Os telhados de quadril têm muitos benefícios. Eles são bonitos, confiáveis sob todas as cargas de clima, o design de quatro lados permite isolar efetivamente a casa do lado do telhado. O dispositivo do sistema de vigas apresenta alguma complexidade. Trataremos de seus esquemas e cálculos neste artigo..
Os telhados de quatro águas, às vezes chamados de holandeses e dinamarqueses, se distinguem pela boa qualidade, confiabilidade e design europeu espetacular. A base da viga de tais telhados consiste em muitos elementos básicos e de reforço que requerem esboços ou desenhos tridimensionais, cálculos precisos e execução.
Variedades de telhado de quadril
As coberturas de quadril, além do design clássico básico, consistindo em duas vertentes trapezoidais e duas extremidades triangulares, também incluem suas variedades:
- Empena semi-quadril.
- Meio quadril quatro inclinações.
- Barraca.
- Frontão de quadril.
Telhado de duas águas semi-articuladas
Telhado de quatro águas semi-articulado
Telhado de esquina
Telhado de duas águas
Cada tipo tem seu próprio esquema de sistema de viga. Em seguida, consideramos e calculamos o teto clássico.
Esquema e elementos principais
Para calcular o sistema de vigas, você precisa se familiarizar com seu diagrama básico, elementos principais e auxiliares..
Os principais elementos do sistema de vigas
Os principais elementos são (veja a figura abaixo):
- Mauerlat. É uma madeira fixada ao longo do perímetro das paredes externas recortada na borda externa. Montado na parede. Mauerlat distribui a carga da pressão das vigas, conecta o sistema de vigas com as paredes da casa, é a base do telhado.
- Patim. Barra superior para fixação de caibros em taludes de cobertura. A altura do cume é baseada no ângulo de inclinação das encostas. Dá ao sistema rigidez e resistência.
- Vigas centrais das encostas. As extremidades do cume são apoiadas nas laterais do Mauerlat. Existem 4 desses elementos no sistema. – 2 pcs. em cada inclinação.
- Vigas centrais dos quadris. As extremidades do cume são apoiadas nas laterais do Mauerlat. Existem 2 desses elementos no sistema. – 1 pc. em cada quadril.
- Pernas inclinadas (vigas diagonais e angulares). Conecte os cantos do Mauerlat com as extremidades do cume. Fazem parte da estrutura de suporte. Existem 4 deles no sistema de vigas.
- Vigas intermediárias das encostas. Eles são instalados paralelamente às vigas centrais da rampa entre eles com o mesmo passo, apoiando-se na lateral do Mauerlat e na barra de cumeeira. Se o comprimento do patim for insignificante, ele não pode ser usado.
- Vigas encurtadas das encostas. Eles são instalados paralelamente às vigas centrais das encostas e têm comprimento variável – quanto mais próximo da esquina, mais curto. Encoste-se na lateral do Mauerlat e nas pernas. O número de elementos depende da etapa de instalação.
- Vigas ou vigas de quadril encurtadas. Eles são instalados paralelamente às vigas centrais dos quadris e têm comprimento variável – quanto mais próximo do canto, mais curto. Eles descansam na parte final do Mauerlat e nas pernas inclinadas. O número de elementos depende da etapa de instalação.
Diagrama e principais elementos do sistema de vigas
Você pode ler mais sobre como anexar vigas ao Mauerlat em nosso artigo.
Elementos de reforço do sistema de viga do quadril
Os elementos acima são básicos, básicos. Outros elementos são projetados para fortalecer os principais e são usados em edifícios críticos, por exemplo, para edifícios residenciais:
- Racks verticais para apoiar a barra de cumeeira. Apoie-se nas vigas (veja abaixo), colocadas paralelamente ao final da casa ou a uma cama, localizada ao longo do eixo longitudinal do edifício (se houver uma parede capital sob ela).
- Barras transversais ou aperto. As pernas da viga das encostas são amarradas aos pares. Serve de suporte para racks e escoras diagonais (veja abaixo). Eles podem servir como vigas no chão se forem embutidos no Mauerlat ou instalados diretamente nas paredes longitudinais da casa. Se os puffs forem colocados mais próximos da crista, eles formarão a base do teto do sótão..
- Chaves diagonais (colchetes). São utilizados para aumentar a rigidez do sistema se o comprimento das vigas for superior a 4,5 m. O uso de escoras permite reduzir a secção transversal das vigas, que reforçam.
- Sprengel. Viga instalada nos cantos do Mauerlat. Serve para montar um pedestal que apóia e reforça a perna do antepé.
- Feixe de vento. Serve para resistir à deformação das pernas da viga em ventos fortes e rajadas. Fixado nas vigas das encostas por dentro, obliquamente, em um ou ambos os lados – depende da carga do vento na área de construção.
