Com es calcula el sistema d’encavallades del sostre

El sistema de sostre inclinat és el més popular entre els desenvolupadors privats. La superfície inclinada garanteix un drenatge eficient de l'aigua i la neu, de manera que la brutícia i les restes no s'hi quedin. Al mateix temps, aquest disseny té una estructura força complexa. La condició principal per a la seva estabilitat, resistència i durabilitat és el càlcul correcte del sistema de bigues. Aquest és un procediment per al qual heu de tenir moltes dades diferents sobre les propietats del material de fabricació, la forma del sostre i les condicions climàtiques. Podeu calcular les bigues vosaltres mateixos. Per fer-ho, no cal que us poseu en contacte amb una empresa de disseny, però haureu de passar molt de temps. Els errors en una o altra direcció estan plens de conseqüències desastroses per a l’edifici i de risc per a la salut dels seus residents.

Classificació de les càrregues del sistema de bigues

El marc a dues aigües més senzill consta de les parts següents:

• biga: és l’element principal sobre el qual s’instal·la aïllament, impermeabilització i tornejat;
• Mauerlat: una poderosa barra col·locada a les parets externes com a parada de les bigues;
• tornejat: llistons sobre els quals es posa el sostre;
• run - una barra que garanteix l'estabilitat longitudinal dels fragments de rodament;
• llit: pren part de la càrrega des dels bastidors fins al Mauerlat;
• bastidor: suports verticals que redistribueixen la pressió de les bigues entre el llit i el Mauerlat;
• puntal: dissenyat per recolzar la cama de la viga i evitar que es flueixi sota pressió vertical.

Per calcular correctament les bigues, us heu de familiaritzar amb els components de la càrrega que afecten qualsevol sostre.

Classificació dels factors externs que afecten les estructures de les bigues:

• Bàsic. Es subdivideixen en permanents i a llarg termini. Les constants inclouen el pes del propi marc, aïllament, impermeabilització, film de membrana i elements de subjecció. De llarga durada: el pes de la neu sobre les superfícies durant més d'una hora. A més, els pendents es troben a pressió de l’aigua que la baixa durant una intensa tempesta de pluja.
• Addicional. Això implica la influència sobre l’estructura d’un volum important de gel, les fortes ratxes de vent i el pes dels artesans en el procés d’instal·lació i reparació.
• Força major. Es tenen en compte els factors extrems que duren un curt període de temps. Aquests inclouen explosió, huracà, terratrèmol o esllavissada, incendi.

Per calcular el sistema de bigues d’un sostre a dues aigües, es prenen valors el més propers possible al límit. A partir de la comparació de les dades obtingudes, es calcula la secció transversal de les bigues, es calcula el pas de les bigues, l’alçada i el pendent del sostre.

Càrregues al terrat i fórmules per al seu càlcul

La recollida de càrregues del sostre és un procés en el qual es requereixen diverses dades d’entrada per obtenir les condicions del problema. Es calculen experimentalment o s’extreuen d’estadístiques.

Es prenen com a base els següents tipus de càrregues:

