Sistema de cabrios del tejado roto: los matices de los cálculos y el diseño + ejemplos de construcción

Bienvenido a "Todo sobre el tejado nuestro análisis en profundidad de los matices del sistema de cubierta. Hoy nos centraremos en el sistema de cabrios de los tejados rotos, un componente vital del diseño de tejados que combina funcionalidad y atractivo visual.

Para mantener la estabilidad y distribuir uniformemente el peso de la estructura del tejado entre las paredes, el sistema de vigas es esencial. El diseño de un tejado quebrado es más complicado, ya que tiene ángulos e intersecciones que requieren cálculos exactos y una planificación cuidadosa.

Para calcular el sistema de cabrios es necesario conocer una serie de variables, como la luz del tejado, la carga que debe soportar -incluidas las cargas de nieve y viento- y el tipo de material de cubierta que se va a utilizar. Estos cálculos garantizan que el tejado seguirá siendo estructuralmente sólido durante muchos años, además de tener un aspecto agradable.

A la hora de diseñar un sistema de cabrios de cubierta quebrada, hay que tener muy en cuenta los ángulos y las juntas. Cada cabrio debe cortarse y colocarse exactamente para que encaje con los demás y con la geometría general del tejado. De esta precisión depende tanto la consecución del estilo arquitectónico deseado como el mantenimiento de la integridad estructural.

Veamos algunos casos reales de mal funcionamiento de los sistemas de cabrios de tejado en el sector de la construcción. Cada ejemplo demuestra cómo las distintas configuraciones pueden mejorar la funcionalidad y el atractivo estético de un tejado, desde los sencillos diseños de lima y valle hasta los más intrincados tejados a dos aguas tradicionales.

Cálculo de un sistema de cabrios marrones

Una estructura pentagonal con una clara variación en las esquinas de las vertientes es el ejemplo más vivo y expresivo de la clase de tejados rotos. Se puede decir que se establece en dos niveles que se apoyan el uno en el otro sin siquiera entrar en los tecnicismos de su construcción. El ático que dio lugar al segundo nombre, tejados rotos, se encuentra en el nivel inferior sólido. La forma de la estructura en la zona del patín está determinada por una grada menos voluminosa que corona la parte inferior.

Brevemente sobre las particularidades del diseño de los cabrios

El armazón de las vigas de ambas partes del tejado del ático se construye según las reglas dictadas por la tecnología habitual para la construcción de tejados inclinados. La parte inferior del armazón de la cubierta quebrada se construye instalando cabios estratificados. En el dispositivo superior se pueden utilizar tanto cabrios estratificados como colgados. La parte inferior del cabrio estratificado tiene derecho a apoyarse en el Mauerlat o en las vigas del techo. El soporte de la parte superior suele ser un armazón de madera, que al mismo tiempo hace las veces de armazón de una de las paredes del ático. El dispositivo de la grada superior se centra principalmente en la comodidad de trabajo para el contratista.

Según la tradición, el ángulo de inclinación de las pendientes de la parte inferior del tejado roto es mucho menor que el de la parte superior. Crean una rotura: un indicador visual del uso de tecnología de rotura en la construcción del tejado. Sin embargo, la inclinación de las partes superior e inferior de las pendientes puede ser igual, por lo que la estructura rota se verá como un frontón ordinario. Pero son estándar para techos rotos por el método, porque el marco de la grada inferior está obligado a garantizar la posibilidad de organizar el espacio operado. T.e. El sistema de cabrios debe tener los elementos necesarios con una determinada capacidad portante para disponer paredes y techo aislados o ático frío.

Tipos de cargas y su totalidad

No lo traeremos para el cálculo de los diseñadores de las empresas constructoras del sistema de cabrios del tejado dañado. Sin nosotros, los constructores los conocen. Este tipo de detalles básicos son totalmente innecesarios para quienes han optado por añadir uno o dos tejados a una zona suburbana. Existen numerosos programas que realizan intrincados cálculos matemáticos para determinar la sección de vigas, soportes y cabrios en cuestión de segundos. Examinamos más a fondo los datos que habrá que introducir en el programa, los tipos de cargas que estarán presentes en el solape y las vigas de los pisos superior e inferior que habrá que tener en cuenta.

