Como calcular o sistema de treliça do telhado

O sistema de telhado inclinado é o mais popular entre os incorporadores privados. A superfície inclinada garante uma drenagem eficiente de água e neve, para que sujeira e detritos não permaneçam sobre ela. Ao mesmo tempo, este projeto tem uma estrutura bastante complexa. A principal condição para sua estabilidade, resistência e durabilidade é o cálculo correto do sistema de vigas. Este é um procedimento para o qual você precisa de muitos dados diferentes sobre as propriedades do material de fabricação, a forma do telhado e as condições climáticas. Você mesmo pode calcular as vigas. Para fazer isso, não é necessário entrar em contato com uma empresa de design, mas você terá que gastar muito tempo. Erros em uma direção ou outra trazem consequências desastrosas para a construção e riscos para a saúde de seus residentes.

Classificação de cargas no sistema de viga

O quadro de frontão mais simples consiste nas seguintes partes:

• caibro - é o principal elemento de isolamento, impermeabilização e torneamento;
• Mauerlat - uma barra poderosa colocada nas paredes externas como uma parada para vigas;
• torneamento - ripas nas quais a cobertura é colocada;
• run - barra que garante a estabilidade longitudinal dos fragmentos do rolamento;
• cama - faz parte da carga dos racks para o Mauerlat;
• rack - suportes verticais redistribuindo a pressão das vigas entre a cama e o Mauerlat;
• suporte - projetado para apoiar a perna da viga e evitar que ela ceda sob pressão vertical.

Para calcular corretamente as vigas, você precisa se familiarizar com os componentes da carga que afeta qualquer telhado.

Classificação dos fatores externos que afetam as estruturas de viga:

• Básico. Eles são subdivididos em permanentes e de longo prazo. As constantes incluem o peso da própria moldura, isolamento, impermeabilização, filme de membrana e fechos. Longa duração - O peso da neve que permanece na superfície por mais de uma hora. Além disso, as encostas estão sob estresse com a água que flui durante uma tempestade intensa.
• Adicional. Isto implica a influência na estrutura de um volume significativo de gelo, fortes rajadas de vento e o peso dos artesãos no processo de instalação e reparação.
• Força maior. Fatores extremos que duram um curto período de tempo são levados em consideração. Isso inclui explosão, furacão, terremoto ou deslizamento de terra, incêndio.

Para calcular o sistema de vigas de um telhado de duas águas, são considerados os valores que estão o mais próximo possível do limite. Com base na comparação dos dados obtidos, calcula-se a seção transversal das vigas, define-se o cálculo do degrau das vigas, a altura e a inclinação da cobertura.

Cargas de telhado e fórmulas para seu cálculo

A coleta de cargas do telhado é um processo no qual uma série de dados de entrada são necessários para obter as condições do problema. Eles são calculados experimentalmente ou retirados de estatísticas.

Os seguintes tipos de cargas são tomados como base:

