Sistema de viga de telhado de duas águas: cálculo de vigas para vários revestimentos

A cobertura inclinada possui um sistema de planos inclinados (taludes). O projeto do sistema de vigas é selecionado e calculado levando em consideração a disponibilidade de suportes para o mesmo, o tipo de cobertura, o tamanho e a forma do edifício a ser coberto. Um cálculo especial irá ajudá-lo a escolher o tamanho necessário da perna da viga e garantir a resistência do telhado.

Tipos de sistemas de treliça de telhado de duas águas

O esquema do sistema de vigas é selecionado com base nas condições do número de apoios para ele e a distância entre eles.

As vigas inclinadas repousam nas paredes externas de suporte de carga dos edifícios e em suportes internos adicionais se a distância entre os suportes principais exceder 4,5 m. A perna da viga repousa a partir de baixo em uma barra de suporte (Mauerlat), que transfere peso do telhado para a parede do edifício. A extremidade superior se conecta à viga do cume e a outra perna da viga.

1, 2 – sistema de viga suspensa. Sistema de vigas de 3, 4 camadas. a – vigas, b – aperto, c – barra transversal, d – madre, e – Mauerlat, f – suporte, g – rack.

A vista suspensa dos sistemas de treliça é apertada em ou acima dos nós de suporte inferiores e não implica em suportes intermediários. A distância entre os apoios de apoio externos não deve exceder 6,5 m. Esta versão da estrutura de treliça pode ser atribuída a treliças triangulares. A distância no plano entre eles é tomada como 1,3-1,8 m.

Composição de revestimento

Cobertura

Os telhados de eternita são folhas planas ou onduladas de cimento-amianto. Este é um tipo de cobertura de telhado barato e muito fácil de instalar. Recentemente, estudos têm demonstrado seus efeitos nocivos à saúde humana..

Os telhados de ardósia também incluem telhados de ardósia. Eles são construídos com material natural da estrutura em camadas de xisto. Euroslate, ondulin são descendentes da ardósia comum. São prensados ​​em fibra de vidro ou celulose impregnada com betume.

O revestimento metálico é freqüentemente usado na construção de edifícios residenciais. Ele protege a casa das influências atmosféricas de forma confiável, tem um peso baixo e sua instalação é rápida. Este tipo de cobertura inclui papelão ondulado, aço galvanizado, aluzinc.

Os rolos pertencem a tipos de telhados macios. São impermeáveis, resistentes às influências ambientais e fáceis de instalar. Isso inclui os seguintes tipos:

• feltro para telhados (rubemast, tapete de vidro, eurorruberóide, feltro para telhados, etc.);
• betume-polímero (com isolamento de vidro, vitrocerâmica, linokrom, etc.);
• telhados de membrana (PVC, membranas termoplásticas, filmes de borracha sintética, etc.).

Se os telhados anteriores eram apenas de cerâmica, hoje existem: cimento-areia, betuminosas e telhas de metal.

Tetos de madeira raramente são usados ​​devido à dificuldade do dispositivo. Eles são cascalho, panqueca, shindable, arado, prancha.

Os telhados transmissores de luz são feitos de materiais poliméricos e vidro. Estes incluem policarbonato celular, cloreto de polivinil corrugado, triplex, poliéster, etc..

Torneamento

O revestimento do telhado ou revestimento é a base do telhado. É feito de tábuas ou blocos. Ao instalar um telhado de metal, madeira ou telha, a barra de torneamento é feita com uma seção transversal:

• 50×50 mm com distância entre vigas – 1,0-1,1 m;
• 50×60 (h) mm com passo de caibro – 1,2–1,3 m;
• 60×60 mm com um degrau de 1,4-1,5 m.

Para outros tipos, você pode usar placas de 2,5 cm de espessura. Um deck de tábuas duplas é disposto sob o telhado de rolo. A camada inferior de trabalho é colocada perpendicularmente à direção das vigas com aberturas. O superior é colocado em um ângulo de 45 ° em relação à camada subjacente. A largura das placas não é superior a 8 cm, e a espessura é de 2 cm.

