El techo de una casa privada: tipos, formas, diseños.
- Qué tipo de techo elegir para la casa.
- Cómo y por qué el techo expande las paredes y destruye la casa.
- Para evitar que el techo se lleve el viento
Sistema de vigas: la base del techo.
La estructura del techo se basa en el sistema de vigas. El sistema de vigas establece la forma del techo de una casa privada, percibe la carga. La durabilidad de la casa, así como los costos futuros de reparación y operación de una nueva casa, dependen de la elección y el dispositivo correctos del sistema de vigas.
Las cargas que actúan sobre el sistema de armadura de techo se dividen en constantes y variables. Las constantes son cargas del peso de todos los elementos del techo (sistema de vigas, techo, sistema de drenaje, etc.). Variables: incluye cargas por el peso de las personas y la nieve en el techo, así como por la carga del viento.
Nieve y viento las cargas se determinan mediante mapas de cargas de nieve y viento, que se dan en los códigos de construcción. Por ejemplo, en el mapa de Rusia, se indican los límites de las regiones con valores estándar de carga de viento o nieve. Encuentre su sitio de construcción en el mapa, defina el área y la carga estándar de nieve o viento del sitio de construcción.
Los elementos principales del sistema de armadura de techo de una casa privada.
Los elementos principales del sistema de truss de una casa privada, utilizando el ejemplo de un techo a cuatro aguas, se muestran en la figura:
Pata de la viga(viga) crea la pendiente del techo y es el soporte para el techo. Sobre la viga actúan fuerzas que tienden a deformarla en dos direcciones: doblarla en un arco y colocarla en posición horizontal.
Apriete conecta los extremos inferiores de las vigas opuestas. Evita que los extremos de las vigas se extiendan hacia los lados. Las fuerzas que actúan sobre el apriete tienden a estirarlo.
Mauerlat- Madera fijada a las paredes exteriores de la casa. Los extremos inferiores de las vigas descansan sobre el Mauerlat. Mauerlat conecta los extremos inferiores de las vigas adyacentes, transfiere uniformemente la carga del techo a las paredes exteriores de la casa.
Correr cresta: una barra sobre la que descansan los extremos superiores de las vigas. La viga cumbrera conecta los extremos superiores de las vigas.
Estante soporta la viga y acomoda cargas verticales que tienden a comprimir el puntal. Los bastidores se apoyan en el muro de carga interno de la casa (como se muestra) o en umbral- madera colocada en esta pared. El bastidor debe descansar necesariamente sobre la estructura de soporte: una pared interna o un piso del ático, diseñado para cargas en el techo.
Abrazadera evita la deflexión de las vigas. Experimentar deformación por compresión.
Haz de viento- una tabla que conecta las vigas a la pendiente del techo. El tablero está unido a las vigas desde el lado del ático en ángulo, desde la cresta hasta el Mauerlat. La viga de viento aumenta la resistencia del sistema de vigas al viento y otras cargas dirigidas a lo largo de la cumbrera del techo.
Potra- una tabla o bloque unido a la pata de la viga para crear un voladizo del techo.
Sprengel- Madera colocada en las esquinas de la casa en los lados adyacentes del Mauerlat. Un bastidor se apoya en el sprengel, que sostiene la viga diagonal.
Narodnik- una viga acortada, cuyo extremo superior descansa sobre una viga diagonal.
Los elementos anteriores del sistema de vigas en una combinación u otra están presentes en el diseño de sistemas de vigas de varios tipos.
Diagramas de sistemas de armadura de techo de una casa privada.
Hay varios diagramas esquemáticos de sistemas de truss. En la construcción de viviendas privadas, generalmente se usan dos diagramas esquemáticos del sistema de vigas, con vigas colgantes y con vigas en capas.
La elección de un esquema particular depende de muchos factores.- el tamaño y la forma de la casa, la presencia de muros de carga internos, el deseo de colocar un ático debajo del techo de la casa, la elección de la forma del techo por razones estéticas. En algunos casos, también se usa una combinación de diferentes sistemas de vigas en el techo de una casa.
Cada diagrama esquemático del sistema de vigas tiene varias soluciones de diseño.
Sistema de vigas de techo con vigas colgantes.
El esquema obtuvo su nombre porque los extremos superiores de las vigas no tienen soporte especial(bastidores), que transfiere la carga al elemento portante del edificio. Los extremos superiores de las vigas parecen colgar en el aire, apoyándose solo entre sí. La capacidad de carga de las vigas está asegurada solo por la expansión de apriete. Las vigas están sujetas a deformaciones en este esquema en varias direcciones. Bajo carga la viga aprieta, se arquea y gira en posición horizontal.
Rigel en la figura de la izquierda funciona tanto a tracción como a compresión, dependiendo del tamaño y distribución de la carga a lo largo de las pendientes del techo.
Suspensión(cabezal) en la figura de la derecha está bajo tensión de tracción.
El sistema de vigas con vigas colgantes tiene
ventajas:
- No requiere un soporte intermedio en forma de dispositivo en la casa de muros o techos de carga internos, diseñado para cargas de techo.
