Telhado de quatro águas faça você mesmo: desenhos, cálculo do sistema de vigas

O telhado de quatro águas pode ter um ou dois níveis, ter quatro ou mais inclinações. Para a correta seleção das seções de seus elementos, é necessário realizar um esboço e um cálculo correto, que se resume a várias fórmulas. No artigo falaremos sobre a estrutura do telhado de quatro águas e o método de cálculo de seu sistema de vigas.

Telhado de quatro águas faça você mesmo: desenhos, cálculo do sistema de vigas

A cobertura de quatro águas é uma das opções mais comuns para a construção de uma casa ou de um mirante, que são de planta circular, quadrada ou retangular, com ligeira diferença no comprimento das laterais. Este projeto é uma boa solução para casas com uma área relativamente pequena ou chalés de dois andares com uma base pequena. A cobertura recebeu este nome devido ao formato piramidal da tradicional tenda oriental, formada por um topo e encostas triangulares..

Opções de telhado de quadril

Sob o nome de “telhado de quatro águas”, várias opções de cobertura são combinadas com diferenças estruturais.

Telhado de quatro águas clássicoTelhado de quatro águas clássico

Um telhado de quatro inclinações de nível único é geometricamente uma pirâmide de quatro lados. Um telhado de dois níveis é uma estrutura mais complexa: a parte superior é uma pirâmide, o meio é um cubo ou paralelogramo e o inferior é uma pirâmide truncada. Era como se o topo do telhado tivesse sido cortado da base e levantado. A parte do meio às vezes é feita em forma de lanterna de vidro ou com acabamento na cor das paredes.

Telhado de quatro andaresTelhado de quatro andares

Um telhado de quatro águas pode ter não apenas quatro inclinações, mas também seis e oito inclinações. Essa forma parece mais um cone do que uma pirâmide e é mais comum na construção de mandris com uma base redonda. O mais difícil na implantação de tal estrutura é a conexão das vigas no centro.

Telhado de seis ladosTelhado de seis lados

Vigas do telhado feitas de oito declives suavesVigas do telhado feitas de oito declives suaves

Os sistemas de vigas diferem não tanto esteticamente quanto estruturalmente:

  • suspensão;
  • em camadas.

O sistema de treliça suspensa assenta exclusivamente nas paredes da casa, o estratificado tem um suporte localizado no centro do edifício e assenta numa parede de suporte ou num poste especialmente erguido no interior da casa.

Vigas suspensas e em camadasa – a estrutura das vigas suspensas; b – construção de caibros em camadas; 1 – viga; 2 – barra transversal; 3 – aperto; 4 – rack; 5 – cinta; 6 – correr; 7 – cama

A escolha do projeto depende do tamanho do vão (8 m – um sistema de suspensão é adequado, 12 m – um sistema em camadas é necessário) e do comprimento máximo de uma viga para construção (ao conectar uma perna de viga de comprimento, um suporte vertical é necessário).

Na prática, o sistema em camadas é frequentemente usado, pois é mais confiável e de fácil manutenção. Se a casa não tiver uma parede de suporte de carga adequada ou pilar para suporte, a base pode ser criada a partir de uma barra revestindo no nível de Mauerlat.

Diagramas básicos e elementos do sistema de vigas

Como escrevemos, o telhado de quatro águas é geometricamente uma pirâmide, então todos os cálculos são realizados com base nas regras que se aplicam às pirâmides e triângulos que o compõem.

Imagem geométrica do telhado de quatro águasImagem geométrica do telhado de quatro águas

Elementos principais

Para não sermos confundidos no futuro com os termos, iremos nomear os principais elementos do sistema de vigas da cobertura de quatro águas, esquematicamente mostrados na figura abaixo, e associá-los à imagem geométrica da cobertura de quatro águas em forma de pirâmide.

A estrutura do sistema de viga do quadrilEstrutura de viga suspensa

  1. Mauerlat.Base e suporte do telhado, especialmente com caibros suspensos. Situa-se à volta do perímetro do edifício (ABCD), apóia-se nas paredes ou é montado no exterior. Para o dispositivo Mauerlat, uma grande barra de seção é usada.
  2. Vigas inclinadas.Cantos do telhado convergindo em um ponto central para formar uma pirâmide. No diagrama de pirâmide (excluindo saliências): AK = DK = CK = BK = Ln. Pernas de caibro mais longas em construção.
  3. Nó de cume (K).O nó mais difícil no desenho de um carpinteiro. Se a base da casa não é quadrada, mas a cumeeira forma uma borda, o telhado de quatro águas se transforma em sua “irmã” – o telhado vald. Em uma estrutura com vigas em camadas, a seção KF (H) é o suporte central.
  4. Vigas centrais.Eles convergem em um nó de crista com vigas de mamilo. Eles são a altura de cada declive, que é um triângulo isósceles. No diagrama de pirâmide (excluindo saliências) – um segmento KE, comprimento Lö.
  5. Narodniks.Estas são vigas encurtadas correndo paralelas à central em ambas as direções.