Rafters

As vigas de madeira são usadas como toras, serradas até uma borda, de madeira serrada (madeira, tábua colocada na borda). Para vigas em camadas, uma seção redonda do tronco é mais adequada. Seu diâmetro é de 12 a 20 cm. As vantagens de usar uma tora em comparação com uma tábua ou madeira são as seguintes:

• economia de madeira (para suportar as mesmas cargas de uma seção circular, é necessário um diâmetro menor do material de origem);
• limite superior de resistência ao fogo;
• menor consumo de fixadores de metal;
• indicadores mais altos de rigidez e durabilidade.

Cálculo da perna da viga em camadas

Entre as pernas do caibro é permitido um degrau de 1,0-1,5 m, cuja seção é determinada por cálculo, com base na resistência, bem como na rigidez da estrutura. Para isso, é determinada a carga constante calculada na viga, que inclui o cálculo das cargas constantes por metro rodante do telhado e a carga da neve.

Esquema de distribuição da carga na perna da viga – o ângulo de inclinação do telhado, q – cargas constantes totais, qⁿ – carga normal

Os dados iniciais para o cálculo são aceitos:

• etapa de instalação das pernas da viga;
• inclinação do telhado;
• largura e altura do telhado.

A escolha dos parâmetros, bem como a seleção da maioria dos coeficientes depende do material da cobertura da cobertura e da composição detalhada do bolo da cobertura.

Para telhados inclinados, as cargas permanentes são calculadas usando a fórmula:

A perna da viga também é calculada para rigidez (deflexão). Aqui, a carga normativa é usada:

• ? – o ângulo de inclinação do telhado;
• n, n_c – fatores de segurança para cargas de neve – 1,4, cargas no teto – 1,1;
• g – peso 1 m² , que é percebido pela perna da viga (teto, revestimento, vigas);
• S₀ – carga de neve padrão;
• a – o degrau das pernas da viga (ao longo do eixo).

• S_g – peso da neve por 1 m², que depende da região climática;
• de_e – o coeficiente de deriva da neve devido à influência do vento e outras influências atmosféricas, depende do modo de operação do telhado;
• c_t – coeficiente térmico.

Coeficientes com_e e C_t são aceitos de acordo com os requisitos da SP 20.13330.2011 seção 10 “Cargas de neve” de acordo com 10.5 e 10.6. Para uma casa privada com um telhado inclinado com uma inclinação do telhado superior a 20 °, os coeficientes com_e e com_t são iguais a um, portanto, a fórmula para cobertura de neve:

µ é um coeficiente que depende do ângulo de inclinação do telhado e é determinado de acordo com o Apêndice “D” SP 20.13330.2011:

• para telhados com ângulo de inclinação inferior a 30 ° µ = 1;
• para telhados com ângulo de inclinação superior a 60 ° µ = 0;
• em outros casos, para um ângulo de inclinação de 30 °<?<60 ° µ = 0,033 x (60 ° -?).

O peso da cobertura de neve por região pode ser especificado no SP 20.13330.2011 “Cargas e Impactos”, onde o número da região também é determinado conforme mapa do Apêndice G.

Peso de cobertura de neve S_g

Distrito	Eu	II	III	IV	V
Sg kg / m2	80	120	180	240	320

Uma vez que a perna da viga está sujeita à flexão devido aos efeitos das cargas sobre ela, é verificada a resistência como um elemento de flexão, de acordo com a fórmula:

M < m_eR_eW_nt

• M – momento de flexão do projeto;
• R_e – resistência calculada à flexão da madeira;
• m_e – coeficiente que reflete as condições de trabalho;
• W_nt – momento de resistência de uma determinada seção;
• R_e = 130 kg / cm² – para pinheiros e abetos;
• m_e igual a 1,0 – para seções de até 15 cm de altura e 1,15 – para seções de mais de 15 cm de altura.

O momento de resistência e o momento de inércia para o material da viga são calculados individualmente. De acordo com os dados obtidos, é selecionado o tamanho necessário dos elementos estruturais das vigas.

O cálculo proposto é aproximado e precisa ser complementado na forma do comprimento máximo admissível dos elementos de suporte, a colocação de espaçador ou vigas de retenção e racks.

Exemplo No. 1

Considere um telhado de cerâmica em um telhado de duas águas na região de Moscou (III região climática).

