El ángulo de inclinación del techo es el parámetro más importante al construir un sistema de vigas y calcular el consumo de materiales para techos en una casa privada. El diseño de cubiertas es un evento muy responsable, que debe confiarse exclusivamente a profesionales que tengan permiso para realizar dicha labor. Sin embargo, en algunos casos, todos los cálculos preliminares se pueden hacer de forma independiente, al menos para tener una idea de la cantidad esperada de material y la posibilidad de implementar sus ideas arquitectónicas. De esta publicación aprenderá de qué depende y cómo calcular el ángulo de inclinación del techo por su cuenta, sin recurrir a los servicios de costosos especialistas..
¿Qué afecta la pendiente del techo?
Al autoerigir un marco de techo, la mayoría de los desarrolladores se guían por su diseño y el propósito del espacio del techo, que es fundamentalmente incorrecto. El marco de los techos empinados prácticamente no se ve afectado por la carga de nieve, lo que significa que, puramente teóricamente, puede ahorrar en la sección y la inclinación de las vigas. Sin embargo, el viento tiene el mayor efecto en los techos con pendientes pronunciadas debido a su gran resistencia al viento, que ya en la práctica requiere la creación de un sistema de vigas fuerte..
Todo esto no significa en absoluto que las cubiertas planas sean mejores. En techos con poca pendiente, la nieve permanecerá más tiempo, lo que crea una carga impresionante en el sistema de vigas. Además, el ángulo de la pendiente del techo afecta las dimensiones del espacio del ático. Cuanto más inclinado es el techo, más oportunidades tiene el desarrollador para organizar un ático residencial. Sin embargo, no se debe olvidar el alto costo de las estructuras con pendientes pronunciadas, especialmente en comparación con los techos planos. La creación de un techo inclinado ayudará a ahorrar el volumen del espacio del ático sin aumentar la altura de la cresta..
Además de la carga de nieve y viento en el marco, el peso de la torta del techo también afecta el peso del sistema de vigas. Si se utilizan materiales de aislamiento térmico en el techo, su peso se tiene en cuenta al determinar el ángulo óptimo del techo..
¿Cómo se mide el ángulo de inclinación del techo?
En primer lugar, es necesario aclarar el concepto mismo de ángulo de inclinación. Este valor es el ángulo que se forma en la intersección del plano horizontal (tendido) con el plano del techo. “Colocación” no es más que una proyección de la pendiente del techo en el plano horizontal.
Los libros de referencia y las tablas especializadas utilizan porcentajes como unidad para medir el ángulo de la pendiente del techo. La pendiente del techo como porcentaje muestra la relación entre la altura de la elevación del techo (H) y la colocación (L).
En cubiertas a dos aguas (L) es un valor igual a la longitud de la mitad del tramo. L en techos inclinados es igual a la longitud del tramo.
Reglas para calcular el ángulo de inclinación del techo.
Digamos que L = 3 my H = 1 m. En este caso, la relación se verá como H a L o 1: 3. Este es el ejemplo más simple, que muestra un gran inconveniente al determinar el ángulo de pendiente de esta manera..
Para simplificar los cálculos, se utiliza una fórmula especial para calcular el ángulo de inclinación del techo, que se ve así.
I = H / L donde:
- I es la pendiente de la pendiente;
- H – la altura del techo se eleva;
- L – valor de la colocación.
Usemos los datos del ejemplo anterior. L = 3 my H = 1 m. Entonces, la fórmula de cálculo se ve así I = 1/3 = 0.33. Ahora, para convertir la tangente de un ángulo agudo en un porcentaje, debes multiplicar el valor resultante por 100. Con base en esto, obtenemos: 0.33 x 100 = 33%
¿Cómo determinar el ángulo de inclinación del techo en grados? Hay dos formas sencillas de convertir porcentajes a grados:
- use un convertidor en línea;
- utilizar tablas publicadas en la literatura de referencia especializada.
El primer método es bastante simple, pero requiere una conexión a Internet. La red contiene una gran cantidad de recursos que brindan la oportunidad de utilizar un convertidor en línea..
Las tablas de pendiente del techo en grados y porcentajes son mucho más difíciles de encontrar, pero más fáciles de usar. Publicamos una tabla de la razón de porcentajes-grados.
Determine el ángulo mínimo de pendiente del techo en función del material del techo.
Según la inclinación de las pendientes, todos los techos se dividen convencionalmente en cuatro tipos:
- Alto, con pendiente de 45 a 60 °.
- Inclinado, con un ángulo de inclinación del techo de 30 a 45 °.
- Amable. El ángulo de inclinación de las pendientes en tales estructuras varía de 10 a 30 °.