• Nevado. Obtido de anexos de cartão. As informações nas tabelas são inseridas de acordo com a média dos resultados das observações de longo prazo. Para telhados com uma inclinação de até 25º, a carga está entre 80-560 kg / m² para regiões de neve das categorias I-VIII com um degrau de 80. Com uma inclinação de 30-55º, um fator de redução de 0,5-0,7 é introduzido.
• Vento. Esses dados também são obtidos a partir de tabelas de referência preenchidas com informações estatísticas.O cálculo é realizado em kgf / m² para zonas climáticas e tipos de terreno. A carga é de 17-85 kgf / m² para tipos de terreno I-VIII. Influencia o resultado e a altura do edifício. Quanto mais se eleva acima do solo, maior é o coeficiente, que é de 0,75-1,25 para casas de 5-15 m.
• O peso da cobertura é um dos fatores determinantes e é determinado no peso de um metro quadrado da cobertura, levando em consideração os recobrimentos e costuras tecnológicas. A gravidade específica, assim como a pressão do material, é em kg / m²: ladrilhos macios - 12, papelão ondulado - 5, ladrilhos de cerâmica - 50, ardósia - 13, betume - 6, ardósia - 45, abatimento - 6. O peso total é determinado multiplicando o peso específico por área total.
• Peso do contrapiso e sarrafos. A base para o telhado não afeta particularmente a resistência da estrutura e é feita o mais leve possível para reduzir os custos de material e o peso da estrutura. O peso médio do torneamento é de 15-25 kg / m². Este indicador é determinado pelo ângulo da cobertura e pelo tipo de estrutura. No caso de um esquema de rede, é mínimo, e com uma base sólida, é máximo.
• Peso de isolamento. A espuma e a espuma de poliuretano mais comuns hoje são tão leves que são levadas em consideração ao projetar estruturas complexas para operação em condições difíceis, onde literalmente cada quilograma é importante. O isolamento pesa em média 10-20 kg / m². O mais pesado, mas também eficaz, é a lã de basalto.
• O peso do sistema de vigas. Não há alternativa à madeira, portanto, madeira leve e durável de pinho e abeto é usada para montar a estrutura. O uso de espécies valiosas de madeira justifica-se apenas em climas úmidos, principalmente nas regiões costeiras do país. Dependendo do material selecionado, o peso do sistema de vigas é calculado de acordo com o padrão de 10-20 kg / m².
• O peso dos trabalhadores que fazem os reparos. Levando em consideração as especificidades da instalação ou reparo da cobertura, no máximo quatro pessoas de cada declive podem estar na cobertura ao mesmo tempo. Neste caso, a pressão é exercida não apenas em toda a superfície, mas também pontualmente - separadamente em cada parte de suporte. Portanto, a carga dos construtores é considerada máxima e é calculada na faixa de 80-120 kg / m², dependendo da construção do reparador.
• A capacidade de suporte do material depende de fatores como o tipo e tipo de madeira, sua seção (altura e largura da madeira), o grau de secagem e processamento com fluidos especiais.

Para calcular a necessidade do material e fazer um desenho competente do sistema de vigas, é necessário encontrar dados confiáveis, resumi-los e, em seguida, reduzi-los em uma única fórmula. Ao mesmo tempo, todas as nuances são importantes no projeto - o ângulo do telhado, a frequência de instalação, o comprimento e a espessura das vigas.

Cálculo da seção transversal da perna da viga e aperto

Ao projetar uma moldura para uma cobertura, as cargas finais são levadas em consideração desde o início da deformação da estrutura até sua completa destruição. De grande importância para o cálculo correto da configuração da estrutura do telhado é o seu tipo e grau de inclinação. Em cada caso, várias forças atuam no revestimento ao mesmo tempo.

As tabelas disponíveis no SNIP devem ser usadas para calcular os seguintes parâmetros do sistema pitched:

1. Ângulo de inclinação ligeiro (telhado inclinado). Quando é inferior a 25º, a gravidade dos painéis, do isolamento e da própria moldura atua mais nas vigas. Nesse caso, a carga do vento tende a elevar o teto e arrancá-lo do Mauerlat. Com uma estrutura plana, a flacidez de não mais que 0,05% é permitida e o comprimento das vigas deve ser mínimo. A estabilidade necessária é obtida reduzindo o tamanho da saliência e fixação adicional nas paredes da casa.
2. Um telhado inclinado com uma forma complexa. Aqui, a pressão de flexão das vigas é mínima, uma vez que estão localizadas em um ângulo com as estruturas horizontais. Mas a estrutura está sofrendo uma pressão muito maior das massas de ar, que tendem a derrubá-la. A chamada vela é o principal inimigo dos telhados íngremes.

Para calcular o comprimento e seção das vigas, dependendo do vão, você deve usar as seguintes tabelas:

• Espessura da cobertura de neve. Levando em consideração as mudanças climáticas, deve-se focar nos indicadores históricos máximos. Você pode obter as informações de que precisa no escritório hidrometeorológico local ou agência governamental.
• Temperatura média anual. Você precisa prestar mais atenção ao período de inverno. A possibilidade de chuvas fortes seguidas de resfriamento não pode ser descartada. Tais fenômenos levam à formação de gelo e ao acúmulo de grande quantidade de neve no telhado. Isso é o que mais frequentemente causa a destruição das vigas.
• Rosa do Vento. As correntes de ar têm um forte efeito de descascamento ou vertical no revestimento. A direção do vento também deve ser levada em consideração para dar ao telhado a configuração mais ótima do ponto de vista da aerodinâmica e localização em relação aos pontos cardeais.
• Resistência (grau de curvatura) da madeira. Na maioria dos casos, são usados ​​abetos e pinheiros. O larício e o cedro são mais duráveis, mas muito mais pesados ​​e caros, portanto, praticamente não são usados. Abeto e pinho de 1ª classe suportam uma carga de 140 kg / cm2, 2ª classe - 130 kg / cm2 e 3ª classe - 85 kg / cm2. A partir disso, pode-se entender que não vale a pena economizar em materiais.
• Peso dos materiais de construção. Trata-se de caixote, isolamento, impermeabilização e membrana. Na realização de um sótão, leva-se em consideração o peso da decoração interior do teto e das paredes fixadas ao sistema de vigas.

