La practicidad, la confiabilidad y la simplicidad del diseño del techo a dos aguas lo hacen disponible para la auto-construcción incluso para un desarrollador novato. En esta publicación, el sistema de vigas de un techo a dos aguas se examinará en detalle: sus variedades, elementos estructurales y reglas de cálculo..
Sistema de vigas de techo a dos aguas
La clásica cubierta a dos aguas consta de dos planos inclinados dispuestos en forma de triángulo equilátero. Un sistema de vigas es un marco de techo hecho de elementos de soporte interconectados. Dependiendo de las cargas esperadas que actúen sobre el techo del edificio durante la operación, los elementos del marco pueden ser de madera o metal..
El propósito del sistema de vigas.
El sistema de vigas de techo a dos aguas resuelve tres tareas principales:
- Dar a las pendientes del techo el ángulo de inclinación requerido, lo que les permite soportar las cargas máximas de nieve y viento para un área determinada, hace posible que el material del techo tenga agua y nieve sin obstáculos..
- Distribución uniforme de cargas en el marco del edificio, creada por el peso de la torta del techo, la precipitación, el viento..
- Creación de la base para la fijación del aislamiento térmico del material del techo. Los nodos del sistema de vigas de un techo a dos aguas con techo crean un espacio que protege el edificio de la pérdida de calor y la penetración de humedad..
Un sistema de vigas correctamente diseñado debe soportar cargas muy severas, que pueden exceder los 500 kg / m2.
Es por eso que recomendamos confiar todos los cálculos relacionados con la elección del material, la sección y el paso de instalación de las vigas a profesionales que tengan permiso y experiencia en la realización de dicho trabajo..
Como se señaló anteriormente, la sección transversal de un techo con dos pendientes es un triángulo isósceles. El plano horizontal del triángulo descansa sobre las paredes del edificio. Los planos inclinados no son más que pendientes de techo. El ángulo de inclinación de las pendientes está formado por el ángulo entre la base del techo y su cumbrera..
Elementos estructurales básicos
Para facilitar la comprensión de este diseño, consideraremos los elementos principales del sistema de vigas de un techo a dos aguas:
- Las patas de la viga son los principales elementos estructurales del marco, por lo que se crea la pendiente necesaria de los planos del techo. Los planos formados por las vigas de la viga son la base para la instalación del pavimento..
- Mauerlat es un elemento de estructura de soporte que se adjunta al extremo superior de las paredes exteriores del edificio. Mauerlat para un techo a dos aguas le permite distribuir la masa de la estructura del techo de la manera más uniforme posible..
- Los tensores son elementos transversales del marco que conectan vigas emparejadas en una sola unidad. El objetivo principal de las bocanadas es aumentar la rigidez de todo el sistema..
- Las camas están ubicadas paralelas a los Mauerlats y unen las bocanadas. Utilizan el extremo superior de los muros de carga internos como soporte. Propósito: distribución de impactos en el sistema de vigas..
- Las vigas de piso se instalan entre los Mauerlats y la cama. Sirven como base para fijar el piso en el ático y el techo del edificio. Las vigas se instalan en el apriete.
- La viga cumbrera conecta las partes superiores de las vigas. Este elemento estructural se utiliza en la mayoría de los esquemas para la construcción de un sistema de vigas..
- Viga lateral: un elemento estructural adicional que sostiene las vigas y elimina parte de la carga de ellas..
- Los bastidores (cabezal) son los principales elementos estructurales del sistema de refuerzo del marco, que asumen algunas de las cargas de las vigas..
En algunos esquemas, se utilizan estructuras auxiliares, potra, para garantizar la creación de un voladizo de cornisa del techo con escasez de patas de viga..
El marco del techo se puede representar como tres nodos:
- El torneado es la base para sujetar la capa de aislamiento térmico y el material del techo. Montado sobre vigas. Las patas de la viga descansan sobre el Mauerlat con el extremo inferior, con el extremo superior en el sistema de viga.
- El sistema de viga principal, hecho en forma de barra de viga montada.
- Un sistema de vigas es un conjunto específico de elementos de marco adicionales: correas y bastidores. Con un aumento en la longitud del tramo, se utilizan elementos estructurales adicionales: puntales. Entre los maestros, se usa otro nombre para los tirantes: “patas de viga”. Independientemente del nombre, el propósito principal de estos elementos es soportar vigas laterales. Un extremo de la abrazadera descansa contra la viga de la viga y el otro contra la cama. Los tirantes de la viga desempeñan un papel vital en el marco del techo: evitan la deformación de la pata de la viga y aumentan significativamente su capacidad de carga..
Características de diseño y tipos de sistemas de vigas para un techo a dos aguas.
Las patas de la viga son el elemento principal de cualquier estructura de techo a dos aguas. Dependiendo de la geometría y el tamaño del techo, todos los demás elementos estructurales del marco pueden no usarse o usarse parcialmente durante su construcción..
De acuerdo con el método de instalación de las patas, el esquema del sistema de vigas del techo puede ser:
- tipo en capas;
- tipo colgante.
La condición principal para la instalación de vigas en capas es la disposición de un soporte confiable en las partes superior e inferior. La unidad de cumbrera horizontal del techo de vigas actúa como soporte para la parte superior. El borde inferior de las vigas descansa contra el Mauerlat o la corona superior del marco..