- Piso con pendiente de hasta 10 °.
Al acercarse a la construcción de un techo, el desarrollador planea usar cierto material de techo. Debe tenerse en cuenta que no todos los materiales se pueden usar en techos con diferentes pendientes..
A continuación, considere la relación entre los materiales de techo más comunes y el ángulo de pendiente mínimo permitido del techo:
- Pizarra de fibrocemento – 9 ° o 16%. La relación de la altura del techo a la colocación 1: 6..
- Ondulina – 5 °. Relación de aspecto 1:11.
- El ángulo mínimo de inclinación de un techo de metal de una sola pendiente es de 14 °.
- Baldosas cerámicas – 11 °. Proporción 1: 6.
- Baldosas de cemento y arena – 34 ° o 67%. La relación de la altura del techo a la colocación 1: 1.5..
- Tejas bituminosas – 11 °. Relación de aspecto 1: 5.
- Decking – 12 ° Con una pendiente más baja, es necesario procesar las juntas con un agente sellador.
- Las láminas de acero y galvanizadas requieren una pendiente mínima de 17 °.
- Materiales bituminosos enrollados – 3 °.
- El techo de soldadura se puede utilizar como revestimiento de techo con una pendiente del 15%..
En el diseño de techos, existe un concepto: el ángulo máximo de inclinación de las pendientes. Este valor es fundamental para el uso de un material en particular. La siguiente figura muestra los ángulos de inclinación del techo mínimo y máximo para algunos materiales de techo comunes. Además, la última columna contiene datos sobre la pendiente de la pendiente que los desarrolladores domésticos utilizan con mayor frecuencia para estos materiales..
Como puede ver en la tabla anterior, existe un espacio muy importante entre el ángulo de inclinación mínimo y máximo del techo..
Al elegir una pendiente del rango de valores aceptables, debe guiarse únicamente por consideraciones estéticas y el consumo de material..
Cargas de nieve y viento
Al diseñar un techo, siempre se tienen en cuenta las cargas de nieve y viento en el sistema de vigas. Cuanto más empinadas sean las pendientes, menos nieve permanecerá en ellas..
Para calcular correctamente la resistencia estructural requerida, se introduce un factor de corrección:
- Para techos con una pendiente inferior a 25 °, se aplica un factor de 1.
- Las estructuras de techo con pendientes de 25 a 60 ° requieren el uso de un factor de 0,7.
- Los techos hechos con un ángulo de inclinación de más de 60 ° no requieren el uso de un coeficiente, ya que la nieve prácticamente no permanece en ellos.
Para simplificar los cálculos, se utilizan mapas en los que se marcan los valores medios de carga de nieve por regiones de la Federación de Rusia..
Ejemplos de cálculo
Las reglas de cálculo son simples: encontramos nuestra región, determinamos la carga de nieve, resaltada en nuestro propio color, tomamos en cuenta el primer valor, multiplicamos por el factor de corrección basado en el ángulo supuesto de la pendiente del techo. Como ejemplo ilustrativo, calculemos la carga de nieve para el techo de una casa en Norilsk con un ángulo de pendiente de 35 °. Entonces, multiplique 560 kg / m2 por un factor de 0.7. Obtenemos una carga de nieve para una región determinada y una estructura de techo específica 392 kg / m2.
Para determinar las cargas de viento también se utilizan mapas, en los que se marcan los valores calculados de las cargas de viento por región..
Además, los cálculos deben tener en cuenta:
- La rosa de los vientos, y específicamente, la ubicación de la casa en el suelo y en relación con otros edificios..
- Altura del edificio.
Por el tipo de ubicación de la casa en el suelo, todos los edificios se pueden dividir en tres grupos:
- A – edificios ubicados en un área abierta.
- B – Edificios ubicados en asentamientos con una barrera contra el viento no superior a 10 m.
- B – edificios ubicados en asentamientos con una barrera contra el viento de 25 m.
Dependiendo del área de ubicación y la altura del edificio, al diseñar el techo, se introducen factores de corrección teniendo en cuenta la carga de viento. Todos los factores que afectan la carga de viento se resumen en una tabla, según la cual es fácil hacer un cálculo..
Por ejemplo: para una casa de un piso en Norilsk, la carga de viento será: 84 kg / m2 multiplicado por un factor de 0.5 correspondiente a la zona “B”, que es 42 kg / m2.
Además, se tienen en cuenta las cargas aerodinámicas que afectan al sistema de vigas y al material del techo. Dependiendo de la dirección del viento, la carga se divide convencionalmente en zonas que implican diferentes factores de corrección..
Para garantizar un margen de seguridad, se recomienda tomar valores de las zonas más cargadas G y H.