El sistema de techo inclinado es el más popular entre los desarrolladores privados. La superficie inclinada asegura un drenaje eficiente del agua y la nieve, para que la suciedad y los escombros no se queden en ella. Al mismo tiempo, este diseño tiene una estructura bastante compleja. La condición principal para su estabilidad, resistencia y durabilidad es el cálculo correcto del sistema de vigas. Este es un procedimiento para el que necesita tener muchos datos diferentes con respecto a las propiedades del material de fabricación, la forma del techo y las condiciones climáticas. Puede calcular las vigas usted mismo. Para hacer esto, no es necesario ponerse en contacto con una empresa de diseño, pero tendrá que dedicar mucho tiempo. Los errores en una u otra dirección están cargados de consecuencias desastrosas para el edificio y ponen en riesgo la salud de sus residentes.
Clasificación de cargas en el sistema de vigas.
- viga: es el elemento principal en el que se instalan el aislamiento, la impermeabilización y el torneado;
- Mauerlat: una poderosa barra colocada en las paredes externas como tope para las vigas;
- torneado - listones sobre los que se coloca el techo;
- ejecutar - una barra que asegura la estabilidad longitudinal de los fragmentos del rodamiento;
- cama: toma parte de la carga de los bastidores al Mauerlat;
- rack: soportes verticales que redistribuyen la presión de las vigas entre la cama y el Mauerlat;
- puntal: diseñado para soportar la pata de la viga y evitar que se hunda bajo presión vertical.
Para calcular correctamente las vigas, debe familiarizarse con los componentes de la carga que afecta cualquier techo.
Clasificación de factores externos que afectan las estructuras de las vigas:
- Básico. Se subdividen en permanentes y de largo plazo. Las constantes incluyen el peso del marco en sí, aislamiento, impermeabilización, película de membrana y sujetadores. De larga duración: el peso de la nieve que se deposita sobre las superficies durante más de una hora. Además, las laderas están bajo la presión del agua que fluye por ellas durante una intensa tormenta.
- Adicional. Esto implica la influencia en la estructura de un volumen significativo de hielo, fuertes ráfagas de viento y el peso de los artesanos en el proceso de instalación y trabajos de reparación.
- Fuerza mayor. Se tienen en cuenta factores extremos que duran poco tiempo. Estos incluyen explosión, huracán, terremoto o deslizamiento de tierra, incendio.
Para calcular el sistema de vigas de un techo a dos aguas, se toman valores que están lo más cerca posible del límite. Sobre la base de la comparación de los datos obtenidos, se calcula la sección transversal de las vigas, se establece el cálculo del paso de las vigas, la altura y la pendiente del techo.
Cargas de cubierta y fórmulas para su cálculo.
Se toman como base los siguientes tipos de cargas:
- Nevado. Obtenido de los archivos adjuntos de la tarjeta. La información de las tablas se ingresa de acuerdo con los resultados promediados de las observaciones a largo plazo. Para techos con una pendiente de hasta 25º, la carga está dentro de 80-560 kg / m² para regiones de nieve de las categorías I-VIII con un paso de 80. Con una pendiente de 30-55º, un factor de reducción de 0.5-0.7 es presentado.
- Viento. Estos datos también se obtienen de tablas de referencia completadas con información estadística.El cálculo se realiza en kgf / m² para zonas climáticas y tipos de terreno. La carga es de 17 a 85 kgf / m² para los tipos de terreno I-VIII. Influye en el resultado y la altura del edificio. Cuanto más se eleva sobre el suelo, mayor es el coeficiente, que es 0,75-1,25 para casas de 5-15 m.
- El peso del techo es uno de los factores determinantes y se determina en el peso de un metro cuadrado de la cubierta, teniendo en cuenta las superposiciones tecnológicas y las costuras. El peso específico, así como la presión del material, está en kg / m²: baldosas blandas - 12, cartón ondulado - 5, baldosas cerámicas - 50, pizarra - 13, betún - 6, pizarra - 45, rebaje - 6. El peso total se determina multiplicando el peso específico por área total.
- Peso del contrapiso y listones. La base para el techo no afecta particularmente la resistencia del marco y se hace lo más liviana posible para reducir los costos de material y el peso del marco. El peso medio del torneado es de 15-25 kg / m². Este indicador está determinado por el ángulo del techo y el tipo de estructura. En el caso de un esquema de celosía, es mínimo, y con una base sólida, es máximo.
- Peso de aislamiento. Las espumas y espumas de poliuretano más comunes en la actualidad son tan ligeras que se tienen en cuenta a la hora de diseñar estructuras complejas para su funcionamiento en condiciones difíciles, donde literalmente cada kilogramo importa. El aislamiento pesa en promedio 10-20 kg / m². La más pesada, pero también efectiva, es la lana de basalto.
- El peso del sistema de vigas. No hay alternativa a la madera, por lo que se utiliza madera de pino y abeto ligera y duradera para ensamblar el marco. El uso de especies valiosas de madera se justifica solo en un clima húmedo, especialmente en las regiones costeras del país. Dependiendo del material seleccionado, el peso del sistema de vigas se calcula de acuerdo con el estándar de 10-20 kg / m².
- El peso de los trabajadores que realizan las reparaciones. Teniendo en cuenta los detalles de la instalación o reparación del techo, no más de cuatro personas de cada pendiente pueden estar en el techo al mismo tiempo. En este caso, la presión se ejerce no solo en toda la superficie, sino también puntualmente, por separado en cada parte de soporte. Por lo tanto, la carga de los constructores se considera la máxima y se calcula en el rango de 80-120 kg / m², dependiendo de la estructura del reparador.
- La capacidad de carga del material depende de factores tales como el tipo y tipo de madera, su sección (altura y ancho de la madera), el grado de secado y procesamiento con fluidos especiales.
