Cálculo de la carga sobre un tablero de 50 mm. Cómo utilizar vigas de suelo de madera. Cálculo de vigas de madera para suelos: a qué prestar atención.

Programa para calcular vigas de suelo de madera.- una herramienta pequeña y conveniente que simplificará los cálculos básicos para determinar la sección de la viga y el paso de su instalación al instalar techos entre pisos.

Instrucciones para usar el programa.

El programa en cuestión es pequeño y no requiere instalación adicional.

Interfaz del programa

Para que quede más claro, veamos cada punto del programa:

• Material— seleccione la madera o el material de troncos requerido.
• Tipo de haz- madera o tronco.
• Dimensiones- largo, alto, ancho.
• Espaciado de haces- distancia entre vigas. Al cambiar este parámetro (así como las dimensiones) puede lograr la proporción óptima.
. Como regla general, la carga sobre los pisos la calculan especialistas en la etapa de diseño, pero usted puede hacerlo usted mismo. En primer lugar, se tiene en cuenta el peso de los materiales con los que está hecho el techo. Por ejemplo, el suelo del ático, aislado con material ligero (por ejemplo, lana mineral), con revestimiento ligero, puede soportar una carga de su propio peso de hasta 50 kg/m². La carga operativa se determina de acuerdo con los documentos reglamentarios. Para pisos de ático hechos de materiales base de madera y con aislamiento y revestimiento livianos, la carga operativa está de acuerdo con SNIP 2.01.07-85 calculado de esta manera: 70*1,3=90 kg/m². 70 kg/m². En este cálculo, la carga se toma de acuerdo con las normas y 1,3 es el factor de seguridad. : 50+90=140 kg/m². Para mayor confiabilidad, se recomienda redondear la cifra ligeramente hacia arriba. En este caso, la carga total se puede considerar como 150 kg/m². Si se planea utilizar el espacio del ático de forma intensiva, entonces es necesario aumentar el valor de carga estándar en el cálculo a 150. En este caso, el cálculo se verá así: 50+150*1,3=245 kg/m². Después del redondeo: 250 kg/m². El cálculo también debe realizarse de esta forma si se utilizan materiales más pesados: aislamiento, revestimiento para rellenar el espacio entre las vigas. Si se va a construir un ático en el ático, se debe tener en cuenta el peso del suelo y los muebles. En este caso, la carga total puede ser de hasta 400 kg/m².
• Con relativa desviación. La destrucción de una viga de madera generalmente se produce por flexión transversal, durante la cual surgen tensiones de compresión y tracción en la sección de la viga. Al principio, la madera trabaja elásticamente, luego se producen deformaciones plásticas, mientras que en la zona comprimida las fibras más externas (pliegues) se aplastan y el eje neutro cae por debajo del centro de gravedad. Con un aumento adicional del momento de flexión, aumentan las deformaciones plásticas y se produce destrucción como resultado de la rotura de las fibras estiradas más externas. La deflexión relativa máxima de vigas y correas del techo no debe exceder 1/200.
- esta es la carga extraída de la losa (completa) más el peso propio del travesaño.

Al construir edificios residenciales privados, servicios públicos y otros edificios, es importante calcular correctamente los parámetros de cada elemento estructural. Uno de los elementos clave de cualquier estructura de madera es el suelo.

Acerca de los materiales del piso

El material seleccionado correctamente, la elección de la longitud, la sección transversal y el diagrama de instalación determinan su durabilidad y las cargas que puede soportar. La selección y cálculo de las vigas de madera para el solado entre plantas es una de las decisiones más importantes en la construcción privada. Porque la madera es un material ecológico y bastante duradero.

La única supuesta desventaja de la madera en comparación con el hormigón es su inflamabilidad, que, si es necesario, puede reducirse si la madera se trata con compuestos especiales.

En general, se acepta que el hormigón es ignífugo, aunque esto no es del todo cierto: se agrieta a temperaturas superiores a 250 y se desmorona a 550 grados, es decir, se destruye por completo en un incendio. Por tanto, la madera es una buena alternativa al hormigón.

Pero, para calcular cuánta madera se necesita para la construcción, de modo que no haya exceso, de modo que se garantice la capacidad de carga máxima de esta viga de madera, a menudo se utiliza una calculadora que calcula automáticamente los parámetros del piso. Una calculadora para calcular vigas de piso de madera lo ayudará a determinar de manera rápida y precisa los márgenes de seguridad al usar diferentes materiales y, en consecuencia, elegir uno de ellos. Los mejores materiales, parámetros de sección transversal, características de diseño, vigas de piso de alta calidad le permiten distribuir de manera óptima la carga sin exceder la permitida, así como paredes de ladrillo o paredes de otros materiales.

¿De qué depende la resistencia del suelo?

Los principales parámetros que afectan la calidad del piso dependen de las propiedades del material, los parámetros técnicos y las condiciones de funcionamiento.