- Los aprietes se pueden utilizar como vigas de carga en el piso del ático.
y limitaciones:
- Las partes del sistema de vigas están más cargadas que en otros sistemas. Con el mismo tamaño de techo, debe usar partes de una sección más grande o aumentar el número de vigas. Todo esto aumenta el consumo de madera y, por lo tanto, el costo de construir un techo.
- No se aplica a ángulos de pendiente pequeños, inferiores a 30 grados. En ángulos pequeños, la tensión en los detalles del sistema de vigas y, por lo tanto, su tamaño, aumenta significativamente.
- El marco de la viga con vigas colgantes tiene menos rigidez, debido al hecho de que la posición de las vigas es interdependiente. Por ejemplo, la deformación bajo la acción de la carga de las vigas en una rampa conduce a un cambio significativo en la posición de las vigas y la otra rampa. El techo “camina” y se afloja, especialmente con la carga desigual de las pendientes. En primer lugar, el techo sufre esto.
- En caso de carga desigual en una de las pendientes (nieve, viento), el techo con vigas colgantes ejerce una presión lateral significativa sobre las paredes de la casa hacia la pendiente menos cargada.
Se recomienda el uso del sistema de vigas con vigas colgantes en la construcción de viviendas privadas para puentear vanos de hasta 6 metro. Las desventajas del sistema en este caso son menos pronunciadas.
Sistema de vigas con vigas en capas
En un sistema de vigas con vigas en capas el extremo superior de cada pata de la viga descansa sobre la viga, que a través de las estanterías transfiere la carga al muro de carga interno del edificio. Debido al soporte en el extremo superior, el marco de la viga no crea espacio(presión sobre las paredes en un plano horizontal en direcciones opuestas) en los extremos inferiores de las vigas.
En un sistema con vigas en capas, no es necesario apretar para compensar la expansión. Los detalles del sistema de truss y los muros de carga de la casa están menos cargados..
Al arreglar un ático Es conveniente apoyar dicho techo en las paredes del ático (continuación de la pared exterior sobre el techo) con una altura de 1-1,5 m. El sistema de vigas con vigas en capas tiene
ventajas:
- Versatilidad: adecuado para techos con una luz de hasta 16 m., Para instalación en paredes ligeras (marco, madera), para techos con un ángulo de pendiente bajo.
- Un techo con vigas en capas tiene menos peso, consume menos madera y es más fácil de instalar que el mismo techo con vigas colgantes.
- Menos sensible a la carga desigual en las pendientes: menos deformación y la acción de fuerzas laterales en las paredes de la casa.
y limitaciones:
- Requiere soporte adicional: un muro de carga dentro de la casa o un techo diseñado para la carga del techo.
Sistema de viga para el ático.
La figura muestra el sistema de vigas para. En este sistema de vigas Se utilizan vigas colgantes y en capas.
Los sistemas de viga basados en los diagramas de circuito anteriores tienen muchas soluciones de diseño. Por ejemplo, no es necesario que un muro de carga interior esté centrado en el techo. En lugar de una viga de cumbrera, o además de ella, las vigas en pendientes largas se apoyan adicionalmente en vigas colocadas en el espacio entre la cumbrera y el Mauerlat.
Armaduras de techo
Armaduras de techo- tener una configuración más compleja de piezas ubicadas en el mismo plano. El cálculo y la optimización del truss se realiza mediante un programa informático. Las cerchas se suelen fabricar en fábrica con una adherencia precisa a las dimensiones de las piezas a partir de madera bien seca.
Las cerchas están diseñadas para que solo la carga vertical se transfiera a las paredes exteriores. Un techo con cerchas es más ligero. La cuerda inferior del truss generalmente se hace horizontal para que funcione el papel de la viga del piso del ático.
Las armaduras de techo le permiten superponerse grandes luces sin apoyos intermedios... En la construcción de viviendas privadas, es beneficioso usarlos en lugar de un sistema de vigas con vigas colgantes con una longitud de luz de más de 6 metro., así como en pequeños ángulos de inclinación de las pendientes (menos de 30 grados), incluso para techos de una sola pendiente.
Falta de armadura de techo uno es el alto costo del producto.
Diseño del sistema de armadura de techo
La estructura del sistema de techo de la casa debe ser probada por especialistas para verificar su resistencia. Al calcular la fuerza, tenga en cuenta, además de las cargas, la pendiente de las pendientes y la forma del techo, así como el tipo de sistema de vigas y el factor de seguridad.
El sistema de vigas consta de muchos elementos. Cada elemento se ve afectado por fuerzas que son diferentes en magnitud y dirección. El sistema de vigas en su conjunto y sus partes individuales están sujetos a cargas dirigidas verticalmente, horizontalmente y que tienden a rotar la parte.
Al diseñar un sistema de vigas tener en cuenta si habrá un ático o un ático en el techo, la presencia de ventanas en el techo o frontones, las condiciones para apoyar las vigas en las paredes, la forma del plano de la casa y otros factores.
Es mejor y más correcto construir el techo de una casa de acuerdo con un proyecto realizado por un especialista: diseñador. La construcción de tipos simples de techos se puede confiar a un especialista experimentado que no tiene las calificaciones de un diseñador.
