El sistema de viga es un elemento integral de cualquier techo. Su tarea principal es mantener techos pastel y hacer frente a las cargas externas. El diseño del sistema de viga depende de muchos factores, que van desde el peso del techo mismo, terminando con las condiciones climáticas del terreno. Su cálculo correcto determina la durabilidad del diseño y el confort de los residentes en el hogar. En este artículo vamos a hablar sobre el cálculo del sistema de techo en balsa.

Materiales para construcción

Para construir un sistema de viga de alta calidad, debe recordarse que esta estructura de ingeniería debe proteger el edificio de la exposición del medio ambiente por muchos años. Es por ello que el material de construcción debe ser tan fuerte como sea posible y duradera. Al mismo tiempo, el "esqueleto" del techo debe tener relativa facilidad a fin de no aumentar las cargas ya fuertes.

La óptima y el material más común para la construcción del sistema de viga es un árbol. Con el debido proceso, es capaz de escuchar a varias décadas, y con una instalación adecuada de pastel para techos (hidro y vaporizolation), un techo de este tipo puede simultané de 70 a 100 años sin revisión.

Las ventajas de vigas de madera:

1. Fácil de fabricar.
2. Fácil instalación.
3. La posibilidad de ajustar las vigas en el sitio de instalación.
4. Bajo costo.

En comparación con los sistemas de rafting de hormigón reforzado o metales, el árbol gana en todos los aspectos.

Sujetadores para el sistema de rafter.

Para impartir estabilidad y fortaleza, los elementos del sistema de rafter se aprietan con varios sujetadores, los tornillos, las autoestapas, las uñas, las abrazaderas y los soportes. Muchos especialistas prefieren no usar clavos o aplicarlos en cantidades mínimas, ya que tal tipo de conexión es menos duradero. Al construir un "esqueleto" del techo, la confiabilidad y la durabilidad son muy importantes, incluso en los detalles más pequeños, y como la madera es típica con el tiempo para morir, entonces los lugares unidos por los uñas comienzan a romperse y deben ser reparados.

Además, los especialistas en techadores no recomiendan usar conexiones atornilladas, ya que necesitan agujeros especiales para ellos. Estos agujeros reducen la estabilidad y la fuerza de todo el diseño.

El sujetador más confiable para conectar rafted entre ellos es corchetes y abrazaderas. Además, muchas empresas ofrecen los servicios de fabricación de un esqueleto de RFTER en condiciones industriales, lo que proporciona una garantía a largo plazo para el cliente. Como regla general, para la conexión, los sujetadores se usan allí, que fijan firmemente las vigas y aumentan la estabilidad de todo el diseño.

Cargas en el techo

Ninguna casa es imposible construir sin fundamento, de lo contrario solo justificará. La Fundación sostiene las paredes de la casa de la casa, distribuye la carga y no permite que el edificio se mueva o se caiga en el suelo. El sistema de rafting es una "fundación" para el pastel de techos, y sin ella la construcción del techo es inaceptable. Dependiendo de que los materiales sean techos (aislamiento térmico, impermeabilización, revestimiento externo) dependan de la fuerza del "esqueleto".

Además, la naturaleza del diseño también afecta a la naturaleza del diseño, por ejemplo, el cálculo del sistema de rafter del techo de dos corbatas no es adecuado en el caso de la construcción de un techo de cuatro piezas o áticos. Por lo tanto, al principio, se debe hacer un dibujo preliminar de la casa, y solo luego proceder a los cálculos.

Y si todo dependía de las preferencias personales y las ideas de diseñadores, sería mucho más fácil, pero una influencia de no solo el peso y la forma de la torta de techos afecta al sistema de rafter. Hay una serie de cargas que no dependen de los humanos.

Condicionalmente, todos los tipos de cargas en el sistema de rafter se pueden dividir en tres categorías:

1. Permanente: las cargas permanentes incluyen el peso del techo, las superpuestas, las cajas y todos los componentes del pastel. Además, si se instala algún equipo en el techo, o planea hacer un techo plano explotado, techo verde, debe considerarse.
2. Temporal: estas cargas incluyen el peso de la nieve que cae en invierno, follaje otoño caído, agua de lluvia, etc. Esta categoría depende directamente de la zona climática. Entonces, si construyes una casa en el sur, donde prácticamente no hay nieve, la carga será menor que si se construyera una casa en el norte del país, donde una capa de nieve de la mitad del techo puede acumularse en el techo. .
3. Específico: en esta categoría se encuentra casas construidas en regiones sísmicamente peligrosas, zonas de emergencia regular de vientos de huracán, tornado, etc. El sistema de la Carta en estos casos debe tener un margen de fuerza adicional.

