¿Cómo es el cálculo de los parámetros de las vigas?

Para elaborar un diseño técnico de la casa, es necesario el cálculo de las vigas. Hay varias opciones para estructuras de techo.

Las patas de la viga, que están soportadas por dos soportes, aunque no tienen topes adicionales, se llaman vigas sin tirantes. Se utilizan para techos de un solo tono, cuyo tramo es de aproximadamente 4,5 metros o para techos a dos aguas, cuyo tramo es de aproximadamente 9 metros. El sistema de viga se utiliza con la transferencia de la carga de empuje al Mauerlat o sin transmisión.

Vigas sin razas

La viga que trabaja en una curva, sin transferir la carga en las paredes, tiene un soporte firmemente fijo y que gira libremente. El otro soporte es móvil y gira libremente. Tres opciones para unir vigas pueden cumplir estas condiciones. Considere en detalle cada uno.

1. La parte inferior de la viga se dobla con una barra de soporte, o se hace un corte con una herida. Es la viga de corte que linda con el Mauerlat. En la parte superior de las vigas, se realiza una muesca horizontal ampliada con un bisel. Las dimensiones del corte en la parte superior de las vigas se calculan de la siguiente manera: a = 0.25. Es decir, la longitud de corte no se realiza más que la altura de la sección de la viga.
   Se recomienda cortar el corte para eliminar los obstáculos para doblar las vigas. De lo contrario, el corte colindará con la carrera. El resultado es un sistema espaciador para las vigas. La longitud de la moldura biselada debe ser de al menos dos valores, es decir, al menos dos profundidades. En el caso de que sea imposible recortar la parte superior de las vigas. Debe estar cercado con una barra, utilizando soportes de montaje, placas de doble cara o maderas de madera. Los bordes superiores de las vigas se colocan libremente en la carrera. En los techos a dos aguas, se montan en vigas, como una viga de soporte deslizante, pero no se sujetan entre sí. En este caso, un techo a dos aguas se considera dos techos a dos aguas que se unen entre sí con lados altos.
   

La carpeta de la parte superior de la pata de la viga o el corte de soporte superior se instala en una posición horizontal. Basta con cambiar el método de carga en la carrera, y la pata de la viga mostrará inmediatamente el separador. Este cálculo de las patas de la viga, debido a las duras condiciones para crear el nodo superior, generalmente no se usa para las opciones de techo a dos aguas. La mayoría de las veces se usa en la construcción de techos de un solo tono, ya que la más mínima imprecisión en la fabricación de la unidad convertirá el circuito sin oposición en un separador. Además, en los tipos de techo a dos aguas, en caso de que no haya puntal en el Mauerlat, debido a la desviación de las vigas bajo la acción de la carga, puede producirse la destrucción del conjunto de la cresta del techo.

A primera vista, este sistema puede parecer poco realista en la ejecución. Dado que la parte inferior de las vigas se enfatiza en el Mauerlat, de hecho, el sistema debe ejercer presión sobre él, es decir, la fuerza horizontal. Sin embargo, ella no muestra la carga espaciadora.

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  La segunda opción para unir las vigas es el método de instalación más común relacionado con los techos a dos aguas. En este caso, la parte inferior de las vigas se hace en un control deslizante, la parte superior se fija conectándola con clavos o pernos, o descansando uno contra el otro o en la carrera. Están conectados con placas de metal con dientes o con trucos de madera.
  Es necesario prestar especial atención a la fijación de las vigas al Mauerlat.Esta acción se reduce a la fijación de las patas de la viga en una posición que proporcionará el paso de instalación. Para hacer esto, coloque un clavo largo en ambos lados del elemento y fije la estructura en la parte superior con una placa de acero con dientes. Si sujeta las vigas con la ayuda de esquinas metálicas, entonces para fijar de manera segura la pata de la viga, un clavo será suficiente, o puede presionar la pata de la viga con esquinas en ambos lados sin clavos.

  Al fijar las patas de la viga con placas de metal con púas, no hay necesidad de martillar tantos clavos como agujeros en la esquina. De lo contrario, el control deslizante se convertirá en una bisagra imperfecta, y el Mauerlat se convertirá en una juerga.