• Nevat. Obtingut dels fitxers adjunts de la targeta. La informació de les taules s’introdueix segons els resultats mitjans de les observacions a llarg termini. Per a terrats amb un pendent de fins a 25º, la càrrega es troba dins dels 80-560 kg / m² per a les zones de neu de les categories I-VIII amb un pas de 80. Amb una pendent inclinada de 30-55º, un factor de reducció de 0,5-0,7 s’introdueix.
• Vent. Aquestes dades també s’obtenen a partir de taules de referència emplenades amb informació estadística.El càlcul es realitza en kgf / m² per a zones climàtiques i tipus de terreny. La càrrega és de 17-85 kgf / m² per als terrenys tipus I-VIII. Influeix en el resultat i l’alçada de l’edifici. Com més s’eleva sobre el terra, més gran és el coeficient, que és 0,75-1,25 per a cases de 5-15 m.
• El pes del sostre és un dels factors determinants i es determina en el pes d’un metre quadrat de la coberta, tenint en compte les superposicions i costures tecnològiques. La gravetat específica, així com la pressió del material, són en kg / m²: rajoles toves - 12, taulell ondulat - 5, rajoles ceràmiques - 50, pissarra - 13, betum - 6, pissarra - 45, rebaixa - 6. El pes total es determina multiplicant el pes específic per superfície total.
• Pes del sòl subterrani i de les llistons. La base del sostre no afecta especialment la resistència del marc i es fa el més lleugera possible per reduir els costos de material i el pes del marc. El pes mitjà del tornejat és de 15-25 kg / m². Aquest indicador està determinat per l’angle del sostre i el tipus d’estructura. En el cas d’un esquema reticular, és mínim i, amb una base sòlida, és màxim.
• Pes d'aïllament. L’escuma i l’escuma de poliuretà més habituals actuals són tan lleugeres que es tenen en compte a l’hora de dissenyar estructures complexes per funcionar en condicions difícils, on literalment cada quilogram importa. L’aïllament pesa de mitjana entre 10 i 20 kg / m². El més pesat, però també eficaç, és la llana de basalt.
• El pes del sistema de bigues. No hi ha cap alternativa a la fusta, de manera que s’utilitza fusta de pi i avet lleugera i duradora per muntar el marc. L’ús d’espècies de fusta valuoses només es justifica en un clima humit, especialment a les regions costaneres del país. Depenent del material seleccionat, el pes del sistema de bigues es calcula d'acord amb l'estàndard 10-20 kg / m².
• El pes dels treballadors que realitzen les reparacions. Tenint en compte els detalls específics de la instal·lació o la reparació de la coberta, no poden estar més de quatre persones de cada vessant al mateix temps. En aquest cas, la pressió no només s’exerceix sobre tota la superfície, sinó també en sentit puntual, de manera separada a cada part de suport. Per tant, la càrrega dels constructors es considera la màxima i es calcula en el rang de 80-120 kg / m², en funció de la construcció del reparador.
• La capacitat de suport del material depèn de factors com el tipus i tipus de fusta, la seva secció (alçada i amplada de la fusta), el grau d'assecat i processament amb fluids especials.

Per calcular la necessitat del material i elaborar un dibuix competent del sistema de bigues, heu de trobar dades fiables, resumir-les i reduir-les en una única fórmula. Al mateix temps, tots els matisos del projecte són importants: l’angle del sostre, la freqüència d’instal·lació, la longitud i el gruix de les bigues.

Càlcul de la secció transversal de la pota de la biga i tensió

A l’hora de dissenyar un marc per a un sostre, es tenen en compte les càrregues finals entre l’inici de la deformació de l’estructura i la seva destrucció completa. El seu tipus i grau de pendent és de gran importància per al càlcul correcte de la configuració del marc del sostre. En cada cas, diverses forces actuen sobre el recobriment alhora.

Les taules disponibles a SNIP s’han d’utilitzar per calcular els paràmetres següents del sistema pitched:

1. Angle de pendent lleuger (sostre inclinat). Quan és inferior a 25º, la gravetat dels panells, l'aïllament i el marc en si actuen més sobre les bigues. En aquest cas, la càrrega del vent tendeix a elevar el sostre i arrencar-lo del Mauerlat. Amb una estructura plana, es permet l’enfonsament no superior al 0,05% i la longitud de les bigues ha de ser mínima. L'estabilitat requerida s'aconsegueix reduint la mida de l'encavalcament i una fixació addicional a les parets de la casa.
2. Una coberta escarpada de forma complexa. Aquí, la pressió de flexió de les bigues és mínima, ja que estan situades en un angle respecte a les estructures horitzontals. Però l'estructura experimenta una pressió molt més gran per part de les masses d'aire, que tendeixen a tombar-la. L’anomenada vela és l’enemic principal dels sostres empinats.

Per calcular la longitud i la secció de les bigues, en funció de l’amplada, heu d’utilitzar les taules següents:

• Gruix de la capa de neu. Tenint en compte els canvis climàtics, s’hauria de centrar en els indicadors històrics màxims. Podeu obtenir la informació que necessiteu a la vostra oficina hidrometeorològica o agència governamental local.
• Temperatura mitjana anual. Cal parar més atenció al període hivernal. No es pot descartar la possibilitat de precipitacions intenses seguides d’un refredament. Aquests fenòmens condueixen a la formació de gel i a l’acumulació d’una gran quantitat de neu al terrat. Això és el que més sovint causa la destrucció de les bigues.
• Rosa del Vent. Els corrents d’aire tenen un fort efecte pell o vertical sobre el recobriment. També s’ha de tenir en compte la direcció del vent per donar al sostre la configuració més òptima des del punt de vista de l’aerodinàmica i la ubicació respecte als punts cardinals.
• Resistència (grau de flexió) de la fusta. En la majoria dels casos s’utilitzen avets i pins. El làrix i el cedre són més resistents, però són molt més pesats i cars, per tant pràcticament no s’utilitzen. El primer grau d’avet i pi suporta una càrrega de 140 kg / cm2, el 2n grau - 130 kg / cm2 i el 3r grau - 85 kg / cm2. D’això es pot entendre que no paga la pena estalviar-se en materials.
• Pes dels materials de construcció. Estem parlant de caixa, aïllament, impermeabilització i membrana. Si es fa un altell, es té en compte el pes de la decoració interior del sostre i les parets, que es fixen al sistema de bigues.

