¿Qué vigas de techo se deben usar? Tipos y cálculo de vigas de techo.

La construcción de un techo no es un proceso fácil, requiere ciertos conocimientos y habilidades. Hoy en nuestro artículo intentaremos responder a la mayoría de las preguntas que sin duda interesan a los desarrolladores novatos. Y comencemos, quizás, con lo más importante: con los tipos de techos existentes y los sistemas de vigas que se utilizan en su construcción.

Las vigas (patas de viga) son los principales elementos de carga de cualquier techo inclinado. Son ellos quienes asumen las cargas principales y las influencias ambientales, como las cargas de nieve y viento, y también llevan todo el pastel del techo. Las vigas son componentes del sistema de truss, que incluye muchos más elementos, como bastidores, puntales, vigas, mauelat, etc.

Hay tres tipos de vigas: en capas, colgantes y deslizantes.

Las vigas deslizantes se utilizan principalmente solo en casas de troncos de madera. Su método de fijación les permitirá moverse (deslizarse) hacia adelante y hacia atrás durante una cierta distancia. Esto se debe a la peculiaridad de las casas de madera.

Las vigas colgantes se usan solo en aquellas casas donde la distancia entre las paredes no supera los 6,5 m, ya que los extremos descansan en las paredes opuestas del edificio.

Las vigas inclinadas descansan no solo en las paredes del edificio, sino que también tienen un soporte intermedio, mientras que el espacio entre los soportes debe ser de 4,5 o más. Gracias a soportes adicionales, es posible cubrir una luz de hasta 15 metros.

El soporte para las vigas es:

• la corona superior en casas picadas y empedradas;
• molduras superiores en casas de madera;
• mauetlat (barra de 100-150 mm de espesor) en casas de piedra. Mauerlat se puede colocar alrededor de todo el perímetro del edificio o solo a lo largo de la pared donde descansan las vigas.

Las vigas, si es necesario, se pueden reforzar con elementos adicionales, como bocanadas (barras transversales) y puntales. Esto evitará que se comben durante el funcionamiento.

Vigas para diferentes tipos de techos.

Dependiendo del tipo de techo, se utilizan diferentes elementos de carga del techo, que consideraremos ahora.

Cobertizo de techo: el tipo de techo más común. Se utiliza principalmente en la construcción de edificios relativamente pequeños, por ejemplo, casas de campo, garajes, casas de baños y otros edificios.

El sistema de vigas de un techo de cobertizo consta de elementos separados, cuyo punto de apoyo son las paredes opuestas del edificio. En la mayoría de los casos, en este caso, se utilizan vigas de techo con una longitud de aproximadamente 4,5 metros. Si se cubre un área relativamente grande, es necesario usar vigas y bastidores.

Las vigas diseñadas para un techo a dos aguas son una estructura plegada en forma de casa. El proceso de su disposición es más complicado que en un techo inclinado. Muy a menudo, este tipo de viga se usa en la construcción de pequeños edificios. Se dividen en dos tipos principales: en capas y colgantes.

El techo a cuatro aguas se distingue por la presencia de pendientes adicionales, que se crean utilizando el sistema de vigas de techo a cuatro aguas. El diseño de este techo consiste en un techo a dos aguas, que no cubre completamente el costado del edificio en toda su longitud, así como una cubierta a cuatro aguas que cubre la parte lateral, no cerrada del techo.

Un ejemplo de este tipo de techo puede servir como el conocido "Khrushchev", donde las vigas de cadera han encontrado su aplicación.

Características de las vigas del techo a cuatro aguas

Los techos a cuatro aguas y a cuatro aguas también se pueden atribuir a los techos a cuatro aguas. Su ventaja obvia es la ausencia de frontones, lo que implica un ahorro justo de materiales de construcción y, por lo tanto, de dinero. Además, estas casas se distinguen por una apariencia maravillosa, se ven extremadamente impresionantes.

El techo a cuatro aguas consta de Mauerlat, puntales y tirantes, cumbrera y tramos laterales.