Agora considere construções com vigas em camadas.

Sistema de viga de telhado de quadrilConstrução sem sonda com vigas em camadas

Junto com os elementos já indicados: caibros inclinados (1) e centrais (2), assim como a cumeeira (3), novos elementos aparecem. O suporte central (cremalheira) ou cabeçote (4), que é suportado pelos puffs (5), conectando o Mauerlat diagonalmente. Esta é uma modalidade de um rack que não se apoia na alvenaria, mas em um elemento do sistema de vigas.

Vigas reforçadas com travessasVigas reforçadas com travessas

Na ausência de caibros centrais e para fortalecer o nó do cume com o cabeçote (2), ele é complementado por travessas (3) conectando caibros inclinados opostamente colocados (1) em pares (ver figura acima).

Elementos de reforço

Para maior resistência e rigidez da estrutura, especialmente em climas sujeitos a ventos fortes, ou com uma grande área de construção e, portanto, um grande comprimento de pernas de caibro, os principais elementos estruturais são complementados com elementos de reforço.

Sistema de viga de quadril reforçadoOpção de reforço da estrutura de caibro

Ao longo do eixo do edifício, uma barra adicional é cortada nas vigas opostas do Mauerlat (1) – uma cama (2). A base do desenho, como antes, é composta por caibros centrais (4), encurtados (caibros) (5) e oblíquos (3). Os caibros inclinados reforçam as barras cranianas (6), que são fixadas na parte inferior. Este reforço é tanto para as pernas inclinadas quanto para as esposas que se apoiam nelas. Os laços (7) mantêm as vigas opostas juntas e servem de base para a instalação dos montantes (8). Eles são fixados em cima do Mauerlat e em cima da cama e repousam sobre eles.

Com comprimentos especialmente grandes de pernas de viga, são usados ​​escoras – suportes localizados não verticalmente, mas em um ângulo de 45-60 °. Na prática, as escoras são colocadas com um comprimento de parede de mais de 9 m (para uma empena ou quatro inclinações).

O sistema de fortalecimento dos elementos principais também contribui para a economia de madeira serrada. A seção transversal dos elementos principais em tal estrutura pode ser considerada reduzida. Outra maneira de economizar é a formação de saliências por vigas crescentes que terminam em um Mauerlat, potranca – barras ou tábuas de uma seção menor.

Saliências com potrancaSaliências com potranca

Cálculo do sistema de vigas do telhado de quatro águas

Os seguintes dados iniciais são tomados como base para o cálculo:

  • o comprimento da casa;
  • largura da casa
  • altura do cume.

Considere a ordem e as fórmulas de cálculos em um exemplo condicional, usando a imagem geométrica de um telhado de quatro águas (veja acima):

  • comprimento da casa: AB = DC = 9 m;
  • largura da casa: AD = BC = 8 m;
  • a altura da cumeeira localizada no centro geométrico do telhado: KF = 2 m.

Cálculo dos comprimentos dos elementos de viga

1. Comprimento das vigas mauerlata.

  • AB + DC + AD + BC = 9 + 8 + 9 + 8 = 34 m

2. Vigas centrais(excluindo saliências). Eles são a hipotenusa de um triângulo retângulo, no qual uma perna tem a altura da crista e a outra tem metade da largura (8/2 = 4 m) ou comprimento (9/2 = 4,5 m) da casa.

Lembramos o teorema de Pitágoras:

teorema de Pitágoras

Cálculo de vigas centrais

3. Vigas inclinadas(excluindo saliências). Eles são a hipotenusa de um triângulo retângulo, no qual uma perna tem metade da largura ou comprimento da casa e a outra é a viga central correspondente. Para um telhado com uma crista no centro geométrico do telhado, os comprimentos das vigas superiores são os mesmos.