  Los cables duraderos evitan que el techo se caiga bajo el viento. No descuide estos elementos del techo y cambie su función a las esquinas. De lo contrario, el sistema de viga debe erigirse como un espaciador.

• Raspor no da un pellizco duro del nodo de la cresta, en el caso en que la parte inferior de las vigas se realiza en un control deslizante, y la parte superior se fija de manera rígida. De lo contrario, puede aparecer un momento flector en el nodo de cresta, que tenderá a destruirlo. En este diseño, el momento máximo de flexión ocurrirá en el soporte de la cresta, y las vigas recibirán menos desviación.
  Debe tenerse en cuenta que al usar este nodo de cresta, se obtendrá una capacidad de carga suficientemente grande del sistema de viga. En pocas palabras. Si utiliza una conexión nodal en la construcción con una conexión rígida de la parte superior de las vigas, incluso si no calcula matemáticamente el nodo de la cresta, obtendrá cierto margen de resistencia suficiente en las vigas.

 

Por lo tanto, en los tres casos, se observa la siguiente regla: un borde de la viga está montado sobre un soporte deslizante, lo que le permite girar. Otro en la bisagra, que permite solo un giro. La fijación de las patas de la viga en los controles deslizantes se instala utilizando una variedad de diseños. Muy a menudo, se realizan con placas de montaje. Tampoco se excluye y se fija con clavos, tornillos autorroscantes, utilizando barras y tableros superiores. Solo es necesario elegir correctamente el tipo de sujetador que evitará que la viga se deslice en el soporte.

Cómo calcular las vigas

En el proceso de cálculo de la estructura de la viga, como regla, se adopta un esquema de cálculo "idealizado". Basado en el hecho de que cierta carga uniforme será presionada en el techo, es decir, una fuerza igual e igual que actúa uniformemente a lo largo de los planos de las rampas. En realidad, no hay una carga uniforme en todas las pendientes del techo. Entonces, el viento barre la nieve en algunas laderas y sopla de otras, el sol se derrite de algunas laderas y no llega a las otras, la misma situación con los deslizamientos de tierra. Todo esto hace que la carga en las pendientes sea completamente desigual, aunque externamente esto puede no ser notable. Sin embargo, incluso con una carga distribuida de manera desigual, las tres opciones anteriores para montajes de vigas se mantendrán estáticamente estables, pero solo bajo una condición: una conexión rígida del recorrido de la cresta. Al mismo tiempo, la carrera se apuntala con patas inclinadas de viga o se introduce en los frontones de los paneles de pared de los techos de las caderas. Es decir, la estructura de la viga se mantendrá estable solo si el recorrido de la cresta se fija firmemente a partir de un posible desplazamiento horizontal.

En el caso de la fabricación de un techo a dos aguas y el soporte de la carrera solo en bastidores, sin soporte en las paredes de los frentes, la situación empeora. En las variantes numeradas 2 y 3, cuando la carga en una pendiente disminuye, en contraste con el cálculo en la pendiente opuesta, el techo puede moverse en la dirección donde la carga es mayor.La primera opción, cuando la parte inferior de la pata de la viga se hace con una muesca con dientes o con un dobladillo de la barra de soporte, mientras que la parte superior del nudillo horizontal se coloca en la pista, mantendrá bien la carga desigual, pero solo si las rejillas que sostienen la cresta son perfectamente verticales.

Para dar estabilidad a las vigas, se incluye una pelea horizontal en el sistema. Es insignificante, pero aún así aumenta la estabilidad. Es por eso que en aquellos lugares donde el scrum se cruza con las posturas, se arregla con una batalla de clavos. La afirmación de que la lucha siempre funciona solo en tensión es fundamentalmente errónea. Scrum es un elemento multifuncional. Por lo tanto, en una estructura de viga sin viga, no funciona en ausencia de nieve en el techo, o solo funciona en compresión, cuando aparece una ligera carga uniforme en las pendientes. La construcción de tracción funciona solo cuando el hundimiento o la desviación de la cresta se ejecutan bajo carga máxima. Por lo tanto, el scrum es un elemento de emergencia de la estructura de la viga, que entra en funcionamiento cuando el techo está cubierto de mucha nieve, la cresta se doblará al valor máximo calculado o se producirá un hundimiento imprevisto irregular de la base. El resultado puede ser un hundimiento desigual de la cresta y las paredes. Por lo tanto, cuanto más bajas sean las contracciones, mejor. Como regla general, se instalan a una altura tal que no crearían obstáculos al caminar en el ático, es decir, a una altitud de aproximadamente 2 metros.