Descargar el programa en sí haciendo clic en este enlace (trabajo requiere sólo Excel). Después, le proporcionaremos muestras de nuestro trabajo realizado especialmente para ella.

Por qué se necesitan los límites

Diferentes tipos de cargas actuarán sobre cada componente del sistema de vigas quebradas del tejado. El peso de las cargas no debe provocar deformaciones y daños que haya que reparar. En el cálculo de las construcciones portantes se consideran dos valores límite de acuerdo con las normas. Éstas son

• La resistencia máxima es un estado, cuyo exceso conduce a la destrucción de la estructura de construcción, a la pérdida de resistencia o estabilidad.
• La deformación máxima es un estado cuyo exceso conduce a deformaciones inaceptables, como resultado de las cuales no sólo cambia la geometría de la estructura, sino que se violan las uniones nodales.

Los diseñadores calculan para ambos tipos de condiciones marginales especificadas. Un techador autónomo no es muy listo. Ya tienen las fórmulas incorporadas tomadas en consideración en Internet. Se incorporan al algoritmo de cálculo como valores de señal de tipo

• N_{tr. resistencia} – el tamaño del elemento del sistema de vigas, cuya reducción conllevará el estado de pérdida de resistencia.
• N _{tr. desviación} – el tamaño del elemento, cuya disminución conllevará una deformación amenazante.

Cuando se utiliza un soporte informático automatizado, es importante no perder de vista estas cifras. Dado que se trata del límite mínimo, los valores reales de diseño deberían ser superiores.

El peso de las precipitaciones invernales, la fuerza del viento, la propia masa, el peso de los muebles y las personas que utilizan el ático se encuentran entre las cargas que presionan sobre el tejado. Las cargas pueden actuar simultáneamente, alternativamente o en cualquier combinación, como nieve + persona + muebles o nieve + viento + t.D. En un intento de proporcionar la probabilidad de la carga máxima, los cálculos se realizan lo más minuciosamente posible.

Cómo determinar el peso de la capa de nieve

El peso de la cubierta de nieve puede calcularse sin necesidad de conocimientos especializados. Se consigue dejando claro que la obra forma parte de una determinada "región nevada." Miró la señal para ver la cantidad de nieve se presiona sobre la superficie horizontal después de encontrar el área en el mapa con su número asignado.

Para las vigas de los niveles superior e inferior del tejado roto, los indicadores del peso de la nieve serán diferentes. Las pendientes de la cubierta quebrada en la mayoría de los casos no son desiguales en el ángulo de inclinación. La precipitación sólida tiene más oportunidad de demorarse y depositarse en una cubierta tendida cerca de las pendientes pronunciadas de la parte inferior. Debe tenerse en cuenta que en pendientes con una inclinación de hasta 30º el peso de la nieve se considera igual a la unidad del valor medio adoptado en la región sobre la base de observaciones a largo plazo de los servicios meteorológicos. Se considera que en pendientes con una inclinación de 60º o más la nieve no se retrasa en absoluto, t.e. igual a cero. El peso de la nieve en el intervalo entre las inclinaciones indicadas se halla por interpolación. Por ejemplo, si el ángulo de inclinación es de 45º, el indicador tabular deberá multiplicarse por un coeficiente de 0.5, para 50º por 0.33 y t.D.

Cómo hallar una carga de viento

La carga de viento es necesaria para determinar la estabilidad del sistema de vigas. Una vez más, utilizamos el mapa de regionalización, ya creado en función de los valores de presión del viento, para comprobarlo. Debido a la posibilidad de desgarro y arrastre por vientos racheados y vuelcos banales pronunciados, este indicador es necesario para los cabios de ambos niveles del tejado. El coeficiente creado para varios tipos de terreno se multiplica por la información de la fuerza del viento para corregirlo.

En las zonas donde hay mucho viento, las patas de los cabrios se fijan a las paredes con más frecuencia retorciendo el alambre que atravesándolo. La cantidad de anclajes contra el viento (puntales, soportes, tablas o raíles fijados a tres o más cabrios) aumenta en aras de la sostenibilidad. Al determinar el peso total de la estructura del tejado, hay que tener en cuenta su peso.