El uso de un techo inclinado contribuye a un aumento significativo del área del ático, que, en algunos casos, se utiliza como desván. Al erigir un sistema de vigas de este tipo, se usan dos vigas cortas, en el punto de flexión de las cuales se usa un estante. Como resultado, la pendiente de la parte inferior del techo será de 80 grados y la pendiente de la parte superior será de solo 25-30 grados.

Variedades de vigas para el techo.

En la construcción de cualquier techo, solo dos tipos de vigas encuentran su aplicación: en capas y colgantes. Las vigas colgantes tienen dos puntos de apoyo, que están ubicados en la base, por ejemplo, se apoyan en las paredes de carga del edificio, además de esto, las vigas en capas pueden apoyarse en soportes de columnas o paredes internas.

Material para la fabricación de vigas.

La madera y el metal son los materiales principales con los que se fabrican con mayor frecuencia las vigas.

Al construir techos de edificios residenciales, dependencias, se utilizan vigas de madera, con menos frecuencia de metal. Las vigas de metal (hormigón armado) se utilizan principalmente en la construcción de techos con grandes luces y cargas de techo, principalmente para cubrir edificios industriales. El precio de estas estructuras de truss es bastante alto, ya que todos sus elementos son de metal, principalmente se utiliza un canal.

vigas de madera

A su vez, las vigas de madera se dividen en tres tipos:

1. El tipo de vigas más popular y ampliamente utilizado son las estructuras hechas de tableros con bordes, generalmente un tablero con una sección de 150x50 mm o 200x50 mm. Este tipo de vigas ganó popularidad debido a su bajo costo y facilidad de fabricación.
2. Vigas del techo hechas de troncos. Como material de partida, se utilizan troncos de árboles con un diámetro de 10-20 cm, limpios y procesados.
3. Vigas hechas de vigas encoladas. Las vigas encoladas están hechas de barras y tablas de madera encoladas con un compuesto especial. Tales vigas son más convenientes de usar, la viga tiene una sección transversal cuadrada o rectangular. Como resultado, cabe fácilmente en la caja, además, se simplifica su fijación al Mauerlat, así como el proceso de construcción. Este tipo de vigas es mucho más fuerte que las vigas de madera ordinarias.

Antes de comenzar a calcular las vigas del techo, debe comprender claramente qué tipos de cargas y con qué fuerza actuarán durante todo el año en el techo de nuestra casa.

Factores que afectan el techo, se acostumbra clasificar según la intensidad:

1. Cargas constantes. Esta categoría combina las cargas que afectan constantemente la estructura del edificio. Estos incluyen tanto el peso del techo en sí como la impermeabilización, la barrera contra el calor y el vapor, el torneado, así como otros elementos estructurales de hastial o, creando un valor de peso constante.
2. Cargas de tipo variable. Este tipo combina todo tipo de influencia climática, incluidas las precipitaciones, las corrientes de viento, etc.
3. Cargas de un tipo especial. Este grupo tiene en cuenta las influencias climáticas con mucha fuerza. Esta característica debe ser tenida en cuenta en zonas sísmicamente activas y en zonas donde sea posible la manifestación de vendavales o huracanes.

Cargas permanentes

El tamaño de las vigas para el techo debe comenzar a calcularse a partir del peso total del "pastel" del techo. Para obtener el valor final, es necesario calcular el peso por metro cuadrado de cada uno de los materiales utilizados. En la mayoría de los casos, el techo constará de los siguientes componentes:

• decoración de interiores (en el caso de un techo abuhardillado, se tienen en cuenta el material de acabado y los sujetadores);
• vigas (el peso de una viga estándar es de 150x50 mm, este parámetro se puede ajustar en el futuro);
• aislamiento;
• aislamiento hidro-viento (teniendo en cuenta el peso de las películas y membranas);
• caja, montada a partir de tablas de pequeño espesor (la mayoría de las veces 25 mm).
• contra-celosía (a menudo una barra de 30x50, 40x50 o 50x50 mm);
• techo (el peso por metro cuadrado del techo se puede encontrar en el sitio web del fabricante).

Al proceder a la suma de todos los datos calculados, se recomienda sumar otro 10% al resultado, es decir, multiplicar el resultado final por un factor constante de 1,1. Este enfoque le permite dejar un margen de seguridad para el techo.

Cargas de nieve

Es imperativo tener en cuenta las cargas de nieve, ya que en muchas regiones es posible una influencia a largo plazo de la precipitación en forma de nieve. Para evitar que los propietarios rompan el techo bajo una masa de nieve, es necesario calcular la posible carga por adelantado.

Para aumentar la conveniencia de los cálculos, se derivó una fórmula para sustituir los coeficientes de los códigos y reglamentos de construcción. La fórmula se ve así:

donde F es el valor de la carga total de nieve, P es la carga por metro cuadrado, k es un factor de corrección que depende de la pendiente de la pendiente del techo.

El peso de la nieve en 1 metro cuadrado del techo debe determinarse directamente en el sitio de construcción. Cada región tiene un valor promedio de intensidad de precipitación, los datos se pueden encontrar en los códigos de construcción SNiP 2.01.07-85 *.

Este tipo de carga tiene un nivel de criticidad muy alto, ya que puede afectar el techo con vientos intensos, independientemente del ángulo del techo. Incluso un pequeño ángulo de inclinación hace posible que el techo se caiga bajo la influencia de las cargas aerodinámicas. Demasiada pendiente puede hacer que todo el techo experimente una fuerte presión del viento en la superficie.

Para calcular el efecto de la fuerza del viento en el techo, también existe una fórmula especial en la que existe una dependencia de los factores de corrección:

donde V es la carga de viento, R es un indicador seleccionado con base en la posición regional de la casa, k es un factor de ajuste que depende de la altura del edificio.

Después de sumar todas las cargas, obtienes la carga total por 1 metro cuadrado de techo.

La inclinación de las vigas es la distancia entre las patas de las vigas. El valor promedio de este parámetro en la construcción privada suele ser de un metro, sin embargo, la cifra exacta se selecciona en función del cálculo completo de la capacidad de carga del sistema de techo seleccionado.

Para calcular de forma independiente la distancia entre las vigas, debe seguir el siguiente algoritmo:

• Es necesario decidir si se aislará el espacio entre las vigas. En caso afirmativo, el paso de las vigas será igual al ancho del aislamiento menos 2 cm, de lo contrario, el paso se toma arbitrariamente dentro de 1 metro.
• Según el esquema de diseño del sistema de viga, determinamos la longitud de la viga.
• A continuación, utilizaremos el programa "Cálculo de vigas de madera" y sustituiremos los datos en él: la carga total, el paso y el tamaño de la sección transversal (valor inicial 150x50 mm). Observamos los resultados, si el programa indica que esta sección no es suficiente, entonces cambiamos la altura de la viga (el ancho afecta ligeramente el resultado), por ejemplo, hasta 200x50 mm. También puede cambiar la distancia entre las vigas si no hay aislamiento o si se usa material en rollo.

A primera vista, el cálculo de las vigas del techo parece complicado e incomprensible, pero después de unas pocas horas, puede resolverlo todo y, por lo tanto, elegir con precisión el tamaño correcto de las patas de la viga.

Dimensiones de la viga

El tamaño mínimo de la viga para el techo de una casa debe ser de 50x150 mm (40x150 mm), por lo general se utilizan vigas de 50x200 mm. Para grandes luces de techo, se pueden usar vigas de 50x250 mm o vigas dobles, es decir, dos tablas están conectadas entre sí con clavos. También es posible utilizar barras con dimensiones de 100x150 mm. Para saber exactamente qué tamaño de vigas necesita realizar un cálculo. Para hacer esto, se recolecta toda la carga (ver arriba), lo que afecta la viga y se calcula la sección requerida.

Si no desea hacer el cálculo, puede usar los valores tabulares, al menos es mejor que tomar tamaños al azar.

Dada la inclinación de las vigas y conociendo la longitud, puede determinar el tamaño de la sección de la viga. ¡Esta opción no es precisa y es deseable confirmarla mediante cálculo!