Si en las opciones 2 y 3 el nodo inferior del soporte de las vigas se reemplaza con un control deslizante con la extensión del borde de la pata de la viga detrás de la pared, esto fortalecerá la estructura y la hará estáticamente estable con combinaciones completamente diferentes de la estructura.

Además, una buena manera de aumentar la estabilidad de la estructura es sujetar firmemente la parte inferior de los bastidores, lo que soportará la carrera. Se instalan cortando en la cama y se fijan con solapamiento por cualquier medio disponible. Por lo tanto, el nodo inferior del soporte del pilar se transforma de una bisagra a un nodo con pellizcos rígidos.

Cómo calcular la longitud de las vigas no depende del método de fijación de las patas de la viga.

La sección de contracciones, debido al desarrollo de tensiones bastante pequeñas en ellas, no se tiene en cuenta en las vigas, sino que se acepta de manera bastante constructiva. Para reducir el tamaño de los elementos que se utilizan en el proceso de construcción de la estructura del truss, la sección transversal del scrum es del mismo tamaño que la pata del truss, y se pueden usar discos más delgados. Las peleas se establecen en uno o en ambos lados de las vigas y se sujetan con pernos o clavos. Al calcular la sección transversal de la estructura de la viga, las contracciones no se tienen en cuenta, como si no lo fueran. La única excepción es atornillar las contracciones a las vigas. En este caso, la capacidad de carga de la madera, debido al debilitamiento del orificio del perno, se reduce mediante el uso del coeficiente de 0.8. En pocas palabras, si se taladran agujeros en las vigas para instalar las contracciones de los pernos, entonces la resistencia calculada debe tomarse en la cantidad de 0.8. Al arreglar peleas en vigas solo con una batalla de clavos, no se debilita la resistencia del árbol de la viga.

Pero es necesario calcular la cantidad de uñas. El cálculo se realiza para el corte, es decir, la flexión de las uñas. Para la fuerza calculada, toman el puntal que ocurre en la situación de emergencia de la estructura de la viga. En pocas palabras, en el cálculo de la conexión entre las uñas del scrum y la pata de la viga, se introduce un espaciador, que está ausente durante el funcionamiento estándar del sistema de viga.

La inestabilidad estática de las vigas sin un sistema de soporte aparece solo en aquellos techos donde no es posible instalar una corrida que protege contra el desplazamiento horizontal.

En edificios con techos y frontones modernos hechos de piedra o ladrillo, los sistemas de vigas sin vigas son lo suficientemente estables y no es necesario tomar medidas para garantizar una mayor estabilidad. Sin embargo, para contrarrestar la emergencia de las construcciones, las contracciones aún deben establecerse. Al instalar pernos o espárragos como sujetadores, debe prestar atención al diámetro de los agujeros para ellos. Debería ser igual con el diámetro de los pernos o ligeramente más pequeño. En el caso de una emergencia, el scrum no funcionará hasta que se seleccione un espacio entre la pared del agujero y el montante.

Tenga en cuenta que en este proceso, la parte inferior de las vigas se corroerá a una distancia de varios milímetros a varios centímetros. Esto puede conducir a un desplazamiento y desplazamiento del Mauerlat y a la destrucción de la cornisa de las paredes. En el caso de los sistemas de vigas de expansión, cuando el Mauerlat está firmemente fijado, este proceso puede hacer que las paredes se separen.

Vigas de expansión

Una viga que realiza trabajos de flexión y transfiere la carga de empuje a los paneles de pared debe tener al menos dos soportes fijos.

Para calcular este tipo de sistemas de vigas, en los esquemas anteriores reemplazamos los soportes inferiores con diferentes grados de libertad con soportes con un solo grado de libertad, articulado. Para hacer esto, donde no hay ninguno, las barras de apoyo se clavan en los bordes de las patas de la viga. Como regla general, se usa una barra, cuya longitud no es inferior a un metro, y la sección transversal es de aproximadamente 5 por 5 cm, teniendo en cuenta la conexión del clavo. En otra realización, puede organizar el soporte en forma de un diente. En la primera versión del esquema de cálculo, cuando las vigas descansan horizontalmente en la carrera, los extremos superiores de las vigas se cosen con clavos o un perno. De este modo, se obtiene el soporte articulado.