Para calcular la necesidad del material y elaborar un dibujo competente del sistema de vigas, debe encontrar datos confiables, resumirlos y luego reducirlos en una sola fórmula. Al mismo tiempo, todos los matices son importantes en el proyecto: el ángulo del techo, la frecuencia de instalación, la longitud y el grosor de las vigas.
Cálculo de la sección transversal de la pata de la viga y apriete.
Las tablas disponibles en SNIP deben usarse para calcular los siguientes parámetros del sistema de tono:
- Ángulo de pendiente leve (techo inclinado). Cuando es inferior a 25º, la gravedad de los paneles, el aislamiento y el propio marco actúa más sobre las vigas. En este caso, la carga del viento tiende a levantar el techo y arrancarlo del Mauerlat. Con una estructura plana, se permite un hundimiento de no más del 0.05%, y la longitud de las vigas debe ser mínima. La estabilidad requerida se logra reduciendo el tamaño del voladizo y la fijación adicional a las paredes de la casa.
- Un techo empinado con una forma compleja. Aquí, la presión de flexión de las vigas es mínima, ya que están ubicadas en ángulo con las estructuras horizontales. Pero la estructura está experimentando una presión mucho mayor de las masas de aire, que tienden a volcarla. La llamada vela es el principal enemigo de los techos empinados.
- Espesor de la capa de nieve. Teniendo en cuenta los cambios climáticos, uno debe centrarse en los indicadores históricos máximos. Puede obtener la información que necesita de su oficina hidrometeorológica local o agencia gubernamental.
- Temperatura media anual. Debe prestar más atención al período de invierno. No se puede descartar la posibilidad de fuertes lluvias seguidas de un enfriamiento. Tales fenómenos conducen a la formación de hielo y la acumulación de una gran cantidad de nieve en el techo. Esto es lo que más a menudo provoca la destrucción de las vigas.
- Rosa de los vientos. Las corrientes de aire tienen un fuerte efecto de pelado o vertical sobre el revestimiento. La dirección del viento también debe tenerse en cuenta para darle al techo la configuración y ubicación más aerodinámicamente óptimas en relación con los puntos cardinales.
- Resistencia (grado de flexión) de la madera. En la mayoría de los casos se utilizan piceas y pinos. El alerce y el cedro son más duraderos, pero mucho más pesados y caros, por lo que prácticamente no se utilizan. El primer grado de abeto y pino soporta una carga de 140 kg / cm2, el segundo grado - 130 kg / cm2 y el tercer grado - 85 kg / cm2. De esto se puede entender que no vale la pena ahorrar en materiales.
- Peso de los materiales de construcción. Hablamos de cajón, aislamiento, impermeabilización y membrana. Si se está haciendo un ático, se tiene en cuenta el peso de la decoración interior del techo y las paredes, que se fijan al sistema de vigas.
Sobre la base de la comparación de los datos, se realizan cálculos de la necesidad de materiales y se hace una estimación para la disposición del techo.
Este documento consta de los siguientes puntos:
- mauerlat;
- armaduras de techo;
- torneado
- celosía de mostrador;
- acostarse;
- bastidores
- apoyos;
- reglas
- carreras;
- puntales
- aleros nodos del voladizo del techo, salidas de frontón;
- interfaz con tuberías, chimeneas y conductos de ventilación;
- estructuras para techos o ventanas de ventilación;
- sujetadores.
La estimación debe calcularse con una reserva del 10-15% para errores, recortes, pérdidas durante el transporte, almacenamiento, realización de trabajos de elevación.
Contabilización del mapa climático de la región.
Por otro lado, no se puede subestimar el efecto de la temperatura en todos los elementos del techo. Tanto el enfriamiento como el calentamiento fuertes conducen a su deformación. Esta se convierte en la razón de las desviaciones de las estructuras de soporte de los ejes tecnológicos, lo que debilita significativamente su capacidad de carga. La forma de resolver el problema es aumentar el grosor de las vigas de acuerdo con la sección de temperatura del mapa tecnológico.
Cabe recordar que el principal peligro para los techos grandes es el viento. La información sobre la dirección y la velocidad del movimiento de las masas de aire se puede encontrar en cada atlas, donde se encuentra disponible información climática detallada para cada región.
Construyendo códigos
De acuerdo con las disposiciones de SNIP II-26-76, el paso y la sección de las vigas se determinan mediante cálculo, según las cargas existentes. El tamaño del paso y la forma de las vigas se determinan de acuerdo con las tablas establecidas en el documento.
Consta de las siguientes secciones:
- Provisiones generales.
- Normas y reglas de construcción (deberes de los funcionarios involucrados en el desarrollo e implementación del proyecto).
- GOST para la construcción: reglas para realizar trabajos de diseño, características de construcción para cada región.
- Normas para la ejecución, entrega y aceptación de obras. Todos los elementos necesarios para la implementación.
Siguiendo los requisitos especificados en el acto normativo, puede redactar un proyecto que no será muy inferior a un documento de profesionales.
Ejemplos de cálculo de sistemas inclinados
Puede calcular los parámetros del sistema de vigas utilizando la fórmula con datos recopilados previamente:
- Carga de nieve: S calc = 199 kg / m² × 1,4 = 278,6 kg / m².
- Carga de viento: Wcalc = 28,02 kg / m² × 1,4 = 39,23 kg / m².
- Carga permanente: Gcalc = 53,11 kg / m² × 1,1 = 58,42 kg / m².
Queda por ingresar los coeficientes de resistencia del techo en un ángulo de 35 grados con un paso de viga de 900 mm desde pino de grado I, hasta una cresta de 7 m con cartón corrugado como material de techo. El resultado será el siguiente: vigas con una sección de 125x200 mm.
