Cómo calcular el sistema de armadura de techo a dos aguas: no se necesita una calculadora en línea

Para que un techo sea fuerte, debe estar bien calculado
Para que un techo sea fuerte, debe estar bien calculado

¿Cómo calcular los parámetros del techo a dos aguas de una casa privada? Puedes usar una calculadora en línea. Pero, ¿y si no hay forma de usar la calculadora de vigas? Si lo desea, puede calcular en papel los parámetros principales de la construcción del techo. Le diré cómo realizar los cálculos de acuerdo con las cargas que actúan sobre el sistema de armadura.

Factores que afectan el sistema de truss

Ilustraciones Opciones de cálculo
yvaroypvaoypvaroyva1 El peso de la nieve. A pesar de la pendiente de las pistas, se acumula una gran cantidad de nieve en la superficie del techo, como se muestra en la foto. La masa de la capa de nieve afecta a la tarta del techo, las vigas y los muros de carga.
yvaroypvaoypvaroyva2 presión del viento. Dependiendo del ángulo de inclinación, el viento afecta el techo.

La instrucción de cálculo implica calcular el ángulo de las vigas en el que la nieve se deslizará hacia abajo, pero el flujo de aire no arrancará el revestimiento.

yvaroypvaoypvaroyva3 Peso del material del techo. Un pastel es una estructura multicapa que, dependiendo del número de elementos estructurales, tiene una u otra masa.

Esto significa que al hacer cálculos con sus propias manos, debe encontrar la proporción óptima de los parámetros del pastel y el material con el que se construyen los muros de carga.

yvaroypvaoypvaroyva4 Peso de la viga. Cuanto más fuertes sean las vigas, más pesadas son y su precio es más alto, y viceversa, la reducción de la resistencia de las vigas hará que el sistema sea más liviano.

Nuestra tarea, en los cálculos, es elegir aquellos parámetros de las vigas que corresponderán a la carga mecánica del material del techo.

Cálculo del peso máximo de nieve.

El valor de la severidad máxima de la nieve se puede calcular mediante la fórmula S=µ·Sg, donde:

  • S es la cantidad de carga de nieve (en kg / m 2);
  • µ - coeficiente de pendiente del techo (depende del ángulo de inclinación de las vigas α);
  • Sg - peso estándar de la nieve (en kg / m 2).

Para realizar los cálculos de acuerdo con la fórmula propuesta, determinaremos la dependencia del valor condicional µ del ángulo de inclinación α.

La pendiente de la pendiente α es el ángulo entre la pata de la viga y la bocanada en el techo, mientras que L es el ancho de la base, dividida por la mitad, y H es la altura de la elevación desde la bocanada hasta la línea de cumbrera.
La pendiente de la pendiente α es el ángulo entre la pata de la viga y la bocanada en el techo, mientras que L es el ancho de la base, dividida por la mitad, y H es la altura de la elevación desde la bocanada hasta la línea de cumbrera.

En el diagrama, puede ver la relación entre el ángulo de inclinación de la pendiente y los parámetros geométricos de la armadura, que está formada por vigas diagonales y horizontales.

La columna de la izquierda muestra el resultado de dividir H por L, y la columna de la derecha muestra el ángulo de pendiente correspondiente.
La columna de la izquierda muestra el resultado de dividir H por L, y la columna de la derecha muestra el ángulo de pendiente correspondiente.

La Tabla 1 ofrece los resultados ya calculados de dividir cantidades tales como la altura del techo a la cumbrera y la mitad de la bocanada: la viga que forma el techo.

Un ángulo de inclinación (α) de 30° o menos corresponde a un factor (µ) de 1. Si el ángulo es igual o mayor a 60°, entonces µ es 0. Si 60°>α>30°, entonces el El valor de µ se puede calcular usando la fórmula: µ = 0.033 (60-α).

El valor estándar de Sg se puede encontrar en el mapa, donde los números del I al VIII muestran áreas de carga de nieve
El valor estándar de Sg se puede encontrar en el mapa, donde los números del I al VIII muestran áreas de carga de nieve

Parámetros de carga de nieve estándar en kg/m²:

yo - 80;

II-120;

III-180;

IV-240;

V-320;

VI - 400;

VII - 480;

VIII-560.

Después de conocer el coeficiente de pendiente de las vigas y los parámetros de la severidad normativa de la nieve, volvemos a la fórmula S = µ·Sg, insertamos los parámetros disponibles y calculamos las vigas teniendo en cuenta el impacto de la capa de precipitación.

Cálculo de la presión de viento máxima admisible

Con este mapa, puede determinar la presión del viento en todo el territorio postsoviético
Con este mapa, puede determinar la presión del viento en todo el territorio postsoviético

La importancia de calcular los efectos del viento se debe a los siguientes puntos:

  • Si el ángulo de inclinación α es superior a 30°, la resistencia al viento de la estructura aumenta. Debido a esto, una de las pendientes o el frontón tiene una presión adicional, lo que afecta negativamente el estado de la estructura.
  • Si el ángulo de inclinación α es inferior a 30°, cuando el flujo de aire rodea el techo, se forman una fuerza de sustentación aerodinámica y una zona de turbulencia debajo de los voladizos.
La tabla muestra la relación de las regiones territoriales y los valores estándar (condicionales) del impacto del viento en kg/m² y en kPa
La tabla muestra la relación de las regiones territoriales y los valores estándar (condicionales) del impacto del viento en kg/m² y en kPa

El cálculo de la carga admisible del caudal de aire se realiza según la fórmula Wo K C = Wm, donde:

  • Wm es el impacto máximo permisible del flujo de aire;
  • Wo es el efecto condicional del flujo de aire (determinado a partir de la Tabla 2 y del mapa de presión del viento);
  • K es el coeficiente de cambio en el efecto del flujo de aire con la altura (que se muestra en la Tabla 3 en relación con la altura del edificio);
  • C es el coeficiente de arrastre.
La tabla muestra la relación entre la altura de los objetos de construcción y los coeficientes de presión del viento.
La tabla muestra la relación entre la altura de los objetos de construcción y los coeficientes de presión del viento.

El coeficiente de resistencia aerodinámica C, de acuerdo con la configuración de la cubierta y del edificio, puede tener un valor de <1,8 (el viento levanta la cubierta), >0,8 (el viento presiona sobre una de las laderas). Simplifiquemos el cálculo en la dirección de la fuerza creciente y supongamos que el valor del coeficiente C es 0.8.

Ahora que se conocen todos los coeficientes, queda insertarlos en la fórmula Wo·K·C = Wm y calcular el valor máximo permisible del impacto del flujo de aire Wm.

Cálculo de la masa del techo.

La tabla muestra la masa aproximada de los materiales para techos populares.
La tabla muestra la masa aproximada de los materiales para techos populares.

Al comprar cubiertas para techos, puede averiguar el peso del vendedor o en el embalaje. Pero para calcular de antemano qué material es adecuado, puede usar la tabla. Para calcular, debe calcular el área de las pendientes del techo y multiplicar por los valores propuestos.

La tabla muestra el peso aproximado de los elementos estructurales en el sistema de cubierta
La tabla muestra el peso aproximado de los elementos estructurales en el sistema de cubierta

Además de la masa del revestimiento, los muros de carga soportan el peso de las propias vigas, las tablas del torneado, las contrarrejillas, etc. Los valores promedio de la severidad de los elementos del sistema de truss se pueden encontrar en la tabla propuesta.

Los valores de peso se dan en kilogramos por metro cuadrado, sobre la base de que la distancia entre las tablas de la caja es estándar 50-60 cm Para calcular la masa de la estructura, averiguamos el área de las pendientes y multiplicar por los valores propuestos.

Es deseable redondear los resultados de los cálculos para que el valor resultante proporcione la mayor resistencia del sistema de armadura.

Resumiendo

Ahora sabe qué factores tienen en cuenta el cálculo del sistema de vigas del techo y, por lo tanto, puede calcular los valores necesarios por su cuenta, sin usar la calculadora de cálculo en línea. Se puede encontrar más información útil viendo el video en este artículo. Haz preguntas de interés en los comentarios.

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