Propiedades de los materiales de madera:

• Tipo de árbol. Las especies populares para uso en la construcción residencial son el pino, el abeto y el alerce. A veces se utilizan roble, abedul, álamo temblón y materiales combinados.
• Variedad Se determinan tres grados de madera, numerados 1 (el mejor), 2 y 3. El grado está determinado por el número máximo de nudos en la madera, la flexión de las vigas, incluidas las sanas y podridas, el número, profundidad y longitud de grietas y otros defectos de la madera. Los requisitos detallados para la madera están determinados por estándares, normas y reglas (SNiP II-25-80, SP 64.13330.2011 y otros).

Cada material tiene sus propias características de resistencia y deflexión, que dependen de los parámetros técnicos que se describen a continuación. Algunas razas son más ligeras, otras son más resistentes a la humedad.

Por ejemplo, las coníferas tienen mejor resistencia a la humedad. El primer tipo de madera es de mejor calidad y carece de defectos, pero en consecuencia es más cara.

Indicadores técnicos:

• Tipo de haz. Defina tipos como vigas rectangulares, troncos redondos, vigas. pegado de tablas o de chapa LVL.
• Longitud del tramo. Normalmente, la luz de las vigas para edificios residenciales privados no supera los 6 metros. Es importante recordar que este indicador se diferencia de la longitud de la propia viga, que también debe cubrir las zonas de apoyo en paredes u otros soportes.
• Alto y ancho de la viga. Para una viga u otra viga rectangular, estos indicadores pueden ser iguales o diferentes. Cuanto mayor es su altura, mayor es la rigidez y menos se doblan. En el caso de los rollizos se tiene en cuenta el diámetro o diámetro medio del rollizo. Al elegir estos parámetros también se tienen en cuenta las características y la facilidad de fabricación, transporte e instalación de las vigas.
• Paso del haz. Esta es la distancia entre dos vigas adyacentes en un piso. Cuanto más cerca están las vigas, mayor es el consumo de vigas, la resistencia del piso, pero la deflexión y la carga máxima disminuyen.
y carga concentrada, que están determinadas por normas y dependen del tipo de local, el número de residentes o trabajadores, el tipo, cantidad de mobiliario o equipo que contengan y otras características de su uso.
• Tipo de superposición. Esto se refiere a pisos entre pisos con mayores requisitos de deflexión relativa, que es 1/250; pisos del ático, cuyos requisitos son más bajos: 1/200; revestimientos y pavimentos cuya deflexión relativa es de 1/150.

Los últimos 3 puntos también se definen como las condiciones de funcionamiento del suelo de madera, que dependen directamente de las características constructivas.

Ejemplo de resultado y cálculo

Cómo funciona la calculadora para calcular vigas de madera y cómo se calcula la carga son las principales preguntas que conviene responder aquí.

Los 2 indicadores principales que determinan la calidad del suelo son la carga distribuida sobre el propio suelo, así como la carga concentrada en los travesaños, si se utilizan. La calidad de la barra transversal también depende del método de fijación.

La calculadora en línea muestra automáticamente qué tan grande será el margen de carga distribuida y la desviación del piso. O por el contrario indicará sobrecarga.

Ejemplo de cálculo

Para el ejemplo, se utilizan los siguientes parámetros de entrada: viga de pino, de un solo vano para revestimiento entre pisos, de 6 metros de largo, tiene una sección cuadrada de 120 por 120 milímetros. Se ubicarán en incrementos de 40 centímetros con una carga sobre la viga de 60 kilogramos por metro cuadrado.

El momento de inercia de la sección será de 1728 cm⁴ y dichas vigas pesan 43 kilogramos cada una.
Como resultado, la deflexión calculada de dicha superposición será de 23 milímetros (o 1/261 de la deflexión relativa). Tendrá un margen de deflexión de 1,04 veces y colapsará bajo una carga de 845 kilogramos.

Para el travesaño correspondiente con una carga concentrada de 90 kg, la deflexión calculada será de 23 milímetros y el margen de deflexión será de 1,04 veces. La estructura no soportará cargas superiores a los 422 kilogramos.
En consecuencia, los expertos en construcción recomendarán no utilizar pisos entre pisos con tales indicadores, ya que el margen de deflexión es demasiado pequeño.

El indicador de desviación óptimo es de 1,5 a 3, respectivamente. Cuanto mayor sea este indicador, mayor será el consumo de madera, pero cuanto menor sea el margen de deflexión, menos estable será el edificio en su conjunto y sus elementos en particular.

Los beneficios de la calculadora

Utilizando la calculadora, el constructor puede seleccionar de forma independiente los parámetros necesarios, seleccionando cada una de las opciones disponibles o deseables y calculando los materiales y tipos de vigas más ventajosos.

Programa para calcular vigas de suelo de madera.- una herramienta pequeña y conveniente que simplificará los cálculos básicos para determinar la sección de la viga y el paso de su instalación al instalar pisos entre pisos.

Instrucciones para usar el programa.

El programa en cuestión es pequeño y no requiere instalación adicional.

Para que quede más claro, veamos cada punto del programa:

• Material- seleccione la madera o el material de troncos requerido.
• Tipo de haz- madera o tronco.
• Dimensiones- largo, alto, ancho.
• Espaciado de haces- distancia entre vigas. Al cambiar este parámetro (así como las dimensiones) puede lograr la proporción óptima.
. Como regla general, la carga sobre los pisos la calculan especialistas en la etapa de diseño, pero usted puede hacerlo usted mismo. En primer lugar, se tiene en cuenta el peso de los materiales con los que está hecho el techo. Por ejemplo, el suelo del ático, aislado con material ligero (por ejemplo, lana mineral), con revestimiento ligero, puede soportar una carga de su propio peso de hasta 50 kg/m². La carga operativa se determina de acuerdo con los documentos reglamentarios. Para pisos de ático hechos de materiales base de madera y con aislamiento y revestimiento livianos, la carga operativa está de acuerdo con SNIP 2.01.07-85 calculado de esta manera: 70*1,3=90 kg/m². 70 kg/m². En este cálculo, la carga se elimina de acuerdo con las normas y 1,3 es el factor de seguridad. : 50+90=140 kg/m². Para mayor confiabilidad, se recomienda redondear la cifra ligeramente hacia arriba. En este caso, la carga total se puede considerar como 150 kg/m². Si se planea utilizar el espacio del ático de forma intensiva, entonces es necesario aumentar el valor de carga estándar en el cálculo a 150. En este caso, el cálculo se verá así: 50+150*1,3=245 kg/m². Después del redondeo: 250 kg/m². El cálculo también debe realizarse de esta forma si se utilizan materiales más pesados: aislamiento, revestimiento para rellenar el espacio entre las vigas. Si se va a construir un ático en el ático, se debe tener en cuenta el peso del suelo y los muebles. En este caso, la carga total puede ser de hasta 400 kg/m².
• Con relativa desviación. La destrucción de una viga de madera generalmente se produce por flexión transversal, durante la cual surgen tensiones de compresión y tracción en la sección de la viga. Al principio, la madera trabaja elásticamente, luego se producen deformaciones plásticas, mientras que en la zona comprimida las fibras más externas (pliegues) se aplastan y el eje neutro cae por debajo del centro de gravedad. Con un aumento adicional del momento de flexión, aumentan las deformaciones plásticas y se produce destrucción como resultado de la rotura de las fibras estiradas más externas. La deflexión relativa máxima de vigas y correas del techo no debe exceder 1/200.
- esta es la carga extraída de la losa (completa) más el peso propio del travesaño.

En la construcción de un sistema de techado para un edificio pequeño (casa privada, garaje, granero, etc.), se utilizan elementos portantes como, por ejemplo, vigas de madera de un solo vano. Están diseñados para cubrir vanos y actuar como base para la colocación de cubiertas. En la etapa de planificación y creación de un proyecto para una construcción futura, es obligatorio calcular la capacidad de carga de las vigas de madera.

Las vigas de madera están diseñadas para abarcar tramos y actuar como base para colocar la plataforma en el techo.

Reglas básicas para la selección e instalación de vigas de un solo vano.

El proceso de cálculo, selección e instalación de elementos portantes debe abordarse con toda responsabilidad, ya que de ello dependerá la fiabilidad y durabilidad de todo el suelo. A lo largo de los muchos siglos de existencia de la industria de la construcción, se han desarrollado algunas reglas para diseñar un sistema de techado, entre las que cabe destacar las siguientes:

1. La longitud de las vigas de un solo tramo, sus dimensiones y cantidad se determinan después de medir el tramo a cubrir. Es importante considerar el método de fijación a las paredes del edificio.
2. En paredes construidas con bloques o ladrillos, los elementos portantes deben profundizarse al menos 15 cm si son de madera y al menos 10 cm si se utilizan tablas. Las vigas deben penetrar al menos 7 cm en las paredes de troncos.
3. El ancho de luz óptimo adecuado para el revestimiento con vigas de madera está en el rango de 250 a 400 cm. En este caso, la longitud máxima de las vigas es de 6 m. Si es necesario utilizar elementos portantes más largos, en este caso. se recomienda instalar soportes intermedios.

Cálculo de cargas que actúan sobre el suelo.

El techo transfiere a los elementos portantes una carga que consiste en su propio peso, incluido el peso del material aislante térmico utilizado, el peso operativo (objetos, muebles, personas que pueden caminar sobre él mientras realizan determinados trabajos), así como como cargas estacionales (por ejemplo, nieve). Es poco probable que pueda realizar un cálculo preciso en casa. Para hacer esto, debe comunicarse con la organización de diseño para obtener ayuda. Puede realizar cálculos más simples usted mismo utilizando el siguiente esquema:

Figura 1. Tabla de distancia mínima permitida entre vigas.

1. Para los pisos del ático, para cuyo aislamiento se utilizaron materiales livianos (por ejemplo, lana mineral), que no se ven afectados por grandes cargas operativas, podemos decir que, en promedio, 1 m 2 de techo pesa 50 kg. Según GOST, para tal caso la carga será igual a: 70*1,3 = 90 kg/m2, donde 1,3 es el factor de seguridad y 70 (kg/m2) es el valor normalizado para el ejemplo dado. La carga total será igual a: 50+90 = 140 kg/m2.
2. Si se utiliza un material más pesado como aislamiento, el valor estandarizado según GOST será igual a 150 kg/m2. Entonces la carga total: 150*1,3+50 = 245 kg/m2.
3. Para el ático, este valor será igual a 350 kg/m2, y para el techo entre pisos, 400 kg/m2.

Una vez que haya descubierto la carga, puede comenzar a calcular las dimensiones de las vigas de madera de un solo tramo.

Cálculo de la sección transversal de vigas de madera y paso de colocación.

La capacidad de carga de las vigas depende de su sección transversal y del paso de colocación.. Estas cantidades están interrelacionadas, por lo que se calculan simultáneamente. La forma óptima para las vigas de piso es rectangular con una relación de aspecto de 1,4:1, es decir, la altura debe ser 1,4 veces mayor que el ancho.

La distancia entre elementos adyacentes debe ser de al menos 0,3 my no más de 1,2 m. Al instalar aislamiento en rollo, se intenta dar un paso que sea igual a su ancho.

Si se está construyendo una casa de estructura, entonces se considera que el ancho es igual al paso entre los postes de la estructura.

Para determinar las dimensiones mínimas permitidas de las vigas al colocarlas a intervalos de 0,5 y 1,0 m, se puede utilizar una tabla especial (Fig. 1).

Todos los cálculos deben realizarse en estricta conformidad con las normas y reglamentos vigentes. Si existen dudas sobre la exactitud de los cálculos, se recomienda redondear los valores obtenidos.

Para seleccionar la sección transversal de una viga, primero debe determinar su momento flector máximo ( METRO ) y a partir de él, para dimensiones específicas de la sección de la viga (ancho y alto), la tensión máxima (  ). La sección transversal se selecciona de modo que este voltaje (  ) no superó la resistencia de diseño del material de la viga (en este caso madera) R Ud. Para garantizar una selección económica de la sección transversal, es necesario que la diferencia entre  Y R Eras lo más pequeño posible. Este cálculo se refiere a “cálculos basados ​​en la capacidad portante” (en caso contrario “cálculos basados ​​en estados límite del grupo I”).

Después de seleccionar la sección en función de la capacidad portante, se realiza un “cálculo basado en deformaciones” (en caso contrario, “cálculo basado en el grupo II de estados límite”), es decir Se determina la deflexión de la viga y se evalúa su admisibilidad. Si, con una sección de viga seleccionada según su capacidad de carga, la deflexión resulta mayor que la permitida, la sección se aumenta adicionalmente, si es menor, se deja sin cambios;

2.5. Cálculo basado en la capacidad de carga.

Momento flector máximo METRO en una viga se determina según las reglas de la mecánica (resistencia de los materiales) según la fórmula

Dónde q)

yo – luz de viga ( metro).

tensión del haz  determinado por la fórmula

, (2)

Dónde M – momento flector ( kNm), determinado por la fórmula (1),

W.– momento de resistencia de la sección ( metro 3 ).

, (3)

Dónde b, h– la anchura y la altura de la sección de la viga, respectivamente.

Ejemplo. Luz de viga yo = 3.6 I = 2.56 kN/m. Comprobar la sección transversal de la viga 0,10,2 metro(el lado grande es la altura).

= 4.15 kNm

= 0.00056 metro 3

= 6 200 kN/m 2 (kPa) = 6,2 MPa R tu =13 MPa

Por tanto, la sección transversal es 0,10,14. metro satisface los requisitos de resistencia (capacidad de carga), pero la tensión máxima resultante  aproximadamente la mitad de la resistencia de diseño de la madera R tu, es decir. El “margen de seguridad” es excesivamente grande. Reduzcamos la sección transversal a 0,10,14. metro y comprobar la posibilidad de su aceptación.

= 0.000327metro 3

= 12 691kPa = 12.7 MPa MPa

“Reserva” en la sección transversal 0,1 0,14 metro menos del 5%, lo que satisface plenamente los requisitos de eficiencia. Por lo tanto, aceptamos (en esta etapa) la sección transversal 0,1 0,14 metro.

2.6. Cálculo basado en deformaciones.

Deflexión del haz F determinado por la fórmula (resistencia de los materiales)

, (4)

donde) en relación con cálculos basados ​​en deformaciones (ver tabla 4);

yo – luz de viga ( metro);

mi– módulo de elasticidad del material de la viga, es decir madera (kPa);

I – momento de inercia de la sección de la viga ( metro 4)

, (5)

donde las notaciones son las mismas que en la fórmula (2).

II =1.8 kN/m, E = 10 000 MPa = 10 7 kPa (ver sección 3.1), luz de viga yo = 3.6metro. Comprobar la sección transversal de la viga 0,10,14 metro.