- Potrinha. Um elemento de uma seção menor do que as próprias vigas. Estende a perna das vigas para organizar a saliência do telhado no caso de um único elemento não funcionar devido ao comprimento limitado da madeira ou por razões de economia.
Elementos de reforço
Cálculo do sistema de viga
O cálculo do sistema inclui a escolha do ângulo de inclinação das encostas e quadris e o cálculo dos comprimentos de seus elementos principais e auxiliares.
A escolha do ângulo de inclinação das encostas longitudinais e finais
A escolha do ângulo das encostas e quadris varia de 25-45 ° e depende da vontade de ter um sótão, do material de cobertura adotado, da avaliação das cargas estáticas (peso do telhado) e dinâmicas (vento, neve).
Em telhados de quatro águas, o ângulo de inclinação dos quadris e das encostas é o mesmo. Os telhados de quadril também costumam ter os mesmos ângulos em termos de estética, mas podem ser diferentes se essa for a ideia do arquiteto..
Recomendações para o uso de materiais de cobertura
Para uma melhor compreensão do algoritmo de cálculo, considere, como exemplo, o telhado de quatro águas de uma casa com lados de 8 e 12 m e uma altura de cumeeira de 2,5 m. O ângulo de inclinação das encostas é de 35 ° e o ângulo de quadril é de 45 °.
Cálculo dos elementos principais da viga
O telhado clássico de quadril consiste em duas encostas trapezoidais conectadas em uma crista e duas encostas de quadril na forma de triângulos.
Primeiro você precisa se lembrar de algumas fórmulas do currículo de álgebra da escola. Esta é a razão dos comprimentos dos lados de um triângulo retângulo, expressa em termos da função trigonométrica do ângulo e do teorema de Pitágoras.
Funções trigonométricas de um ângulo agudo de um triângulo retângulo
teorema de Pitágoras
Vamos representar a estrutura do sistema de treliça na forma axonométrica:
Vamos calcular os principais elementos do sistema de vigas.
1. Calcule o comprimento da viga central do quadril CD, que é a altura do triângulo isósceles (quadril) e da hipotenusa do triângulo retângulo, cuja altura é igual à altura da crista (CE = 2,5 m). Ângulo do quadril? = 45 °. Sin 45 ° = 0,71 (de acordo com a tabela de Bradis).
Ângulo do telhado tg ? pecado ? 5 ° 0,09 0,09 10 ° 0,18 0,17 15 ° 0,27 0,26 20 ° 0,36 0,34 25 ° 0,47 0,42 30 ° 0,58 0,50 35 ° 0,70 0,57 40 ° 0,84 0,64 45 ° 1,00 0,71 50 ° 1,19 0,77 55 ° 1,43 0,82 60 ° 1,73 0,87 De acordo com a razão trigonométrica:
- СD = CE / sin? = 2,5 / 0,71 = 3,52 m
2. Determine o comprimento da crista K. Para isso, a partir do triângulo anterior, encontramos o comprimento da base ED, usando o teorema de Pitágoras:
Comprimento da casa: BL = 12 m.
Comprimento do skate:
- CF = 12 – 2,478 x 2 = 7,044 m
3. O comprimento das vigas de canto CA também pode ser obtido a partir do teorema de Pitágoras para o triângulo ACD. Metade da largura da casa AD = 8/2 = 4 m, CD = 3,52 m:
4. O comprimento das vigas centrais da encosta GF é a hipotenusa do triângulo, cujas pernas têm a altura da crista H (CE) e metade da largura da casa AD:
As vigas intermediárias das rampas têm o mesmo comprimento. Seu número depende do passo e da seção das vigas e é determinado pelo cálculo da carga total, incluindo o clima.
Essas tabelas correspondem às cargas atmosféricas na região de Moscou
Degrau das vigas, cm Comprimento da viga, m 3,0 3,5 4,0 4,5 5.0 5,5 6,0 215 100×150 100×175 100×200 100×200 100×250 100×250 – 175 75×150 75×200 75×200 100×200 100×200 100×200 100×250 140 75×125 75×125 75×200 75×200 75×200 100×200 100×200 110 75×150 75×150 75×175 75×175 75×200 75×200 100×200 90 50×150 50×175 50×200 75×175 75×175 75×200 75×200 60 40×150 40×175 50×150 50×150 50×175 50×200 50×200 Vamos comparar a seção transversal máxima, média e mínima de uma barra com um comprimento de 4,717 m (observe os valores para 5,0 m).
Ao cortar 100×250 mmo degrau será de 215 cm. Com um comprimento de crista de 7,044 m, o número de vigas intermediárias será: 7,044 / 2,15 = 3,28 segmentos. Arredondando para cima – até 4. O número de vigas intermediárias de uma inclinação – 3 peças.