Para calcular correctamente el sistema de Rafter, debe considerar todos los detalles y factores más pequeños que afectan al techo. Por lo tanto, consideramos con más detalle la lista completa de cargas.

Cargando nieve en el techo

Todas las cargas, incluida la nieve, se calculan mediante fórmulas especiales. Le daremos un más sencillo y "rápido" de los existentes. Inmediatamente, se debe tener en cuenta que hoy en Internet puede encontrar calculadoras o programas especiales en línea para calcular cualquier tipo de cargas de techo, teniendo en cuenta la ubicación de la casa en el mapa.

Entonces, para calcular la carga de nieve, use la fórmula: S \u003d μ * sg

S - Datos de carga de nieve medidos en kg / kv. M Para encontrar, μ es un coeficiente que está determinado por la pendiente del techo, SG es una carga de nieve en kg / sq. M, que es característico de una región particular del país, α (alfa): el valor que indica la pendiente del techo y se expresa en grados.

Para aprender un sesgo ejemplar del techo, divida su altura (H) a ½ lapso (L). Los resultados se pueden ver en la tabla a continuación.

Si la inclinación del techo es de 30 ° o menos, entonces μ será igual a 1, con α a 60 ° o más μ \u003d 0.

Supongamos, 30 ° \u003cα \u003c60 °, luego μ \u003d 0.033 · (60-α).

Para averiguar la característica de carga de nieve SG de la región seleccionada, use la aplicación SNIP 2.01.07-85 o eche un vistazo al mapa de carreteras de la Federación de Rusia.

El mapa muestra distritos de 1 a 8 y la carga de nieve para cada uno de ellos en kg / sq. M (cuanto más alto sea el número más alto, cuanto más cerca del norte del país hay una región, por lo tanto, la carga de nieve es más fuerte):

• 1 - 80 kg / sq. metro;
• 2 - 120 kg / metros cuadrados. metro;
• 3 - 180 kg / kv. metro;
• 4 - 240 kg / kv. metro;
• 5 - 320 kg / kv. metro;
• 6 - 400 kg / sq. metro;
• 7 - 480 kg / sq. metro;
• 8 - 560 kg / kv. metro.

Calculemos la carga máxima permitida de la nieve en el techo de la casa, que se encuentra en el pueblo de Babenki en la región de Ivanovo. La altura del techo es de 2,5 m, y la longitud del lapso es de 7 m.

Si observa el mapa, puede calcular la carga nominal de la nieve peculiar de esta región, es decir, SG. Para la región No. 4, es de 240 kg / kV. metro.

Ahora es necesario encontrar α (el ángulo de la pendiente), dividiendo la altura del techo en la mitad del lapso: 2.5 / 3.5 \u003d 0.714. Ahora la tabla es fácil de determinar que α \u003d 36 °.

De esto se desprende de esto que 30 ° \u003cα \u003c60 °, por lo tanto, para calcular μ, usamos la fórmula μ \u003d 0.033 * (60-α). Dado que α \u003d 36 °, entonces el cálculo se verá de la siguiente manera: 0.033 * (60-36) \u003d 0.79.

Ahora tenemos todos los datos para calcular la carga de nieve máxima: 240 * 0.79 \u003d 189 kg / kV. metro.

Carga viento en el techo

Si construye un techo fresco con una pendiente superior a 30 °, entonces debido a la gran bodega, el viento pondrá mucho desde el lado, y el techo experimentará cargas graves. Con un dosel de un patín hasta 30 °, la fuerza aerodinámica de elevación estará involucrada: el viento montará el techo, creando turbulencia debajo de los fregaderos, como resultado de lo cual el techo intentará despegar. Es por un principio tal que los aviones funcionen.

SNIP 2.01.07-85 ofrece una fórmula para calcular el valor de la carga de viento promedio en el nivel por encima de la superficie del suelo (Z): WM \u003d WO * K * C, donde WM es una carga de viento, WO - Presión de viento peculiar de Una u otra región del país (presión reguladora), K es un coeficiente que tiene en cuenta los cambios en la presión del viento, dependiendo de la altura por encima del nivel del suelo.

Puede ver la presión de viento normativa en un mapa especial a continuación o en el Apéndice 5 Snip 2.01.07-85.

El coeficiente de cambios en la presión del viento en altura (k) se enumera en la tabla y depende no solo de la altura de la estructura, sino también en las características del área y el paisaje.

La letra C se indicará posteriormente por el coeficiente de fuerza aerodinámica, dependiendo de la configuración de la casa y el techo en sí. Puede variar de -1.8 (el techo está tratando de "despegar" ") a +0.8 (el viento le da excelente a los mismos lados del techo alto y trata de revocarlo). Como usamos un cálculo simplificado como ejemplo, será de 0.8.