El sistema de armadura de techo de una casa particular debe cumplir con los siguientes requisitos:
- fuerte y duro- los cambios en la forma o dimensiones del techo bajo la acción de cargas no deben exceder los valores permitidos.
- El techo debe ser fácil para cargar menos las paredes y los cimientos de la casa con su peso.
- Sistema de viga no debe transferir la orden(fuerza horizontal) en las paredes de la casa.
- El sistema de vigas debe ser durable... Reemplazar o reparar un sistema de vigas es un placer costoso.
Para cumplir con los dos primeros requisitos, el sistema de vigas está hecho de elementos lineales separados ensamblados en una estructura en forma de triángulo. Triángulo plano separado del sistema de vigas, de dos vigas y partes relacionadas, llamado truss o truss.
Marcos de techo o cerchas instaladas en las paredes paralelas entre sí a una cierta distancia y formar el sistema de armadura de techo.
Un sistema de techo diseñado por un especialista no se puede cambiar a voluntad. Agregar o excluir cualquier parte conducirá a la redistribución de cargas a otros nodos del sistema. Incluso cambiando el número de clavos para conectar piezas, puede llevar a la destrucción de la casa. Por ejemplo, un aumento en el número de clavos con los que se clava una viga puede provocar un espaciado inaceptable en las paredes. Lea sobre esto a continuación.
Trate de hacer simétrico el sistema de vigas. La disposición simétrica de las patas de la viga, bastidores, puntales permitirá distribuir uniformemente las cargas a lo largo de las pendientes del techo, lo que aumentará la estabilidad del techo y las paredes de la casa.
Para eliminar la humedad de las partes del techo de madera y la condensación, el espacio del ático debe estar ventilado con la ayuda de ventilaciones. En los techos abuhardillados, se disponen huecos ventilados para ello.
Para proteger contra la humedad, el Mauerlat y otras partes de madera del sistema de vigas Separado de los muros de mampostería mediante impermeabilización. Si esto no se hace, el árbol se pudrirá rápidamente.
El sistema de vigas para una casa particular está hecho de madera. A veces, por ejemplo, en casas de estructura con estructura de metal, los perfiles de metal también se utilizan para hacer un sistema de vigas.
Cómo y por qué el techo se expande y destruye las paredes de la casa.
Bajo la acción de las cargas, los extremos inferiores de las vigas tienden a partirse hacia los lados. Fuerzas que actúan sobre los extremos inferiores de las vigas y se dirigen horizontalmente en direcciones opuestas, llamado estocada.
El espaciado de las vigas es tan grande que las paredes no se levantan, se doblan, las paredes y las vigas se agrietan, el techo se hunde en algunos lugares como resultado: la casa se derrumba. Tal imagen a menudo se puede ver si la construcción del techo fue realizada por constructores no hábiles y, además, sin un proyecto.
¿Por qué se transmite el empuje a las paredes?
De hecho, arriba, en el artículo está escrito que en el sistema de vigas con vigas colgantes, el empuje se compensa con un apriete, y en el esquema con vigas en capas, el empuje no surge en absoluto. Estas afirmaciones son correctas si consideramos los diagramas de los sistemas de vigas en papel.
En la realidad todas las partes de los sistemas de vigas se deforman bajo la acción de cargas, es decir, cambian su tamaño y posición en el espacio: acortan, alargan, doblan, giran.
A las deformaciones por acción de cargas se suman fluctuaciones en el tamaño de las piezas con cambios de humedad y temperatura. En lugares de conexiones también hay algo de movilidad de elementos sistema de viga.
Imaginemos que en un sistema con vigas colgantes, el apriete, por alguna de las razones indicadas, se alarga y deja de asumir el esfuerzo de la tensión. Como resultado, el espaciador comenzará a extenderse a las paredes.
En un sistema con vigas en capas, ocurrirá lo mismo, si, por ejemplo, la rejilla colapsa. El extremo superior de las vigas perderá soporte. Las vigas comenzarán a funcionar como vigas colgantes. Toda la carga de empuje comenzará a transferirse a las paredes. Además, la carga en las vigas también aumentará, lo que no diseñado para vigas colgantes.
Aquí hay dos opciones. O las paredes no aguantarán- bajo la acción del empuje, se dispersarán hacia los lados, permitiendo que las vigas giren levemente y vuelvan a apoyarse en la rejilla. O la viga se derrumbará, la viga se agrietará, incapaz de soportar la carga no nominal.
Las paredes de madera hechas de madera, troncos y marcos, se deforman fácilmente bajo la acción de la expansión.
En la literatura sobre construcción, puede encontrar la afirmación de que las paredes hechas de materiales de piedra pueden soportar una gran carga de expansión. Pero en la construcción de viviendas privadas modernas, gracias al uso de calentadores, el espesor de las paredes de piedra ha disminuido significativamente. Para muros de mampostería, cada vez más livianos materiales frágiles, por ejemplo, hormigón celular.
Protección de los muros de piedra de una casa privada moderna contra daños por expansión. no menos relevante que para los de madera.