Volume de madeira para ambas as encostas:
- 0,1 0,25 4,717 3 2 = 0,708 m3
Ao cortar 75×200 mmo degrau será de 140 cm. Com um comprimento de cumeeira de 7,044 m, o número de vigas intermediárias será: 7,044 / 1,4 = 5,03 segmentos. O número de vigas intermediárias de uma inclinação – 4 peças.
Volume de madeira para ambas as encostas:
- 0,075 0,2 4,717 4 2 = 0,566 m3
Ao cortar 50×175 mmo degrau será de 60 cm. Com um comprimento de cumeeira de 7,044 m, o número de vigas intermediárias será: 7,044 / 0,6 = 11,74 segmentos. Arredondando para cima – até 12. O número de vigas intermediárias de uma inclinação – 11 peças.
Volume de madeira para ambas as encostas:
- 0,05 * 0,175 * 4,717 * 11 * 2 = 0,908 m3
Portanto, para nossa geometria, a opção ótima do ponto de vista da economia seria uma seção de 75×200 mm com um degrau de 1,4 m.
5. Para calcular os comprimentos das vigas encurtadas da encosta MN, você terá que lembrar novamente o currículo escolar, ou seja, a regra de similaridade dos triângulos.
Similaridade de triângulos em três lados
O grande triângulo, que precisamos fortalecer com vigas encurtadas, tem dimensões conhecidas: GF = 4,717 m, ED = 2,478 m.
Se as vigas encurtadas forem instaladas com o mesmo passo das intermediárias, seu número será de 1 peça em cada canto:
- 2,478 m / 1,4 m = 1,77 pcs.
Ou seja, dois segmentos são formados com uma viga encurtada no meio. Um pequeno triângulo terá uma perna metade do ED:
- BN = 2,478 / 2 = 1,239 m
Nós compomos a proporção de tais triângulos:
Com base nesta proporção:
A esta altura, a seção do caibro é tomada conforme a tabela – 75×125 mm. O número total de vigas encurtadas de ambas as encostas – 4 unidades.
6. A determinação do comprimento das vigas encurtadas dos quadris (vigas) também é realizada a partir da proporção de triângulos semelhantes. Como o comprimento das vigas centrais dos quadris é CD = 3,52 m, o passo entre as vigas encurtadas pode ser maior. Com AD = 4 m de caibros encurtados com degrau de 2 m, haverá um de cada lado do caibro central dos quadris:
- (2 3,52) / 4 = 1,76 m
A esta altura, a seção da viga é tomada 75×125 mm. O número total de vigas encurtadas de ambos os quadris – 4 peças.
Atenção! Em nossos cálculos, não levamos em consideração a saliência.
Cálculo da área do telhado
Este cálculo se resume a determinar as áreas do trapézio (inclinação) e triângulo (quadril).
Área de um trapézio e um triângulo
Vamos fazer o cálculo para nosso exemplo.
1. A área de um quadril com CD = 3,52 me AB = 8,0 m, levando em consideração a saliência de 0,5 m:
- S = ((3,52 + 0,5) (8 + 2 0,5)) / 2 = 18,09 m2
2. A área de um declive em BL = 12 m, CF = 7.044 m, ED = 2.478 m, levando em consideração as saliências:
- S = (2,478 + 0,5) ((12,0 + 2 0,5) + 7,044) / 2 = 29,85 m2
Área total do telhado:
- S? = (18,09 + 29,85) 2 = 95,88 m2
Adendo! Ao comprar material, considere cortes e perdas inevitáveis. O material produzido por elementos de uma grande área não é a melhor opção para telhados de quatro águas.
Sistemas de vigas de telhado: cálculo e esquemas de um telhado de quadril
Um telhado de vigas é a solução ideal se você estiver procurando por estabilidade e resistência em seu telhado. Isso aborda o cálculo e os esquemas de um telhado de quadril constituído por vigas de aço. É robusto, resistente a grandes cargas, a inclemências do tempo e às intempéries, além de poder suportar nuances estruturais complexas. Seja para requisitos estéticos ou para projetos de grande escala, oferece uma versatilidade única que nenhum outro método de construção pode proporcionar.
Materiais de construção Conteúdo material
Gostaria de saber qual é a finalidade de um telhado de quadril e como seu cálculo é realizado. Quais são os principais esquemas de vigas utilizados nesse tipo de telhado?
O texto fala sobre sistemas de vigas de telhado, dando ênfase no cálculo e nos esquemas de um telhado de quadril. No entanto, uma dúvida surge: como são feitos esses cálculos e quais são os passos para criar um esquema de telhado de quadril? Gostaria de entender mais sobre esses processos e como aplicá-los em construções. Alguém poderia me explicar?