Cálculo de vigas

4. Narodniks.As vigas encurtadas localizam-se paralelas à central, com um passo dependendo do comprimento das vigas. Considere uma tabela compilada levando em consideração as cargas climáticas para a região de Moscou.

Tabela 1. Os dados correspondem às cargas atmosféricas na região de Moscou

Degrau das vigas, cmComprimento da viga, m
3,03,54,04,55.05,56,0
215100×150100×175100×200100×200100×250100×250
17575×15075×20075×200100×200100×200100×200100×250
14075×12575×12575×20075×20075×200100×200100×200
11075×15075×15075×17575×17575×20075×200100×200
9050×15050×17550×20075×17575×17575×20075×200
6040×15040×17550×15050×15050×17550×20050×200

Nossas vigas centrais têm 4,472 me 4,924 m de comprimento. As vigas serão mais curtas para que você possa olhar para a coluna – 3,5 m.

Para calcular o comprimento das contas, vamos lembrar a escola e usar as propriedades de tais triângulos.

Triângulos semelhantes

Se na figura AB é a viga central, então MN é a viga, AC é a metade do comprimento da parede (4,0 e 4,5 m, respectivamente), AM é o degrau dependendo do número de vigas. MC para cada cônjuge é calculado separadamente.

  • MN = (AB MC) / AC

Calcularemos as opções para escolher a localização mais econômica das vigas encurtadas, cujos resultados serão resumidos em uma tabela.

Tabela 2. Cálculo de madeira serrada para mulheres

Passo das esposas, cmSeção da barra, mmMongrels do lado longo: AC = 4,5 m, AB = 4,472 mPessoas do lado curto: AC = 4,0 m, AB = 4,9242 m
número na metade do decliveAM, mcomprimento em meia encosta, mvolume de madeira para duas encostas, m3número na metade do decliveAM, mcomprimento em meia encosta, mvolume de madeira para duas encostas, m3
215100×17512,252.3560,16512.02.4610,172
17575×20021,52.981 + 1.4910,26812.02.4610,148
14075×17521,52.981 + 1.4910,23521.3333.282 + 1.6410,258
11075×15031,1253.354 + 2.236 + 1.1180,30231.03,693 + 2,462 + 1,2310,332
9050×17540.93,578 + 2,683 + 1,789 + 0,8940,31331.03,693 + 2,462 + 1,2310,259
6040×17560,6433,834 + 3,195 + 2,556 + 1,917 + 1,278 + 0,6390,37660,5714,218 + 3,515 + 2,812 + 2,109 + 1,406 + 0,7030,413

Obviamente, as opções menos caras para nosso exemplo são opções com passos longos. No entanto, os requisitos para a fixação do material de cobertura e os custos de torneamento também devem ser levados em consideração. Desse ponto de vista, a resposta não será tão óbvia..

Cálculo da área do telhado levando em consideração saliências

Como o cálculo anterior foi realizado sem levar em conta o beiral do beiral, que em nosso exemplo é realizado com potrinha, consideraremos novamente esta parte do telhado como uma figura geométrica simples.

Beirais penduradosBeirais pendurados

Vamos considerar o comprimento da saliência (DC) igual a 0,5 m. Para determinar a área da inclinação, usamos novamente o conhecimento sobre as propriedades de tais triângulos:

  • EF / BC = AG / AD

BC – 8 e 9 m para paredes curtas e longas, respectivamente.

AD – 4,924 e 4,472 m para paredes curtas e longas, respectivamente.

AG – 4,924 + 0,5 = 5,424 me 4,472 + 0,5 = 4,972 m para paredes curtas e longas, respectivamente.

  • EF = (AG • BC) / AD
  • EF = (5,424 x 8) / 4,924 = 8,812 m – para o lado curto
  • EF = (4,972 * 9) / 4,472 = 10,006 m – para o lado longo

A área da inclinação é calculada pela fórmula:

  • S = (EF • AG) / 2
  • S = (8,812 * 5,424) / 2 = 23,9 m2 – para o lado mais curto
  • S = (10,006 * 4,972) / 2 = 24,88 m2 – para o lado longo

Área total do material de cobertura:

  • 2 (23,9 + 24,88) = 97,56 m2.

Adendo! Ao calcular o material, leve em consideração o corte, principalmente se for material em folha, como ardósia ou papelão ondulado.

Instalação de telhas metálicas

Atenção! O artigo considera o cálculo apenas dos principais elementos do sistema de vigas, o que pode auxiliar na elaboração de um anteprojeto de orçamento para a construção..

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