= 0.0000228 metro 4 = 2.28 10 -5 metro 4

= 0.0173metro= 1.73 centímetro

Deflexión relativa de la viga, es decir relación de deflexión F al vuelo yo, es en este caso

=

La desviación relativa resultante es inferior a la permitida (1/200). En este sentido, aceptamos la sección transversal de la viga 0,10,14. metro como final, satisfaciendo los requisitos no sólo de capacidad de carga, sino también de deformabilidad.

Evidentemente, cualquier otra estructura de edificio también debe cumplir los requisitos tanto de capacidad de carga como de deformabilidad. La verificación del cumplimiento de sus parámetros con ambos requisitos no se lleva a cabo solo en los casos en que está claro sin cálculo que uno de los requisitos se cumple obviamente.

Para que una estructura de edificio sea fuerte y confiable, es necesario abordar cuidadosamente sus cálculos. Para el sistema de vigas, se utilizan con mayor frecuencia vigas de madera ordinarias, cuya elección debe abordarse con total responsabilidad, ya que de ello depende la seguridad y la integridad de toda la casa. Es mejor calcular la sección transversal de una viga utilizando programas especiales, pero dicho trabajo es bastante factible utilizando varias fórmulas. Definitivamente será necesario tener en cuenta las cargas de viento y nieve en una región determinada, las características de los materiales de acabado y el aislamiento.

¿Qué influye en la sección transversal de las vigas?

Para instalar un sistema de techado resistente y confiable y tomar la decisión correcta, es necesario prestar atención al tipo de madera que se utiliza para el trabajo. Es importante calcular correctamente el sistema de vigas, para lo cual la sección transversal es de primordial importancia. Depende de si las vigas pueden soportar el peso del techo.

Al calcular se tienen en cuenta los siguientes parámetros:

1. El peso total de todos los materiales para techos utilizados.
2. El peso de toda la decoración interior diseñada, incluidos áticos y áticos.
3. Todos los valores calculados de vigas y vigas.
4. Influencias climáticas en el tejado.

Además se tiene en cuenta:

• tramos entre vigas individuales;
• cálculo de la sección de la viga;
• escalón de patas de viga montadas;
• forma de la granja, características de fijación de las vigas;
• cargas de viento y nieve;
• otros datos que puedan influir en el cálculo.

Para realizar cálculos lo mejor es utilizar programas especiales o contactar a un especialista. Por supuesto, existen varias fórmulas que le permitirán realizar los cálculos usted mismo, pero para la construcción de un techo grande y complejo es mejor recurrir a profesionales.

Requisitos para la madera

Para que el sistema de vigas sea duradero y confiable, es necesario prestar atención a la calidad del material al elegir la madera. Por ejemplo, el nivel de humedad no debe superar el 20%. Las vigas deben tratarse con una solución especial que protegerá el material de la pudrición, el daño de los insectos y las llamas abiertas.

Debemos recordar que las cargas se colocarán sobre la viga. Pueden ser permanentes o temporales:

1. Las constantes suelen ser el propio peso de toda la estructura de la viga, el revestimiento utilizado, el material del techo elegido para el revestimiento y el aislamiento. Este valor se calcula para cada material por separado, después de lo cual se suman las cargas.
2. Las cargas temporales se dividen en especiales raras, de corta duración y de larga duración. Los terremotos se encuentran entre los especiales. Los impactos a corto plazo incluyen el viento, la nieve y el peso de las personas que realizan reparaciones y otros trabajos en el techo. Los de largo plazo incluyen todos los demás tipos de cargas que actúan durante un tiempo determinado.

Carga de nieve y viento

Al calcular la sección transversal de una barra para vigas, es importante tener en cuenta la carga de nieve. Para cada región este valor es individual. Para aclarar los datos, es necesario utilizar tablas especiales.

Para calcular todas las cargas de nieve exactas planificadas, utilice la siguiente fórmula:

1. Sg es el valor exacto calculado de la masa total de nieve que cae cada 1 m² de superficie horizontal del suelo (no confundir con la cubierta del tejado).
2. µ es el coeficiente de transferencia de carga a una superficie de techo horizontal (o inclinada). Este coeficiente se calcula teniendo en cuenta la pendiente del tejado; puede tomar los siguientes valores:

• µ = 1 si la pendiente tiene una pendiente de 25 grados;
• µ = 0,7 si la pendiente del talud es de 25 a 60 grados.

Si el ángulo de la pendiente supera los 60 grados, el coeficiente no se tiene en cuenta, ya que no tiene un efecto significativo en la sección transversal de las vigas.

Para que el sistema de vigas se calcule correctamente, es necesario tener en cuenta las cargas de viento que tienen un impacto significativo en la estructura.