Techo

El peso del tejado es un atributo prefabricado con ajustes personalizables. En realidad, bajo el revestimiento de un cajón macizo o enrarecido, se trata de una masa de torta de tejado diseñada específicamente para una estructura aislada o fría con un tipo de revestimiento concreto. Se calcula con una superficie de cubierta de un metro.

Es posible determinar los valores medios del peso del revestimiento basándose en la chapa. Hay que tener en cuenta que el peso de la capa de nieve debe incrementarse en un 10% cuando se utilizan materiales de cubierta en relieve. Es importante tener en cuenta que la capa de nieve en las grietas de la pizarra o el cartón ondulado, por ejemplo, puede acumularse y depositarse durante un largo periodo de tiempo.

El tipo de revestimiento afecta al peso de la caja. El dispositivo de techo blando necesita láminas de madera contrachapada resistente a la humedad, placas OSP o suelo continuo de tablero. Las tejas de pizarra, arcilla y hojalata perfilada se colocan sobre barras que se colocan siguiendo un procedimiento específico. Cuando se instalan anclajes diagonales contra el viento en zonas con cargas de viento elevadas, aumenta el peso de la caja. Los cálculos se realizan por separado para la masa de aislamiento y el sistema de vigas, que incluye puntales, soportes, tramos y otros componentes.

Existen indicadores promediados indicativos para realizar cálculos rápidos:

• peso de un cajón de madera de 10 a 12 kg/m²;
• el peso de las patas de cabrio estratificadas con un recorrido de 5 a 10 kg/m²;
• El peso de las patas colgantes del cabrio de 10 a 15 kg/m².

Las lecturas calculadas por el programa no deben desviarse significativamente de los valores proporcionados. Al cargar un ático aislado, el peso de la carcasa debe añadirse a la lista de cargas. Es aceptable no tener en cuenta la masa del aislamiento al utilizarlo, ya que se utiliza su coeficiente de conductividad térmica, que no difiere mucho de 0,04 W/m × ° C.

Demostramos dónde buscar y cómo obtener valores para introducir en sistemas computacionales. De acuerdo con los datos de diseño, se introduce toda la información adicional para el cálculo matemático de la sección transversal de las patas, vigas y soportes de los dinteles. Los tamaños de los elementos deben aumentarse si el sistema de cálculo avisa al usuario de que "no se cumple la condición" o que la capacidad portante no está garantizada.

Comprender el sistema de vigas de un tejado dañado requiere profundizar en las complejidades de los cálculos y el diseño, además de ejemplos de construcción del mundo real. En este artículo se explican los cálculos fundamentales para determinar la capacidad de carga y los refuerzos necesarios, así como la forma de evaluar la integridad estructural del sistema de cabios de un tejado dañado. Demostramos técnicas prácticas de diseño y selección de materiales que garanticen tanto la durabilidad como la seguridad mediante situaciones reales de construcción. Conocer estos principios básicos le permitirá tomar decisiones acertadas y obtener resultados duraderos, tanto si construye un edificio nuevo como si arregla un tejado dañado.

Construcción de un sistema de cabrios rotos

Antes de avanzar con el dispositivo del sistema de cabrios para la eventual cubierta quebrada, debe crear un proyecto y realizar los cálculos de los elementos estructurales. Se supone que ya ha pasado la fase de diseño.

Examine una ilustración común de una disposición de ático que presenta dos niveles de cabrios apilados, elevados sobre un cerramiento de ladrillo. El sistema de cabrios se fijará al Mauerlat mediante un marco de madera formado por una viga de 150 x 200 mm cortada a ras del perímetro interior de la pared. A lo largo del exterior del cajón hay una hilera de ladrillos que ocultan el Mauerlat y alivian parte de la carga del espaciador. El plano superior del Mauerlat debe ser de dos a tres centímetros más alto que el zuncho de ladrillo.

Instalación de vigas de techo

La instalación de vigas extremas establece la estructura del techo; su retirada determina la anchura del voladizo de la cornisa. A continuación, instalamos elementos intermedios con un paso igual a la distancia entre los cabrios a lo largo de las vigas extremas que se extienden entre las vigas extremas. Se aconseja que los peldaños de los tejados aislados se hagan coincidir con la anchura de la losa de aislamiento térmico para garantizar que el aislamiento denso se coloque en el espacio intersoperiano que le corresponde. En el caso de estructuras inestables, el paso se computa para garantizar que cada viga se coloca con la misma separación entre ellas.