Asesoramiento útil: Dado que la fuerza del viento, que busca o inclina, o arrebata el techo, puede alcanzar una potencia impresionante, la parte inferior de cada uno de los pies de rafter debe estar unida a la pared o matriz. Se puede hacer cualquier cosa, por ejemplo, ablandada en el calor del alambre de acero de 5 a 6 mm de diámetro. Atornille a cada pierna con un cable tan suave a las losas de superposición o matrices.

Sobre la base de cómo el viento puede afectar el techo, sugiere una salida lógica: el techo es más difícil, mejor. El techo pesado será más difícil de volver o arrancar el rafted, pero el aumento en el peso del techo debe convertir el fortalecimiento del sistema de construcción.

Por ejemplo, haremos el cálculo del sistema de rafter del techo del ático, que se encuentra a 6 m del suelo, y el ángulo de la pendiente es de 36 °. El edificio está todo en el mismo pueblo de Babenki.

A juzgar por el mapa de la carga de viento nominal, wo \u003d 30 kg / kv. metro.

Ya que no hay edificios en el pueblo por encima de 10 m, luego k \u003d 1.0

Con el valor del coeficiente de efecto aerodinámico +0.8, calculamos la carga de viento promedio por la fórmula: WM \u003d 30 * 1.0 * 0.8 \u003d 24 kg / kV. metro.

Es útil saber: Si el viento soplará en el extremo de nuestro techo, entonces la fuerza de elevación afectará su borde con una capacidad de hasta 33.6 kg / sq. metro.

Peso del pastel de techos

Este factor se refiere a la categoría de cargas permanentes y no depende de la ubicación de la casa, y en qué materiales se utilizaron para la construcción del techo.

Cada cobertura de techos tiene su propio peso permanente:

• pizarra pesa de 10 a 15 kg / metros cuadrados. m Dependiendo del grosor y la calidad;
• pizarra bituminosa (ondulina) pesa y tiene una carga de 4 a 6 kg / sq. metro;
• ceramoculepice - de 35 a 50 kg / metros cuadrados. metro;
• azulejo de cemento - de 40 a 50 kg / kV. metro;
• tile bituminoso - de 8 a 12 kg / kv. con;
• perfil Los pisos y el azulejo de metal son los más ligeros, aproximadamente 4-5 kg \u200b\u200b/ sq. metro.

Debemos considerar el peso de cada material utilizado en la construcción del pastel, incluido el pisado de tiro, la caja y el sistema de rafter. Por lo tanto, los pisos de tiro generalmente no pesan más de 20 kg / sq. M, Doom: de 8 a 10 kg, y un sistema de rafter de madera - 15-20 kg / metros cuadrados. metro.

Para calcular la carga final en el sistema, debe agregar todos los datos anteriores.

Es útil saber: La mayoría de los vendedores de materiales de techos hacen énfasis en la cobertura extremadamente baja que pesa, argumentando que esta es una de sus principales ventajas, dicen, la facilidad garantiza una instalación conveniente, ahorros durante el transporte y reduciendo el gasto en solitario. De hecho, la situación es exactamente lo contrario, y el material de techo ligero puede jugar contra el cliente. Para refutar los argumentos de los vendedores, realice el cálculo del sistema de rafter del techo de la cadera con diferentes materiales para techos.

Para empezar, tome el peor material de la lista de cemento anterior. Cubrirá nuestra casa en la región de Ivanovo en el pueblo de Babenki.

Ya sabemos que la carga de nieve para esta región es de 189 kg / sq. m, el viento tiene una carga de 24 kg / sq. M, la baldosa de cemento del peso de 50 kg / sq. M, DOOMLE - 20 kg, el sistema de rafter también será el máximo - 20 kg. Después de crear todos los datos, obtenemos una carga total en el sistema de rafter de 303 kg / kV. metro.

Si toma el material de techos más fácil, el azulejo de metal, luego con su peso y sus cargas similares, características del clima en el pueblo de Babenki, la carga en la rafter será de 258 kg / sq. metro.

Las diferencias en las cargas calculadas constituyen solo el 15%, por lo que no puede haber ningún habla sobre cualquier ahorro importante en la madera aserrada. Además, en el capítulo sobre la carga del viento, descubrimos que lo más difícil es el techo, más difícil, el viento interrumpirá su integridad.

Ahora que hemos tratado cómo calcular la carga total en 1 metros cuadrados. M Techos, puede proceder al cálculo del propio sistema rápido.

Cálculo del sistema de rafter.

Dado que el sistema de rafter es un "esqueleto", que consiste en elementos individuales, luego para determinar la carga total en ella, es necesario descubrir qué carga está experimentando cada uno de los elementos: las piernas de rafting.