Se permite la construcción de un sistema de vigas en capas cuando la distancia entre los frontones no es mayor de 6 m.Cuando la distancia es mayor, se requiere fortalecer el sistema con postes verticales, con énfasis en la cama, ubicada en la parte superior. parte de la pared intermedia.
La siguiente figura muestra vigas en capas: la estructura y los nodos que componen dicho sistema de vigas..
Las vigas colgantes descansan contra los “talones” en la bocanada. En la parte superior, las patas de la viga descansan una contra la otra. Este diseño es un módulo separado en forma de triángulo isósceles, que entre los constructores se denomina truss truss. Esta estructura funciona sobre un espaciador, pero el apriete amortigua este proceso, transfiriendo una carga dirigida verticalmente a las paredes del edificio..
Esquemas básicos y tipos de fijación del sistema de truss tipo colgante.
Hay muchas opciones para construir un sistema de vigas colgantes, entre las cuales solo tres son las más comunes:
- Triangular de tres bisagras. La estructura de las vigas es un triángulo clásico, cuyos lados superiores están sujetos a cargas de flexión, mientras que los inferiores (apriete) amortiguan la tensión. Para conectar los elementos del nodo, se usa un corte frontal con un diente simple o doble..
- Triangular de tres pivotes con tirón elevado. Este esquema es ideal si necesita crear un ático residencial. El apriete elevado aumenta la carga de tracción del sistema de vigas, lo que garantiza una distribución uniforme de la carga en los Mauerlats. La fijación del apriete a la pata de la viga se realiza mediante el método de corte “semirrotatorio”..
- Triangular de tres articulaciones con cabezal y puntales adicionales. Este diseño se utiliza para reducir la carga en la deflexión de la viga. El apriete en dicho sistema descansa sobre la abrazadera del cabezal, nivelando el estiramiento debido al tirón hacia abajo del nudo de la cumbrera, que, a su vez, actúa sobre la suspensión, comprimiendo las vigas..
Sistemas de vigas espaciadoras y sin expansión del tipo en capas
Las casas de troncos y las casas de troncos no toleran las cargas que actúan sobre el espaciador de las paredes exteriores.
En tales casos, se practica un sistema de vigas de techo a dos aguas sin esparcidores, que involucra dos puntos de apoyo para cada pata de la viga:
- La parte inferior está biselada contra el Mauerlat. La longitud del bisel no debe exceder la sección transversal de la viga..
- La parte superior descansa sobre la viga cumbrera..
Una característica de este diseño es la fijación rígida de las patas de la viga entre sí en la parte superior. Para unir la pata de la viga al Mauerlat, se utiliza el método de conexión móvil utilizando una placa flexible de acero.
Al erigir un sistema de vigas de techo a dos aguas, también se utilizan estructuras espaciadoras, que son algo intermedio, entre vigas colgantes y en capas. La fijación con espaciador de las vigas de un techo a dos aguas sugiere un cambio en el sistema de fijación de las patas de la viga al Mauerlat de móviles a rígidas. Dichos esquemas se utilizan exclusivamente en casas con paredes principales gruesas con un soporte rígido de Mauerlat. Las vigas en este diseño descansan contra las paredes con sus partes inferiores y unas contra otras con las superiores. Se utiliza la viga cumbrera, pero no juega un papel significativo en la rigidez del marco. Para reducir las cargas del espaciador, se incluye un scrum en la estructura..
Para aumentar la confiabilidad del marco del techo, se utilizan bridas de viento del techo de viga, cuya tarea es transferir cargas de viento a los muros de carga de la estructura y garantizar la rigidez espacial del techo. Para crear enlaces de viento verticales del sistema de vigas, se instalan puntales en cada bastidor. La parte inferior de estos elementos estructurales descansa sobre un banco..
Reglas para el auto-cálculo del sistema de vigas.
Al calcular de forma independiente el sistema de vigas, es necesario determinar la sección transversal correcta de la madera en función de las cargas constantes y temporales que actúan sobre ella, que incluyen:
- Una gran cantidad de materiales para el sistema de techos y vigas..
- Presión de viento y precipitación.
Las cargas permanentes incluyen el peso de los listones y el techo. Al elegir materiales, debe tenerse en cuenta que la presión sobre el marco no debe exceder los 50 kg / m2. La carga de nieve en el marco es igual al peso de la nieve multiplicado por un factor que depende del ángulo de inclinación de las pendientes..
La sección transversal de la pata de la viga depende del paso. Cuanto menor sea la distancia entre las vigas, menor será la sección transversal de la madera. Para facilitar la comprensión, se recomienda que se familiarice con la tabla de dependencia de la longitud, el paso y la sección de las patas de la viga..
La altura de la cumbrera depende del ángulo de inclinación del techo. El ángulo óptimo para la descarga de precipitaciones es de 35 a 45 °. En regiones con una fuerte carga de viento, se usa un ángulo de inclinación del techo de 20 a 45 °..
Al crear un sistema de vigas de techo a dos aguas, es mejor usar madera de coníferas seca de 1-3 categorías. Para barras transversales y bocanadas, se utiliza pino o alerce de 1 grado. Para vigas, mauerlats, bastidores y vigas, se utiliza material de al menos 2 grados. Todos los demás elementos del marco se pueden crear a partir de madera de 3 grados..