Cálculo de vigas: ¿cómo se hace?

Ninguna casa se puede construir sin techo, y ningún techo se puede construir sin una estructura de soporte. Cualquier construcción comienza con el diseño y los cálculos. Considere cómo se realiza el cálculo de las vigas.

Tales cálculos son extremadamente importantes. Es inaceptable construir sistemas de vigas "a simple vista" o "aproximadamente". Es necesario tener en cuenta todas las cargas que tendrán un efecto sobre el techo. Se dividen en:

• Permanente. Este es el peso propio del revestimiento, impermeabilización, listones y otros componentes del "pastel". Si se planea instalar algún equipo en el techo, también se debe tener en cuenta su peso.
• Variables. Este tipo de carga incluye la masa de precipitación que cae sobre el techo y otras influencias que no afectan constantemente al techo.
• Especial.En áreas sísmicamente peligrosas o en áreas donde los vientos huracanados ocurren regularmente, es necesario establecer un margen adicional de seguridad.

¿Cómo calcular el peso de un pastel para techos?

En primer lugar, debe calcular cuánto pesará solo tejado de la casa.

Este es un cálculo necesario: las vigas deben soportar esta carga constante durante mucho tiempo.

No es difícil hacer un cálculo, debe calcular la masa de un metro cuadrado de cada una de las capas del "pastel" del techo. Luego se suma el peso de cada capa y el resultado se multiplica por un factor de corrección de 1,1.

Ejemplo de cálculo. Tomemos por ejemplo un techo cubierto con ondulina. El techo consta de las siguientes capas:

• torneado de techo, ensamblado a partir de tablones de 2,5 cm de espesor.El peso de un metro cuadrado de esta capa es de 15 kg.
• Aislamiento (lana mineral) de 10 cm de espesor, peso por metro cuadrado de aislamiento 10 kg.
• Impermeabilización - material polímero-betún. El peso de la capa impermeabilizante es de 5 kg.
• Ondulina. El peso por metro cuadrado de este material para techos es de 3 kg.

Sumamos los valores obtenidos: 15 + 10 + 5 + 3 \u003d 33 kg.

Multiplicamos por el factor de corrección 33 × 1.1 \u003d 34.1 kg. Este valor es el peso del pastel para techos.

En la mayoría de los casos, durante la construcción de edificios residenciales, la carga no alcanza los 50 kg por metro cuadrado.

¡Consejo! Los constructores experimentados recomiendan confiar en esta cifra, aunque claramente es demasiado cara para la mayoría de los techos.Pero, por otro lado, si en unas pocas décadas los propietarios de la casa quieren cambiar el techo, entonces no tendrán que cambiar todas las vigas: el cálculo se realizó con un margen sólido.

Por lo tanto, la carga del peso del "pastel" para techos es 50 × 1.1 = 55 kg / sq. metro

¿Cómo calcular las cargas de nieve?

La carga de nieve es un impacto bastante serio en las estructuras del techo, ya que se puede acumular mucha nieve en el techo.

Para calcular este parámetro, puede usar la fórmula:

S=Sgxµ.

En esta fórmula:

• S es la carga de nieve,
• Sg es el peso de la capa de nieve que cubre un metro cuadrado de superficie horizontal. Este valor varía dependiendo de la ubicación de la casa. Puede encontrar este coeficiente en los sistemas snip - truss.
• µ es un factor de corrección, cuyo valor depende del ángulo del techo. Entonces, para techos planos que tienen un ángulo de inclinación de 25 grados o menos, el valor del coeficiente es 1.0. Para cubiertas con un ángulo de inclinación de más de 25 y menos de 60 grados, el coeficiente es de 0,7. Para un techo con pendientes pronunciadas, se pueden ignorar las cargas de nieve.

Ejemplo de cálculo. Por ejemplo, es necesario calcular la carga de nieve para el techo de una casa en construcción en la región de Moscú, y el ángulo de inclinación es de 30 grados.

La región de Moscú se encuentra en la región de nieve III, para la cual el valor calculado de la masa de nieve por metro cuadrado de superficie horizontal es de 180 kgf/sq. metro.

180 x 0,7 = 126 kgf/m2 metro.

Esta es la carga de nieve estimada en el techo.

¿Cómo calcular las cargas de viento?

Para calcular la carga sobre las vigas, se utiliza la fórmula:

ancho = ancho x k

• Wo es un indicador normativo, que se determina según las tablas, según la región del país.
• k es un factor de corrección que le permitirá determinar el cambio en la carga de viento dependiendo del tipo de terreno y la altura del edificio.

A - estas son áreas abiertas: estepas, costa del mar o lago;

B - áreas cubiertas uniformemente con obstáculos, por ejemplo, desarrollo urbano o un área forestal.

Ejemplo de cálculo. Calcule la carga de viento para una casa con una altura de 5 metros, ubicada en una zona boscosa en la región de Moscú.

La región de Moscú está ubicada en la región de vientos I, el valor estándar de la carga de viento en esta región es de 23 kgf/sq. metro.

El factor de corrección en nuestro ejemplo será 0.5

23 x 0,5 = 11,5 kgf/pie cuadrado. metro.

Este es el valor de la carga de viento.

¿Cómo calcular las secciones de vigas y otros elementos del techo?

Para calcular la longitud de las vigas, debe saber qué material de techado se planea utilizar, así como de qué están hechos los pisos del ático (vigas de madera o losas de hormigón armado).

Las vigas estándar que salen a la venta tienen una longitud de 4,5 y 6 metros. Pero, si es necesario, se puede cambiar la longitud de las vigas.

La sección transversal de la viga, que se destina a la fabricación de vigas, depende de los siguientes factores:

• longitud de la viga;
• Paso de instalación de viga;
• Valores de carga estimados.

Los datos de la tabla presentada son orientativos, no pueden considerarse un reemplazo completo de los cálculos. Por lo tanto, el cálculo de la armadura de armadura es una necesidad para determinar la capacidad de carga del techo. .

Estas tablas se dan de acuerdo con las cargas atmosféricas típicas de la región de Moscú.

El paso con el que establecido viga (cm)	Longitud de la viga (metros)
	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0
215	100x150	100x175	100x200	100x200	100x250	100x250	—
175	75x150	75x200	75x200	100x200	100x200	100x200	100x250
140	75x125	75x175	75x200	75x200	75x200	100x200	100x200
110	75x150	75x150	75x175	75x175	75x200	75x200	100x200
90	50x150	50x175	50x200	75x175	75x175	75x250	75x200
60	40x150	40x175	50x150	50x150	50x175	50x200	50x200

Secciones de barra para la fabricación de otros elementos de techado:

• Mauerlat - 100x100, 100x150, 150x150;
• Para valles y fabricación de patas diagonales - 100x200;
• Ejecuciones: 100x100, 100x150, 100x200;
• Bocanadas - 50x150;
• Travesaños - 100x150, 100x200;
• Puntales - 100x100, 150x150;
• Tableros de dobladillo - 25x100.

Habiendo decidido la sección transversal y la longitud, así como el espacio entre las vigas, es fácil calcular el número de vigas, centrándose en la longitud de las paredes de la casa.

Al diseñar, además del cálculo de resistencia, el diseñador debe realizar un cálculo de deflexión.

Es decir, no solo debe asegurarse de que las vigas no se rompan bajo la carga, sino también averiguar cuánto pueden hundirse las vigas.

Por ejemplo, el cálculo de una viga de celosía de madera para la construcción de un techo abuhardillado debe realizarse de modo que la deflexión no supere 1/250 de la longitud de la sección sobre la que se aplica la presión.

Por lo tanto, si se utilizan vigas con una longitud de 5 metros, la desviación máxima permitida puede alcanzar los 20 mm. Este valor parece bastante insignificante, sin embargo, si se supera, la deformación del techo se notará visualmente.

requisitos de calidad de los materiales

Si se calculan vigas de madera, además de parámetros como la longitud y la sección transversal, también se debe tener en cuenta la calidad del material de construcción.

Vigas de techo de bricolaje hecho de madera dura y madera de coníferas.

Los principales requisitos para el material se establecen en GOST 2695-83 y GOST 8486-86. Entre ellos:

• Permite la presencia de nudos en la cantidad de no más de tres por metro de sección, el tamaño de los nudos no debe exceder los 30 mm.
• Se permite la presencia de grietas no pasantes que no excedan la ½ de la longitud;
• El contenido de humedad de la madera no debe exceder el 18% cuando se mide con un medidor de humedad.

Al comprar el material a partir del cual se planea montar los sistemas de truss, el recorte prescribe la verificación del documento de calidad, que indica:

• Información del fabricante;
• Número estándar y nombre del producto;
• Tamaño del producto, humedad y tipo de madera utilizada;
• El número de artículos individuales en el paquete;
• Fecha de lanzamiento de este lote.

Dado que la madera es un material natural, requiere una preparación previa a la instalación. Esta preparación se planifica en la etapa en que se diseña el sistema de vigas: el recorte proporciona medidas protectoras y constructivas.

Las medidas de protección incluyen:

• Tratamiento de la madera con antisépticos para prevenir la descomposición prematura;
• Tratamiento de la madera con impregnaciones ignífugas para la protección contra el fuego;
• Tratamiento con compuestos bioprotectores para proteger contra plagas de insectos

Las actividades constructivas incluyen:

• Instalación de almohadillas impermeabilizantes en el punto de contacto entre estructuras de ladrillo y madera;
• Creación de una capa de impermeabilización debajo del material del techo y barrera de vapor, desde el costado del local frente a la capa de aislamiento;
• Equipo de ventilación del espacio del techo.

Si se cumplen todos los requisitos de la tecnología, el sistema de vigas de una casa de madera adquirirá cualidades de mayor resistencia y la estructura del techo durará mucho tiempo sin requerir reparaciones.

Programas para el diseño y cálculo de sistemas de trusses

Como se puede ver en lo anterior, para calcular sistemas de construcción de techos bastante difícil. Es necesario tener un suministro suficiente de conocimientos teóricos, para tener las habilidades de dibujo y redacción. Naturalmente, no todas las personas tienen tales habilidades profesionales.

Afortunadamente, hoy en día la tarea de diseñar se facilita enormemente, ya que existen programas informáticos muy convenientes que le permiten desarrollar diseños para varios elementos de construcción.

Por supuesto, algunos programas están diseñados para profesionales (por ejemplo, AutoCAD, 3D Max, etc.). Es bastante difícil para una persona sin experiencia manejar este software.

Pero también hay opciones más sencillas. Por ejemplo, en el programa Arkon, es muy fácil crear una variedad de diseños preliminares para ver visualmente cómo se verá este o aquel techo.

También hay una calculadora útil para calcular las vigas, que le permite realizar cálculos de manera eficiente y rápida. El programa Arkon es excelente para profesionales, pero también puede ser utilizado por usuarios privados.

En la red también puede encontrar una calculadora de cálculo de vigas que funciona en línea. Sin embargo, los cálculos realizados en él son solo valores orientativos y no pueden reemplazar el desarrollo de un proyecto completo.

conclusiones

Realizar cálculos durante el diseño es un paso importante en la creación de un techo. Su ejecución debe confiarse a profesionales. Pero los cálculos preliminares se pueden realizar de forma independiente, esto ayudará a comprender mejor el proyecto terminado.

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