No debes subestimarlos, ya que esto puede tener consecuencias desastrosas. Para conocer la carga de viento promedio en el sistema de techo, debe usar una fórmula que depende de las lecturas de altura (hay valores exactos) sobre el nivel del suelo:

• W® es el valor estándar de la carga de viento, que se puede encontrar en libros de referencia especiales para la región;
• k es el cambio de la presión del viento, que depende de la altura. Determinado a partir de datos tabulares.

La tabla en sí no es muy difícil de usar; sólo hay que recordar que la primera columna siempre indica valores constantes conocidos para regiones desérticas, estepas forestales, estepas, tundra, costas marinas, orillas de embalses, lagos y ríos. La segunda columna indica todos los valores conocidos para los cálculos relacionados con áreas urbanas, áreas donde los obstáculos tienen una altura de 10 mo más. Es importante utilizar datos de la dirección del viento durante los cálculos, ya que esto puede tener un fuerte impacto en el resultado obtenido.

Reglas para calcular la sección transversal de una madera.

La sección transversal del sistema de vigas de cualquier casa planificada depende de varios parámetros:

• longitud de una pata de la viga;
• el paso con el que se instalará el sistema de vigas;
• el valor calculado de los indicadores de carga, que es típico de un área de construcción específica.

Para los cálculos, debe utilizar tablas de datos especiales que contienen valores ya preparados. Por ejemplo, para el sistema de vigas de una casa en la región de Moscú, se aplican los siguientes valores:

• para Mauerlat se utilizan vigas de madera, cuya sección transversal será 150 * 150 mm, 150 * 100 mm, 100 * 100 mm;
• para patas de viga y valles diagonales, se utilizan vigas de madera con una sección transversal de 200*100 mm;
• para correas son adecuados los productos con una sección transversal de 200*100 mm, 150*100 mm, 100*100 mm;
• para apretar, se requiere una viga cuya sección transversal es de 150 * 50 m;
• para las barras transversales es necesario utilizar vigas cuya sección transversal sea 200 * 100 mm, 150 * 100 mm;
• para bastidores, se utilizan vigas de madera con una sección transversal de 150 * 150 mm, 100 * 100 mm;
• para cornisas, son adecuadas filetes, puntales, barras con parámetros de 150 * 50 mm;
• Como futuro tablero frontal se utiliza una tabla de madera y para el archivo su sección transversal es de 22*100 mm.

Un ejemplo de cálculo de la sección transversal de una viga de madera.

Un ejemplo de cálculo de vigas para el techo de una casa muestra exactamente qué material y en qué cantidad se necesita, qué sección se debe utilizar. Datos iniciales para el cálculo:

1. La carga útil calculada para todo el tejado es de 317 kg/m².
2. La carga útil estándar utilizada en este caso es de 242 kg/m²;
3. El ángulo de las pistas es de 30 grados. En la proyección horizontal, la longitud de un vano es de 450 cm, siendo L 1 = 300 cm y L 2 = 150 cm.
4. El paso de todas las vigas montadas es de 80 cm.

Se utilizarán pernos para asegurar las barras transversales para evitar que los clavos debiliten el material. En este caso, para madera de segunda calidad, el valor de resistencia será 0,8 con una sección debilitada de la madera utilizada: R curvatura = 0,8 x 130 = 104 kg/m².

Carga futura del sistema por cada metro lineal de vigas:

• Qð = 317 * 0,8 = 254 kg/m;
• Qn = 242 *0,8 = 194 kg/m.

Si la pendiente del techo es de hasta 30 grados, entonces el sistema de vigas se considerará flexible. El momento máximo de dicha flexión es:

M = -qрх(L 13 + L 23) / 8х(L 1 +L 2), es decir, М = - 254 * (33+1,53) / 8 x (3+1,5) = - 215 kg/ m.

Valor final M = -21500 kg/cm. El signo "-" utilizado aquí significa que la flexión actuará en la dirección opuesta a toda la carga aplicada para el trabajo.

Ancho = 21500/104 = 207 cm³.

Para la fabricación de vigas se suelen utilizar vigas de madera de sección rectangular con un ancho de 50 mm. En base a esto, se puede obtener la altura de las vigas, teniendo en cuenta los datos de resistencia obtenidos:

Alto = √(6x207/5) = 16 cm.

La sección transversal de las vigas es b = 5 cm y la altura planificada es h = 16 cm. Al verificar los estándares regulados por GOST, puede elegir la viga de madera que mejor se adapte a los parámetros obtenidos: 175 * 50 mm. Este valor se utiliza para un tramo L 1 = 3 m. Después de esto, es necesario calcular el lado del cabrio para el momento de inercia:

J = 5*17,53/12 = 2233 cm³.

A continuación se obtiene el valor de la desviación, que también está regulado por la norma: F norma = 300/200 = 1,5 cm.

F = 5*1,94*3004/384*100.000*2233, es decir, el valor obtenido es F = 1 cm.

Al verificar con los valores de los datos de deflexión estándar, queda claro que el valor obtenido es 1 cm menor que el valor estándar de 1,5 cm. Esto indica que la sección de 175 * 50 mm se eligió correctamente, dicho material puede ser. utilizado para la construcción del sistema de armadura del techo.