Para hacer esto, se debe encontrar una carga distribuida en un medidor de 1 línea de cada rafter por fórmula: QR \u003d A * Q, donde QR es una carga distribuida en el medidor de patrón de cada elemento (medido en kg / sq. M ), Q es una carga total para 1 kV. m techos, a - distancia en metros entre las vigas (paso rafted).

A continuación, debe encontrar la parcela máxima de trabajo larga en el pie de rafter (que se muestra en la figura):

Para seleccionar correctamente el material para la fabricación del sistema de rafter, use la tabla de tamaños de tabla:

Para calcular la sección transversal de la transformación, establece arbitrariamente su ancho de acuerdo con las dimensiones calificadas, y encuentra la altura de una de las siguientes fórmulas de acuerdo con una de las siguientes fórmulas:

• H ≥ 8.6 * Lmax * SQRT (QR / (B * RIPS)), cuando el techo está sesgado, 30 ° o menos;
• H ≥ 9.5 · lmax · SQRT (QR / (B · RIPS)), cuando el techo es incidencia de 30 ° o más.

Aquí H es la altura de la sección y se mide en CM, LMAX es la parte máxima de trabajo larga del transmisor (medido en M), QR es una carga en 1 fenón M de Rafal (medido en kg / m), b Es un ancho de secuencia, SQRT. La raíz, y RIZG es la resistencia del árbol de flexión (medido en kg / sq. M. cm). Al mismo tiempo, cada raza de madera tiene su propio RIZG. Dado que se usa con mayor frecuencia para la construcción de vigas, es de 140 kg / sq. cm (1 grado), 130 kg / kv. cm (2 grados) y 85 kg / kv. cm (3 grados).

La desaploción de madera nominable bajo la carga de todo el techo no puede ser mayor que el valor de L / 200 (L es la longitud del segmento de trabajo en CM). Compruebe si el grado de desviación corresponde a la norma al proporcionar la lealtad de la desigualdad:

3,125 * QR * (lmax) ³ / (b * h³) ≤ 1

Recuerde que B y H es el ancho y la altura de la sección, respectivamente (medidos en cm). Si no se respeta la desigualdad, estos dos indicadores deben aumentarse.

Por ejemplo, calcularemos el sistema de Rafter en la casa ubicado en la región de Ivanovo con una pendiente de techo de 36 ° (α), una etapa de rafted 0.8m (a), el segmento de trabajo máximo de 2,8 m (lmax). Como usamos 1 pino de grado, entonces RIZG será de 140 kg / sq. Vea como techos, tomamos una baldosa de cemento pesada y confiable con una carga de 50 kg / sq. metro.

Ya conocemos la carga total por metro cuadrado. m de tal techo: es igual a 303 kg / sq. M (q). Ahora puede encontrar una carga distribuida por 1 Raman M de cada elemento del sistema: QR \u003d A * Q;

QR \u003d 0.8 * 303 \u003d 242 kg / m.

Supongamos que el ancho de la pizarra para un pie de rafter es de 5 cm, respectivamente, el ancho de la sección para el cálculo será igual a 5 cm. Dado que la inclinación del techo supera los 30 °, seleccione la fórmula H ≥ 9.5 * LMAX * SQRT (QR / B * RIPS), sustituimos los valores y obtenemos h ≥ 9.5 * 2.8 * SQRT (242/5 * 140).

H ≥15.6 cm.

Aprovechando la tabla anterior, seleccionamos la placa con la sección transversal más adecuada: su altura será de 17,5 cm, y el ancho es de 5 cm.

Ahora queda por verificar si la magnitud de la deflexión corresponde a la norma. Sustituimos los valores en la desigualdad 3,125 · QR * (lmax) ³ / b * h³ ≤ 1 y obtenemos 3,125 * 242 * (2.8) ³ / 5 * (17,5) ³ \u003d 0.61. Dado que 0.61 es menor que 1, luego la sección transversal de la transformación que elegimos cierto.

Vamos a resumir: en nuestra casa, es necesario instalar vigas con un ancho de 5 cm, 17.5 cm de altura cada 0,8 m.

Como ya ha hecho para asegurarse, para realizar un cálculo competente, es necesario operar con muchos valores y conocer con precisión el peso de los materiales, varias cargas, condiciones climáticas, etc. Si no está seguro de sus habilidades, es mejor atraer a un especialista, ya que no vale la pena ahorrar en una pregunta tan importante. En particular, si estamos hablando de estructuras complejas, el cálculo del sistema de rafter del newcomer del techo de cuatro páginas será extremadamente difícil. Afortunadamente, hoy puede utilizar programas automáticos que le permiten calcular inequívocamente los datos necesarios. Por ejemplo, el programa Arcon goza de muchos techadores profesionales para acelerar el proceso de trabajo y evitar errores.

Finalmente, le sugerimos que se familiarice con el material de video de entrenamiento para la instalación de un sistema de rafter: