Quais vigas de telhado devem ser usadas? Tipos e cálculo de vigas de telhado

A construção de um telhado não é um processo fácil, exigindo certos conhecimentos e habilidades. Hoje, em nosso artigo, tentaremos responder à maioria das perguntas que, sem dúvida, interessam aos desenvolvedores iniciantes. E vamos começar, talvez, com o mais importante - com os tipos de telhados existentes e sistemas de treliças que são usados ​​em sua construção.

Vigas (pernas de vigas) são os principais elementos de suporte de carga de qualquer telhado inclinado. São eles que assumem as principais cargas e influências ambientais, como cargas de neve e vento, e também carregam toda a torta de cobertura. As vigas são componentes do sistema de treliças, que inclui muitos outros elementos, como cremalheiras, escoras, vigas, mauelat, etc.

Existem três tipos de vigas - em camadas, suspensas e deslizantes.

Vigas deslizantes são usadas principalmente apenas em casas de madeira. Seu método de fixação permitirá que eles se movam (deslize) para frente e para trás por uma certa distância. Isso se deve à peculiaridade das casas de madeira.

As vigas suspensas são usadas apenas nas casas em que a distância entre as paredes não excede 6,5 m, pois repousam com as extremidades nas paredes opostas do edifício.

As vigas inclinadas repousam não apenas nas paredes do edifício, mas também possuem um suporte intermediário, enquanto o vão entre os suportes deve ser de 4,5 ou mais. Graças aos suportes adicionais, é possível cobrir um vão de até 15 metros.

O suporte para as vigas é:

• a coroa superior em casas cortadas e empedradas;
• acabamento superior em casas de madeira;
• mauetlat (barra de 100-150 mm de espessura) em casas de pedra. Mauerlat pode ser colocado em todo o perímetro do edifício ou apenas ao longo da parede onde as vigas repousam.

As vigas, se necessário, podem ser reforçadas com elementos adicionais, como puffs (barras transversais) e escoras. Isso evitará que eles cedam durante a operação.

Vigas para diferentes tipos de telhados

Dependendo do tipo de telhado, são utilizados diferentes elementos de suporte de carga do telhado, quais consideraremos agora.

Telhado de galpão - o tipo mais comum de telhado. É usado principalmente na construção de edifícios relativamente pequenos, por exemplo, casas de campo, garagens, balneários e outros edifícios.

O sistema de treliça de um telhado de galpão consiste em elementos separados, cujo fulcro são as paredes opostas do edifício. Na maioria das vezes, neste caso, são usadas vigas de telhado com um comprimento de cerca de 4,5 metros. Se uma área relativamente grande for coberta, é necessário usar pernas de vigas e racks.

As vigas projetadas para um telhado de duas águas são uma estrutura dobrada na forma de uma casa. O processo de seu arranjo é mais complicado do que em um telhado inclinado. Na maioria das vezes, esse tipo de viga é usado na construção de pequenos edifícios. Eles são divididos em dois tipos principais - em camadas e pendurados.

O telhado do quadril é distinguido pela presença de inclinações adicionais, que são criadas usando o sistema de treliças do telhado do quadril. O desenho desta cobertura consiste em um telhado de duas águas, que não cobre completamente a lateral do edifício ao longo de seu comprimento, bem como um quadril cobrindo a lateral, parte não fechada do telhado.

Um exemplo desse tipo de cobertura pode servir como o conhecido "Khrushchev", onde as vigas do quadril encontraram sua aplicação.

Características de vigas de telhado quadriculadas

Telhados de quadril e quadril também podem ser atribuídos a telhados de quadril. Sua vantagem óbvia é a ausência de empenas, o que implica uma economia justa de materiais de construção e, portanto, dinheiro. Além disso, essas casas se distinguem por uma aparência maravilhosa, parecem extremamente impressionantes.

O telhado de quatro águas consiste em Mauerlat, escoras e escoras, cumeeira e corredores laterais.

O uso de um telhado inclinado contribui para um aumento significativo da área do sótão, que, em alguns casos, é usado como sótão. Ao erguer esse sistema de vigas, são usadas duas vigas curtas, no ponto de inflexão das quais um rack é usado. Como resultado, a inclinação da parte inferior do telhado será de 80 graus e a inclinação da parte superior será de apenas 25 a 30 graus.

Variedades de vigas para o telhado

Na construção de qualquer telhado, apenas dois tipos de vigas encontram sua aplicação - em camadas e suspensas. As vigas suspensas têm dois pontos de apoio, localizados na base, por exemplo, suporte nas paredes de suporte do edifício; além disso, as vigas em camadas podem contar com suportes colunares ou paredes internas.

Material para fabricação de caibros

Madeira e metal são os principais materiais dos quais as vigas são feitas com mais frequência.

Ao erguer telhados de edifícios residenciais, são usadas dependências, vigas de madeira, menos frequentemente de metal. As vigas metálicas (concreto armado) são utilizadas principalmente na construção de coberturas com grandes vãos e cargas de cobertura, principalmente para cobertura de edifícios industriais. O preço dessas estruturas de treliça é bastante alto, pois todos os seus elementos são feitos de metal, principalmente um canal é usado.

Vigas de madeira

Por sua vez, as vigas de madeira são divididas em três tipos:

1. O tipo de caibro mais popular e amplamente utilizado são as estruturas feitas de tábuas com arestas, geralmente uma tábua com seção de 150x50 mm ou 200x50 mm. Este tipo de caibros ganhou popularidade devido ao seu baixo custo e facilidade de fabricação.
2. Vigas de telhado feitas de troncos. Como material de partida, são utilizados troncos de árvores com diâmetro de 10 a 20 cm, limpos e processados.
3. Vigas feitas de vigas coladas. As vigas coladas são feitas de barras de madeira e tábuas coladas com um composto especial. Essas vigas são mais convenientes de usar, a viga tem um quadrado ou retângulo na seção transversal. Como resultado, cabe facilmente na caixa, além disso, sua fixação ao Mauerlat é simplificada, bem como o processo de construção. Este tipo de vigas é muito mais forte do que as vigas de madeira comuns.

Antes de começar a calcular as vigas do telhado, você precisa entender claramente quais tipos de cargas e com que força elas atuarão ao longo do ano no telhado de nossa casa.

Fatores que afetam o telhado, costuma-se classificar dependendo da intensidade:

1. Cargas constantes. Esta categoria combina as cargas que afetam constantemente a estrutura do edifício. Estes incluem tanto o peso do telhado em si, como a impermeabilização, barreira de calor e vapor, torneamento, bem como outros elementos estruturais de empena ou, criando um valor de peso constante.
2. Cargas de tipo variável. Este tipo combina todos os tipos de influência climática, incluindo precipitação, correntes de vento, etc.
3. Cargas de um tipo especial. Este grupo leva em conta as influências climáticas com alta resistência. Esta característica deve ser considerada em zonas sismicamente ativas e em zonas onde são possíveis manifestações de ventos de tempestade ou furacões.

Cargas permanentes

O tamanho das vigas do telhado deve começar a ser calculado a partir do peso total da "torta" do telhado. Para obter o valor final, é necessário calcular o peso por metro quadrado de cada um dos materiais utilizados. Na maioria dos casos, o telhado consistirá dos seguintes componentes:

• decoração de interiores (no caso de um telhado de mansarda, o material de acabamento e fixadores são levados em consideração);
• vigas (o peso de uma viga padrão é de 150x50 mm, esse parâmetro pode ser ajustado no futuro);
• isolamento;
• isolamento hidro-vento (levando em consideração o peso dos filmes e membranas);
• engradado, montado a partir de placas de pequena espessura (na maioria das vezes 25 mm).
• contra-rede (geralmente uma barra 30x50, 40x50 ou 50x50 mm);
• cobertura (o peso por metro quadrado do telhado pode ser encontrado no site do fabricante).

Ao proceder à soma de todos os dados calculados, recomenda-se adicionar mais 10% ao resultado, ou seja, multiplicar o resultado final por um fator constante de 1,1. Essa abordagem permite que você deixe uma margem de segurança para o telhado.

Cargas de neve

É imperativo levar em consideração as cargas de neve, pois em muitas regiões é possível uma influência de longo prazo da precipitação na forma de neve. Para evitar que os proprietários quebrem o telhado sob uma massa de neve, é necessário calcular a carga possível com antecedência.

Para aumentar a conveniência dos cálculos, derivou-se uma fórmula para substituir os coeficientes dos códigos e regulamentos de construção. A fórmula fica assim:

onde F é o valor da carga total de neve, P é a carga por metro quadrado, k é um fator de correção dependendo da inclinação da inclinação do telhado.

O peso da neve em 1 metro quadrado do telhado deve ser determinado diretamente no canteiro de obras. Cada região tem um valor médio de intensidade de precipitação, os dados podem ser encontrados nos códigos de construção SNiP 2.01.07-85 *.

Este tipo de carga tem um nível de criticidade muito alto, pois pode afetar a cobertura com ventos intensos, independentemente do ângulo da cobertura. Mesmo um pequeno ângulo de inclinação permite que o teto caia sob a influência de cargas aerodinâmicas. Muita inclinação pode fazer com que todo o telhado sofra uma forte pressão do vento na superfície.

Para calcular o efeito da força do vento no telhado, também existe uma fórmula especial na qual há dependência de fatores de correção:

onde V é a carga de vento, R é um indicador selecionado com base na posição regional da casa, k é um fator de ajuste que depende da altura da estrutura.

Depois de somar todas as cargas, você obtém a carga total por 1 metro quadrado do telhado.

O passo das vigas é a distância entre as pernas da viga. O valor médio deste parâmetro na construção privada é geralmente de um metro, no entanto, o valor exato é selecionado com base no cálculo completo da capacidade de carga do sistema de telhado selecionado.

Para calcular independentemente a distância entre as vigas, você deve seguir o seguinte algoritmo:

• É necessário decidir se o espaço entre as vigas será isolado. Se sim, o passo das vigas será igual à largura do isolamento menos 2 cm. Caso contrário, o passo será dado arbitrariamente dentro de 1 metro.
• Com base no esquema de projeto do sistema de vigas, determinamos o comprimento da viga.
• A seguir, utilizaremos o programa "Cálculo de vigas de madeira" e nele substituiremos os dados: carga total, degrau e tamanho da seção transversal (valor inicial 150x50 mm). Observamos os resultados, se o programa indicar que esta seção não é suficiente, alteramos a altura do feixe (a largura afeta levemente o resultado), por exemplo, até 200x50 mm. Você também pode alterar a distância entre as vigas se não houver isolamento ou for usado material de rolo.

À primeira vista, o cálculo das vigas do telhado parece complicado e incompreensível, mas depois de passar apenas algumas horas você pode descobrir tudo, escolhendo com precisão o tamanho certo das pernas das vigas.

Dimensões da viga

O tamanho mínimo da viga para o telhado de uma casa deve ser de 50x150 mm (40x150 mm), geralmente são usadas vigas de 50x200 mm. Para grandes vãos de telhado, podem ser usadas vigas de 50x250 mm ou vigas duplas, ou seja, duas placas são conectadas com pregos. Também é possível utilizar barras com dimensões de 100x150 mm. Para saber exatamente o tamanho das vigas, você precisa realizar um cálculo. Para fazer isso, toda a carga é coletada (veja acima), o que afeta a viga e a seção necessária é calculada.

Se não houver vontade de fazer o cálculo, você pode usar os valores tabulares, pelo menos é melhor do que tirar tamanhos aleatoriamente.

Dada a inclinação das vigas e conhecendo o comprimento, você pode determinar o tamanho da seção da viga. Esta opção não é precisa e é desejável confirmá-la por cálculo!