Ângulo de inclinação 27 °; cos? = 0,89; o passo das vigas ao longo do eixo é de 1,3 m; o vão estimado das vigas é de 4,4 m. O torneamento é retirado de uma barra de 50×60 mm.

Peso do telhado por 1 m²:

• peso do telhado – 45 kg;
• caixa – 0,05 x 0,06 x 100 x 550/25 = 7 kg;
• peso da viga – 10 kg.

Total: g_n = 62 kg / m²

Carga estimada por metro linear:

• q = (1,1 x 62 x 0,89 + 1,4 x 126 x 0,89²) x 1,3 = 260 kg / m.

Carga normal por metro em execução:

• q_n = (62 x 0,89 + 126 x 0,89²) x 1,3 = 201 kg / m
• M = 0,125 x q x l² = 0,125 x 2,60 x 440² = 62.920 kg • cm

Momento de resistência:

Momento de inércia (I), que é necessário da condição de possível deflexão f = 1/150 l; E = 100.000 kg / cm²; qн = 201 kg.

De acordo com tabelas especialmente desenvolvidas, você pode determinar o diâmetro da tora para as vigas.

Diâmetro das toras (cm) dependendo de W e J (para toras cortadas por uma borda).

lenda	13	quatorze	15	dezesseis	17	18	dezenove
J	1359	1828	2409	3118	3974	4995	6201
W	211	263	324	393	471	559	658

De acordo com a tabela abaixo, determinamos o diâmetro da tora – 18 cm.

Exemplo No. 2

Vamos pegar todos os dados do exemplo anterior, mas para um telhado ondulin. É necessário calcular a seção transversal da perna da viga da barra.

Ângulo de inclinação 27 °; cos? = 0,89; o passo das vigas ao longo do eixo é de 1,3 m; o vão estimado das vigas é de 4,4 m. O torneamento é retirado de uma barra de 50×60 mm.

Peso do telhado por 1 m²:

• o peso do teto feito de ondulin é de 3,4 kg;
• caixa – 0,05 x 0,06 x 100 x 550/25 = 7 kg;
• peso da viga – 10 kg.

Total: gн = 20,4 kg / m²

Carga estimada por metro linear:

• q = (1,1 x 20,4 x 0,89 + 1,4 x 126 x 0,89²) x 1,3 = 207,6 kg / m.

Carga normal por metro em execução:

• qн = (20,4 x 0,89 + 126 x 0,89²) x 1,3 = 153,3 kg / m
• M = 0,125 x q x l² = 0,125 x 2,08 x 440² = 50 336 kg • cm

Momento de resistência:

Momento de inércia (I), que é necessário da condição de possível deflexão f = 1/150 l; E = 100.000 kg / cm²; qн = 153,3 kg.

Aceitamos madeira com 15 cm de altura. Para uma barra com altura superior a 14 cm Ri = 150 kg / cm². Portanto:

De acordo com a tabela, determinamos o tamanho da seção de madeira para as vigas.

Largura (b) e altura (h) da madeira dependendo de W e J.

b	lenda	h
8	nove	dez	onze	12	13	quatorze
quatorze	J	1829	2058	2287	2515	2744	2973	3201
W	261	294	327	359	392	425	457
15	J	2250	2531	2812	3094	3375	3656	3937
W	300	337	375	412	450	487	525

Aceitamos uma madeira com uma seção de 10×15 cm para a perna da viga.

As fórmulas fornecidas podem ser usadas para calcular outras coberturas de telhado. Nesse caso, a carga na perna da viga é calculada com base na opção selecionada. As fórmulas podem mudar:

• comprimento da viga;
• degrau da viga;
• ângulo de inclinação do telhado;
• carga de neve, que é selecionada de acordo com a região de construção;
• peso da caixa.

A conexão das pernas da viga entre elas e a corrida deve ser confiável. Isso garante que não haja nenhum impulso destrutivo nas paredes do edifício. As estruturas de madeira devem ser inspecionadas de tempos em tempos, portanto, ao construir vigas em camadas, a distância da marca do topo do piso do sótão à marca inferior do Mauerlat é de pelo menos 400 mm.

Os telhados de duas águas ainda são uma tradição na construção de casas particulares. A estrutura de telhado correta é uma casa sólida, durável e bonita.

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