Para que el sistema de vigas del techo sea fuerte y confiable, capaz de soportar todas las cargas planificadas, se deben abordar cuidadosamente los cálculos para la sección transversal de la madera, que será el principal material de construcción del techo. Para hacer esto, se utilizan una serie de fórmulas; durante los cálculos, es necesario utilizar libros de referencia especiales con indicadores estándar. Es necesario determinar el viento, las cargas de nieve y otros indicadores importantes.

Las paredes y los techos son los elementos principales de cualquier construcción.

El propósito del techo es separar los pisos de la casa, así como transportar y distribuir la carga de los componentes ubicados arriba: paredes, techo, comunicaciones, muebles, detalles interiores.

Existen varios tipos de suelos: metálicos, de hormigón armado y de madera.

Detengámonos con más detalle en los suelos de madera, ya que son los más extendidos en la construcción privada.

Los suelos con vigas de madera tienen ventajas y desventajas.

Ventajas:

• hermosa apariencia;
• bajo peso de la madera;
• mantenibilidad;
• alta velocidad de instalación.

Contras:

• sin impregnación protectora especial, inflamable;
• baja resistencia en comparación con el hormigón armado o las vigas metálicas;
• susceptible a la humedad, hongos y organismos vivos;
• puede deformarse debido a los cambios de temperatura.

El material para vigas de piso de madera debe tener ciertas propiedades y cumplir con los requisitos:

• fortaleza. El material del suelo debe soportar posibles cargas. Se debe tener en cuenta el impacto de las cargas tanto permanentes como variables;

• rigidez. Se refiere a la capacidad de un material para resistir la flexión;

• aislamiento acústico y térmico;

• seguridad contra incendios.

Tipos y tipos de suelos de madera - clasificación.

1. Según lo previsto

El principal requisito para un suelo de este tipo es la alta resistencia. Porque en este caso las vigas servirán de base para el piso y, en consecuencia, deberán soportar una carga significativa.

Consejo. Si debajo del primer piso hay un garaje o un sótano grande, es mejor hacer un piso de madera sobre vigas de metal. Dado que los de madera son susceptibles a pudrirse y no siempre pueden soportar cargas importantes. O reducir la distancia entre las vigas.

El principio de dispositivo estructural puede ser independiente o ser una continuación del techo, es decir. parte del sistema de vigas. La primera opción es más racional, porque Es reparable y además proporciona un mejor aislamiento acústico.

La característica de diseño es el efecto dos en uno: las vigas entre pisos son, por un lado, vigas para el piso y, por otro, soportes para el techo. El espacio entre ellos se rellena con materiales aislantes del calor y el sonido, con el uso obligatorio de barrera de vapor. La parte inferior del pastel está revestida con placas de yeso y la parte superior con una tabla del piso.

2. Por apariencia

Las vigas de madera para suelo también se diferencian entre sí y cada tipo tiene sus propias ventajas.

Vigas de suelo de madera maciza (macizas)

Para su fabricación se utiliza madera maciza de coníferas o árboles de hoja caduca.

Los techos entre pisos sobre vigas de madera se pueden fabricar de una sola pieza con una luz corta (hasta 5 metros).

Vigas de suelo de madera encolada

Se elimina la limitación de longitud, ya que esta tecnología de fabricación permite realizar vigas de forjado de gran longitud.

Debido a su mayor resistencia, las vigas de madera laminada se utilizan en los casos en que es necesario soportar una mayor carga en el piso.

Ventajas de las vigas encoladas:

• alta resistencia;
• la capacidad de cubrir grandes luces;
• facilidad de instalación;
• peso ligero;
• larga vida útil;
• sin deformación;
• seguridad contra incendios.

La longitud máxima de una viga de suelo de madera de este tipo alcanza los 20 metros lineales.

Dado que las vigas de madera laminada tienen una superficie lisa, a menudo se dejan expuestas en lugar de coserlas, creando un diseño interior elegante en la habitación.

Sección de vigas de suelo de madera.

Como muestra la práctica, la sección transversal de las vigas de piso de madera tiene un impacto significativo en la capacidad de la viga para soportar cargas portantes. Por lo tanto, primero es necesario calcular la sección transversal de las vigas del piso de madera.

En las casas de madera, los troncos se pueden utilizar como vigas entre pisos con fines decorativos.

Normalmente se utiliza para suelos de ático. Las vigas redondas son muy resistentes a la flexión (según el diámetro).

La longitud máxima de una viga de piso de madera hecha de troncos redondeados es de 7,5 m.p.

Pueden estar hechos de madera maciza o de una combinación de OSB y madera contrachapada. Se utilizan activamente en la construcción de marcos.

Ventajas de las vigas en I de madera:

• dimensiones exactas;
• posibilidad de uso en luces largas;
• se excluye la posibilidad de deformación;
• peso ligero;
• reducción de puentes fríos;
• la capacidad de consolidar las comunicaciones;
• la posibilidad de instalarlo usted mismo sin utilizar equipo especial;
• amplio ámbito de aplicación.