A partir de la comparació de les dades, es fan càlculs de la necessitat de materials i es fa una estimació de la disposició del sostre.

Aquest document consta dels següents punts:

• mauerlat;
• encavallades del sostre;
• tornejat;
• contra gelosia;
• estirar-se;
• bastidors;
• suports;
• soleres;
• carreres;
• puntals;
• nodes de ràfec de la volada del sostre, sortides de frontó;
• interfície amb canonades, xemeneies i conductes de ventilació;
• estructures per a sostres o finestres de ventilació;
• fixacions.

L’estimació s’ha de calcular amb una reserva del 10-15% per a errors, retallades, pèrdues durant el transport, emmagatzematge i realització de treballs d’elevació.

Comptabilització del mapa climàtic de la regió

Fins i tot els materials més fiables tenen un cert marge de seguretat. Forces de diverses direccions actuen sobre les bigues. D'una banda, aquest és el pes de tota l'estructura menys la massa de les pròpies parts de suport. A la pressió vertical s’afegeixen masses de neu i treballadors que poden reparar el paviment, instal·lar diverses estructures al terrat com una antena, veleta o pal de bandera. Aquí heu de fer referència a la secció de mapes climàtics relacionats amb les precipitacions.

D’altra banda, no es pot menystenir l’efecte de la temperatura en tots els elements del sostre. Tant un fort refredament com un escalfament condueixen a la seva deformació. Aquesta es converteix en la raó de les desviacions de les estructures de suport dels eixos tecnològics, cosa que debilita significativament la seva capacitat portant. La manera de solucionar el problema és augmentar el gruix de les bigues d’acord amb la secció de temperatura del mapa tecnològic.

Cal recordar que el principal perill per a les cobertes grans és el vent. Es pot trobar informació sobre la direcció i la velocitat de moviment de les masses d’aire a cada atles, on es disposa d’informació climàtica detallada per a cada regió.

Codis de construcció

D'acord amb el que estableix el SNIP II-26-76, el pas i la secció de les bigues es determinen per càlcul, en funció de les càrregues existents. La mida del pas i la forma de les bigues es determinen segons les taules que apareixen al document.

Consta de les seccions següents:

1. Provisions generals.
2. Normes i normes de construcció (deures dels funcionaris implicats en el desenvolupament i implementació del projecte).
3. GOSTs per a la construcció: regles per realitzar treballs de disseny, característiques de la construcció per a cada regió.
4. Normes d’execució, lliurament i acceptació d’obres. Tots els elements necessaris per a la implementació.

Seguint els requisits especificats a l’acte normatiu, podeu elaborar un projecte que no serà molt inferior a un document dels professionals.

Exemples de càlcul de sistemes inclinats

La base de la resistència i fiabilitat del marc del sostre és la definició correcta de la secció i el pas de les bigues. També s’ha de tenir en compte la configuració de l’aïllament. Per als materials de rotlle i taulers, la distància òptima correspon a la seva amplada. Per al centre de Rússia, amb una longitud de pendent de 500 cm i un pas de travessa de 60 cm, es pren una barra amb una secció de 50 × 175 mm i amb un augment de l'interval: 50 × 200 mm. Tot i això, aquestes recomanacions són relatives, heu de conèixer tots els coeficients per endavant i aplicar-los a la pràctica.

Podeu calcular els paràmetres del sistema de bigues mitjançant la fórmula amb dades recopilades prèviament:

1. Càrrega de neu: S calc = 199 kg / m² × 1,4 = 278,6 kg / m².
2. Càrrega del vent: Wcalc = 28,02 kg / m² × 1,4 = 39,23 kg / m².
3. Càrrega permanent: Gcalc = 53,11 kg / m² × 1,1 = 58,42 kg / m².

Queda per introduir els coeficients de resistència del sostre en un angle de 35 graus amb un pas de travessa de 900 mm des del pi de grau I, fins a una carena de 7 m amb tauler ondulat com a material de coberta. El resultat serà el següent: bigues amb una secció de 125x200 mm.