El tamaño del encofrado de construcción del suelo es de 100 x 200 mm. Si alinear estrictamente el horizonte con las vigas no funciona, alineamos su plano superior. El revestimiento de la viruta o Mauerlat tinte debajo de la viga sirve como la herramienta de alineación. Con el fin de crear un plano para los voladizos de las cornisas de los extremos, fijamos una viga corta en el extremo de cada viga después de fijar las vigas al Mauerlat. No importa la distancia entre las vigas cortas, puede ser de un metro.

La construcción de las paredes del ático

Colocamos marcadores en la línea donde varios soportes para las vigas del nivel inferior están dispuestos para solaparse. Además de su función de soporte, también sirven como armazón de la pared del ático.

Nos comportamos de la siguiente manera:

• Instalamos los soportes de las esquinas, para cuya fabricación utilizamos una viga de 100 × 150 mm de una longitud de 10 cm más que la altura final del techo del ático. Verificamos la verticalidad de los soportes con una plomada, la fijaremos sólo después de asegurarnos de la impecabilidad de la instalación. Para mayor estabilidad, fijamos su posición con inclinaciones provisionales. Por analogía, montamos los soportes en el centro de las paredes de la línea frontal.
• Conectamos los soportes de esquina con el encaje para indicar el lugar de instalación de las estanterías intermedias. Para la fabricación de los soportes intermedios es adecuado un material de 50 × 150 mm con la misma altura angular de soporte.
• Encima de las dos filas de soportes se colocan listones de tablas de 50 × 150 mm. Los separadores temporales ya no serán necesarios, las paredes construidas del futuro ático son estables y sin ellos.
• Instalamos el tablero en las pistas por el borde, formará un solapamiento del techo del ático.
• Encima del techo del ático en construcción, coloque una tabla de 25 × 150 mm. No es necesario instalarlo a lo largo del eje de la estructura. Es mejor colocar en paralelo, retirándose del eje 20-30cm.

La estructura completa del ático y los soportes necesarios para instalar el nivel superior de los cabios son los productos finales de la mano de obra.

Instalación del cabrio del nivel inferior

Para construir e instalar los cabrios del nivel inferior del tejado dañado se utiliza el método convencional de apisonado:

• El tablero es de 25 × 150 mm de la longitud requerida aplicamos al final de la construcción de la estructura y con un lápiz de hecho, marcar las líneas de la columna vertebral superior e inferior. Se trata de una plantilla que se puede utilizar para la fabricación de todos los cabios del nivel inferior si no hay desviaciones en la geometría del sistema de cabios.
• Si hay dudas acerca de la impecabilidad de la labor anterior, establecer sólo las piernas extremas y tire del cordón entre ellos. De acuerdo con la plantilla en el resto de las vigas, hacemos sólo la columna vertebral superior. Vamos a celebrar la línea inferior de hecho, la combinación del plano superior de la pieza de trabajo con el hito de cordón.
• Instalación de los cabios. Los sujetamos a las vigas del solape con escuadras o cantoneras metálicas, y en la parte superior a las carreras de dos o tres clavos.

Una tabla suele ser insuficiente para solapar completamente el cabrio inferior en toda su longitud. En estos casos, los cabrios se montan a partir de dos tablas cortas que se cosen entre sí con un ribete de material que tenga una sección transversal comparable y una longitud mínima de un metro. Es cierto que para evitar aflojar la estructura con zonas cosidas, es preferible pedir madera de la longitud necesaria.

Instalación de las patas de los cabios de las vertientes superiores

El eje central debe identificarse antes de fabricar e instalar los cabios superiores. Esto se puede lograr golpeando estrictamente verticalmente el recorte de pulgadas a la tabla más alta del techo del ático. Cuando uno de los nervios de la poda se alinea exactamente con el tejado dañado marcado en el plano del eje central del sistema de cabrios, como se indica a continuación:

• Probamos en una pulgada hasta el final de la plantilla hasta el final y marcar en él las líneas de la columna vertebral, la parte superior de los cuales se lleva a cabo directamente a lo largo del corte designado del eje.
• Hacemos un par de cabios de las vertientes superiores según la plantilla. Si no tenemos dudas en la geometría del armazón construido, hacemos varios en blanco a la vez. De lo contrario, hacemos lo mismo que con los hermanos inferiores.
• Instalamos el primer par de cabrios, solicitando la ayuda de dos pares de trabajadores. Solo no hacer frente a la instalación, ya que no tienen el apoyo superior. Para que el cabrio recién izado no se caiga, lo sujetamos con una riostra.
• Montamos el resto de los cabrios del piso superior. Se firman con puntales después de 3-4 piezas. El ángulo de inclinación de los puntales debe ser superior a 45º. La dirección de su inclinación debe alternarse.

Nota: Cada cabrio superior necesita tener instalado un sistema de suspensión de tablas, de aproximadamente 25 x 150 mm, para evitar que las tablas del techo del ático se doblen y se desvíen.

La selección fotográfica permitirá familiarizarse con los detalles de las uniones nodales del sistema de cabrios de tipo quebrado:

Colocación de los frontones y construcción del cajón

Independientemente del tipo previsto y del paso de instalación, el cajón se hace continuo a lo largo de las líneas de fractura del patín y de la pendiente. Se clavan dos tablas en la dirección de las patas del cabrio, con un espacio de dos a tres milímetros entre ellas. Si hay yendov, se diseñan con un suelo continuo similar alrededor de las ventanas del ático y los pasos de los tubos de la chimenea. Cuando se utilicen tipos de revestimientos de techo más blandos, el cajón se coloca de forma continua a lo largo de la superficie de la pendiente.

La instalación de la barra remota permite colocar la captura por delante del cajón en los casos en que el grosor del aislamiento sea mayor o igual que la anchura de las vigas. Debe crearse un espacio entre el material de cubierta y la impermeabilización. Conecte la barra remota externa del sistema a las costillas de las vigas. No es necesario si el grosor de las placas de aislamiento térmico permite dejar un hueco de ventilación sin utilizar trucos de distanciamiento. Además, no es necesario para construir un tejado no escarpado.

Las cornisas y los frontones -conocidos como casas de madera construidas con pinzas- se enfundan una vez terminada la instalación del sistema de cabrios. El momento de construir el tejado es entonces cuando se equipan los voladizos cortos junto a los muros frontales.

Cualquiera que trabaje en un proyecto de construcción o remodelación necesita entender el sistema de vigas de un tejado dañado. Sirve como sistema de soporte estructural del tejado, soportando el peso de la cubierta en su totalidad y garantizando su estabilidad a lo largo del tiempo. Los constructores pueden diseñar y construir tejados que no sólo sean duraderos y estéticamente bellos, sino también funcionales, si comprenden las sutilezas de los cálculos y el diseño de las vigas.

Calcular el sistema de vigas es mucho más que simples cálculos matemáticos. Las dimensiones y el espaciado de los elevadores vienen determinados en gran medida por los códigos de construcción locales, la luz, las cargas de nieve y la inclinación del tejado, entre otros factores. Estos factores deben tenerse muy en cuenta a la hora de diseñar un sistema de cabrios robusto para garantizar que el tejado pueda resistir las condiciones meteorológicas y las normas de seguridad.

Las vigas, por ejemplo, pueden tener que colocarse más juntas en zonas con nevadas importantes para soportar el peso de la nieve acumulada. Por otro lado, el diseño puede concentrarse en formar un perfil aerodinámico para reducir la resistencia al viento en regiones propensas a fuertes vientos. Estos casos demuestran lo flexible que puede ser el diseño de los cabios cuando se trata de satisfacer exigencias medioambientales y especificaciones estructurales particulares.

Ejemplos de construcciones que ponen de relieve la versatilidad de los sistemas de vigas. Los constructores disponen de una gran variedad de materiales y técnicas, que van desde los métodos convencionales de entramado de madera hasta los modernos productos de ingeniería de la madera. Cada método ofrece ventajas distintas en cuanto a asequibilidad, respeto por el medio ambiente y sencillez de aplicación, lo que permite una libertad creativa en la arquitectura sin comprometer la solidez estructural.

Vídeo sobre el tema

El ático h.1 – esquema calculado, carga, RSU