Defectos:

• alto costo;
• Inconveniente para el aislamiento con losas.

La selección correcta de la sección transversal de una viga de madera debe incluirse en el plan de diseño; de lo contrario, la estructura del piso será insuficiente o excesivamente rígida (un costo adicional).

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Cálculo de suelos de madera.

La distancia entre las vigas del piso de madera se determina:

En primer lugar, las cargas esperadas.

La carga, a su vez, puede ser constante: el peso del piso, el peso de las particiones entre las habitaciones o el peso del sistema de vigas.

Y también una variable: se considera igual a 150 kg/m2. (Según SNiP 2.01.07-85 “Cargas e impactos”). Las cargas variables incluyen el peso de los muebles, el equipo y las personas en la casa.

Consejo. Dado que es difícil tener en cuenta todas las cargas posibles, el suelo debe diseñarse con un margen de seguridad. Los profesionales recomiendan agregar entre un 30 y un 40%.

En segundo lugar, rigidez o valor de deflexión estándar.

Para cada tipo de material, GOST establece sus propios límites de rigidez. Pero la fórmula para el cálculo es la misma: la relación entre el valor absoluto de la deflexión y la longitud de la viga. El valor de rigidez para los pisos del ático no debe exceder 1/200, para losas entre pisos 1/250.

La cantidad de deflexión también está influenciada por el tipo de madera con la que está hecha la viga.

Cálculo de suelos mediante vigas de madera.

Supongamos que la distancia entre las vigas de madera es de 1 m.p. La longitud total de la viga es de 4 m.p. Y la carga esperada será de 400 kg/m2.

Esto significa que la mayor deflexión se observará bajo carga.

Mmax = (q x l en m2) / 8 = 400x4 en m2/8 = 800 kg m2.

Calculemos el momento de resistencia de la madera a la deflexión mediante la fórmula:

Wreq = Mmax / R. Para el pino esta cifra será 800 / 142,71 = 0,56057 metros cúbicos. metro

R es la resistencia de la madera, dada en SNiP II-25-80 (SP 64.13330.2011) “Estructuras de madera” puesta en funcionamiento en 2011.

La tabla muestra la resistencia del alerce.

Si no se utiliza pino, entonces el valor debe ajustarse según el coeficiente de transferencia (indicado en SNiP II-25-80 (SP 64.13330.2011)).

Si tenemos en cuenta la vida útil esperada de la estructura, el valor resultante debe ajustarse a ella.

Un ejemplo de cálculo de una viga mostró que la resistencia de la viga a la deflexión se puede reducir a la mitad. Por tanto, es necesario cambiar su sección transversal.

El cálculo de vigas de suelo de madera se puede realizar mediante la fórmula anterior. Pero puede utilizar una calculadora especialmente diseñada para calcular vigas de suelo de madera. Te permitirá tener en cuenta todos los puntos sin molestarte en buscar datos y cálculos.

En tercer lugar, los parámetros de la viga.

La longitud de las vigas de madera maciza del piso no puede superar los 5 metros para los pisos entre pisos. Para pisos de ático, la longitud del tramo puede ser de 6 m.p.

La tabla de vigas de suelo de madera contiene datos para calcular la altura adecuada de las vigas.

El espesor de las vigas de forjado de madera se calcula partiendo de la premisa de que el espesor de la viga debe ser al menos 1/25 de su longitud.

Por ejemplo, una viga de 5 m de largo. debe tener un ancho de 20 cm. Si es difícil mantener este tamaño, puede lograr el ancho deseado instalando vigas más estrechas.

Deberías saber:
Si las vigas se apilan una al lado de la otra, resistirán el doble de carga, y si se apilan una encima de otra, resistirán cuatro veces la carga.

Utilizando el gráfico presentado en la figura, es posible determinar los posibles parámetros de la viga y la carga que puede soportar. Tenga en cuenta que los datos del gráfico son adecuados para calcular una viga de un solo tramo. Aquellos. para el caso en que la viga descansa sobre dos apoyos. Midiendo uno de los parámetros puede obtener el resultado deseado. Normalmente, el parámetro variable es la inclinación de las vigas del suelo de madera.

El resultado de nuestros cálculos será la elaboración de un dibujo que nos servirá de ayuda visual durante el trabajo.

Para realizar de manera eficiente y confiable un techo sobre vigas de madera con sus propias manos, el dibujo debe contener todos los datos calculados.

Vigas de suelo de madera: GOST y SNiP

Las normas gubernamentales rigen todos los aspectos del uso de vigas de madera para pisos, independientemente de su tipo o ubicación de uso.

A continuación se muestra una selección de los documentos más importantes sobre este tema.

Conclusión

En este artículo, se familiarizó con los factores que influyen en la elección del material para la construcción de vigas de madera para pisos. También aprendimos a determinar la sección transversal y calcular vigas de piso de madera.