотелые дверные заготовки.

Да, они толще, и вам нужно будет подобрать их по длине, так как их нельзя сильно укорачивать, но конструкция будет достаточно жёсткой... на самом деле это похоже на соты... соты нужны не для того, чтобы придать конструкции прочность, а для того, чтобы верхний и нижний слои находились на расстоянии друг от друга и могли лучше взаимодействовать. (что ж, а в случае с эпоксидными соединениями это также предотвращает их расслоение или смещение)

Однако я не знаю, какова будет предельная несущая способность.

Похоже, что в магазине Home Depot рядом со мной продаются «деревянные двери без отделки» разной ширины, все высотой 80 дюймов (чуть больше 2 м) по цене от 21 доллара (18 дюймов / ~46 см в ширину) до 33 долларов (36 дюймов в ширину)

Единственное, что нужно сделать, это... если вам нужно дополнительно укрепить его, я думаю, лучше всего будет наложить сверху ещё один слой (чтобы усилить сжимающий слой и предотвратить прогиб, а также обеспечить прочность на случай, если кто-то уронит на него что-то тяжёлое. ... что потребует немного больше усилий, чем добавление рёбер жёсткости к куску фанеры.

Можно попробовать сделать полку из фанеры, подложив под неё трубу EMT или другую жёсткую трубу. Подвесьте трубу с помощью фланцев для шкафов, а затем положите на них полку.

Чтобы скрыть это, можно покрасить трубу и закрыть переднюю часть полки лицевой панелью.

Бамбук не такой прямой и послушный, как традиционная древесина, но он обладает исключительной прочностью на больших пролётах.

В городе, где я раньше жил (Редмонд, штат Вашингтон), была бамбуковая ферма, где бамбук продавали так же, как пиломатериалы в строительном магазине. Из любопытства я использовал его вместо традиционной древесины во многих проектах и должен сказать, что я поражён.

Например, в одном проекте я хотел построить кран. У материалов для стрелы были те же проблемы: слишком тяжёлые, слишком толстые, слишком дорогие. Мы попробовали связку бамбука и обнаружили, что она полностью соответствует всем нашим требованиям. Недостаток в том, что она выглядит не очень красиво. Так что проявите творческий подход :)

Я бы использовал фанеру с более толстым куском твёрдой древесины, приклеенным к переднему краю. Это обеспечит достаточную прочность. Вот онлайн-калькулятор, с помощью которого можно узнать, какие материалы можно использовать и насколько провиснет конструкция. Вот хорошая цитата от автора сайта.

«Глаз заметит отклонение в 1/32 дюйма на каждую пробежавшую ногу».

Сагулятор

Вам нужно что-то прочное и дешёвое и лёгкое и тонкое? Вы многого хотите.

Вы можете сделать полку тоньше, если сделаете её многослойной с сотами между слоями ... но она не будет такой дешёвой или тонкой.

Вы можете сделать его дешёвым и лёгким, добавив пару стрингеров по нижнему краю в качестве рёбер жёсткости, но он всё равно не будет таким уж тонким. Вы можете использовать не только дерево, чтобы сделать его тоньше, но тогда оно не будет дешёвым.

... так что остаётся только один вариант, который я могу придумать: вы не сказали, что он должен быть плоским. Так что сделайте арку. Да, это потребует больших усилий, но если вы возьмёте листы фанеры, склеите их и зафиксируете, чтобы получилась арка, то нагрузка будет распределяться по бокам, как и вес, поэтому нагрузка будет лучше распределяться на концы.

Конечно, если учесть стоимость клея, это может оказаться не так дёшево, как использование более толстого листа тяжёлой фанеры. Кроме того, это потребует значительно больше усилий и в итоге будет гораздо менее практичным решением, но, по крайней мере, вы получите три из четырёх желаемых качеств.

Что касается пределов растяжения ... то они зависят от используемого материала, количества слоёв, конечной толщины и степени изгиба.