Como resultado, los esquemas de diseño prácticamente no cambian. Las tensiones internas de flexión y compresión permanecen sin cambios. Sin embargo, aparece una fuerza espaciadora en los soportes anteriores. En los nodos superiores de cada pata de la viga, un espaciador dirigido en sentido opuesto desaparece del extremo de la otra pata de la viga. Por lo tanto, no causa muchos problemas.

Los bordes de las vigas, que se apoyan entre sí o a lo largo de la carrera, pueden verificarse en busca de aplastamiento del material.

En los sistemas espaciadores de vigas, el propósito de la pelea es diferente: en situaciones de emergencia, funciona para la compresión. En el proceso, reduce el espaciador en las paredes del borde de las vigas, pero no lo excluye por completo. Podrá eliminarlo por completo si se fija en la parte inferior, entre los bordes de las patas de la viga.

Llamamos su atención sobre el hecho de que el uso de estructuras de armadura de techo de expansión requiere una cuidadosa consideración del efecto de la fuerza de empuje en las paredes. Es posible reducir este espaciador instalando pistas de patinaje duras y duraderas. Es necesario tratar de aumentar la rigidez de la carrera instalando bastidores, vigas o puntales en voladizo, o erigir un polipasto de construcción. Esto es especialmente cierto para casas hechas de madera, troncos cortados, concreto liviano. Las casas de concreto, ladrillo y paneles son mucho más fáciles de transportar la fuerza de empuje en las paredes.

Por lo tanto, la estructura de la viga, erigida de acuerdo con la versión espaciadora, es estáticamente estable bajo varias combinaciones de cargas, no requiere un montaje rígido del Mauerlat en la pared. Para sostener el espaciador, las paredes del edificio deben ser macizas, equipadas con un cinturón monolítico de hormigón armado alrededor del perímetro de la casa. En caso de emergencia, dentro del sistema separador que funciona para la compresión, el scrum no guardará la posición, sino que solo reducirá parcialmente el espacio que se transmite a las paredes. Para evitar una emergencia, es necesario tener en cuenta todas las cargas que pueden actuar en el techo.

Por lo tanto, no importa qué forma se elija el techo de la casa, todo el sistema de viga debe calcularse de tal manera que satisfaga las disposiciones de confiabilidad y resistencia.Hacer un análisis completo de la estructura de la viga no es una tarea fácil. En el cálculo de las vigas de madera, es necesario incluir una gran cantidad de parámetros diferentes, incluidos puntales, flexiones y posibles cargas de peso. Para una disposición más confiable del sistema de viga, es posible instalar métodos de fijación más adecuados. En este caso, no se deben tomar las dimensiones de las vigas sin haber realizado un análisis completo de sus capacidades técnicas y funcionales.

Cálculo de la sección transversal de las vigas

La sección transversal de las vigas de la viga se selecciona teniendo en cuenta sus longitudes y la carga recibida.

Por lo tanto, se selecciona una barra de hasta 3 metros de largo con un diámetro de sección transversal de 10 cm.

Una viga, de hasta 5 metros de largo, - con un diámetro de 20 cm.

Una viga de hasta 7 metros de largo, con un diámetro de sección transversal de hasta 24 cm.

Cómo calcular las vigas: un ejemplo

Dan es una casa de dos pisos que mide 8 por 10 metros, la altura de cada piso es de 3 metros. Techos seleccionados láminas de asbesto-cemento corrugado. El techo es a dos aguas, cuyos postes de soporte se encuentran en el muro de carga central. Paso de viga 100 cm. Debe elegir la longitud de las vigas.

¿Cómo calcular la longitud de las vigas? De la siguiente manera: la longitud de las patas de la viga se puede seleccionar para que coloquen tres filas de hojas de pizarra sobre ellas. Entonces la longitud requerida: 1.65 x3 = 4.95 m. La pendiente del techo en este caso será igual a 27.3 °, la altura del triángulo formado, es decir, el espacio del ático, 2.26 metros.