A partir da comparação dos dados, são feitos cálculos de necessidade de materiais e é feita uma estimativa para a disposição da cobertura.

Este documento consiste nos seguintes pontos:

• mauerlat;
• armação do telhado;
• torneamento;
• contra rede;
• deitar-se;
• racks;
• apoia;
• discursos;
• corre;
• struts;
• nós de beirais da saliência do telhado, saídas de frontão;
• interface com tubos, chaminés e dutos de ventilação;
• estruturas para telhado ou janelas de ventilação;
• fechos.

A estimativa deve ser calculada com uma reserva de 10-15% para erros, recortes, perdas durante o transporte, armazenamento, realização de trabalhos de elevação.

Contabilizando o mapa climático da região

Mesmo os materiais mais confiáveis ​​têm uma certa margem de segurança. Forças de várias direções agem nas vigas. Por um lado, é o peso de toda a estrutura menos a massa das próprias peças de suporte. Somados à pressão vertical estão massas de neve e trabalhadores que podem consertar o pavimento, instalar várias estruturas no telhado, como uma antena, cata-vento ou mastro. Aqui você precisa consultar a seção de mapas climáticos relacionados à precipitação.

Por outro lado, o efeito da temperatura em todos os elementos do telhado não pode ser subestimado. Tanto o forte resfriamento quanto o aquecimento levam à deformação. Daí os desvios das estruturas de suporte dos eixos tecnológicos, o que enfraquece significativamente a sua capacidade de suporte. A forma de solucionar o problema é aumentar a espessura das vigas de acordo com a seção de temperatura do mapa tecnológico.

Deve ser lembrado que o principal perigo para grandes telhados é o vento. Informações sobre a direção e velocidade de movimento das massas de ar podem ser encontradas em cada atlas, onde informações detalhadas do clima estão disponíveis para cada região.

Códigos de construção

De acordo com as disposições do SNIP II-26-76, o passo e a seção das vigas são determinados por cálculo, dependendo das cargas existentes. O tamanho do degrau e a forma das vigas são determinados de acordo com as tabelas apresentadas no documento.

Consiste nas seguintes seções:

1. Disposições gerais.
2. Normas e regras de construção (deveres dos funcionários envolvidos no desenvolvimento e implementação do projeto).
3. GOSTs para construção - regras para a realização de trabalhos de design, características de construção para cada região.
4. Regras de execução, entrega e aceitação de obras. Todos os itens necessários para implementação.

Seguindo os requisitos especificados no ato normativo, pode-se elaborar um projeto que não será muito inferior a um documento de profissionais.

Exemplos de cálculo de sistemas inclinados

A base da resistência e confiabilidade da estrutura do telhado é a definição correta da seção e inclinação das vigas. A configuração do isolamento também deve ser levada em consideração. Para materiais em rolo e cartão, a distância ideal corresponde à sua largura. Para a Rússia central, com um comprimento de declive de 500 cm e um passo de caibro de 60 cm, é tomada uma barra com uma seção de 50 × 175 mm, e com um aumento no intervalo - 50 × 200 mm. No entanto, essas recomendações são relativas, você deve saber todos os coeficientes com antecedência e aplicá-los na prática.

Você pode calcular os parâmetros do sistema de vigas usando a fórmula com dados pré-coletados:

1. Carga de neve: S calc = 199 kg / m² × 1,4 = 278,6 kg / m².
2. Carga do vento: Wcalc = 28,02 kg / m² × 1,4 = 39,23 kg / m².
3. Carga permanente: Gcalc = 53,11 kg / m² × 1,1 = 58,42 kg / m².

Resta introduzir os coeficientes de resistência do telhado em um ângulo de 35 graus com um passo de caibro de 900 mm de pinho grau I, até uma cumeeira de 7 m com papelão ondulado como material de cobertura. O resultado será o seguinte: caibros com secção de 125x200 mm.