Cómo calcular de forma independiente el ángulo óptimo de inclinación del techo de una casa privada

El ángulo de inclinación del techo es el parámetro más importante al construir un sistema de vigas y calcular el consumo de materiales para techos en una casa privada. El diseño de cubiertas es un evento muy responsable que debe confiarse exclusivamente a profesionales que tengan permiso para realizar dicha labor. Sin embargo, en algunos casos, todos los cálculos preliminares se pueden hacer de forma independiente, al menos para tener una idea de la cantidad esperada de material y la posibilidad de implementar sus ideas arquitectónicas. A partir de esta publicación, descubrirá de qué depende y cómo calcular el ángulo de inclinación del techo por su cuenta, sin recurrir a los servicios de costosos especialistas.

¿Qué afecta la pendiente del techo?

Al autoerigir un marco de techo, la mayoría de los desarrolladores se guían por su diseño y el propósito del espacio del techo, que es fundamentalmente incorrecto. La carga de nieve prácticamente no afecta el marco de los techos empinados, lo que significa que, puramente teóricamente, puede ahorrar en la sección y la inclinación de las vigas. Sin embargo, el viento tiene el mayor efecto en cubiertas con pendientes pronunciadas debido a su gran resistencia al viento, que ya en la práctica requiere la creación de un sistema de vigas sólidas.

Todo esto no significa en absoluto que los techos poco profundos sean mejores. En techos con poca pendiente, la nieve permanecerá más tiempo, lo que crea una carga impresionante en el sistema de vigas. Además, el ángulo de la pendiente del techo afecta las dimensiones del espacio del ático. Cuanto más inclinado es el techo, más oportunidades tiene el desarrollador para organizar un ático residencial. Sin embargo, no se debe olvidar el alto costo de las estructuras con pendientes pronunciadas, especialmente en comparación con los techos planos. Para guardar el volumen del espacio del ático sin aumentar la altura de la cresta, ayudará la creación de un techo inclinado.

Además de las cargas de nieve y viento, el peso de la torta del techo junto con el peso del sistema de vigas también afecta el marco. Si se utilizan materiales aislantes en el techo, se tiene en cuenta su peso al determinar el ángulo óptimo del techo.

¿Cómo se mide el ángulo de inclinación del techo?

En primer lugar, conviene aclarar el concepto mismo de ángulo de inclinación. Este valor es el ángulo que se forma cuando el plano horizontal (tendido) se cruza con el plano del techo. La "colocación" no es más que una proyección de la pendiente del techo en un plano horizontal.

Los libros de referencia y las tablas especializadas utilizan porcentajes como unidad para medir el ángulo de la pendiente del techo. La pendiente del techo como porcentaje muestra la relación entre la altura del techo (H) y la base (L).

En cubiertas a dos aguas (L) es un valor igual a la longitud de la mitad del tramo. L en techos inclinados es igual a la longitud del tramo.

Reglas para calcular el ángulo de inclinación del techo.

Digamos que L = 3 my H = 1 m. En este caso, la relación se verá como H a L o 1: 3. Este es el ejemplo más simple, que muestra el gran inconveniente de determinar el ángulo de pendiente de esta manera.

Para simplificar los cálculos, se utiliza una fórmula especial para calcular el ángulo de inclinación del techo, que se ve así.

I = H / L donde:

• I es la pendiente de la pendiente;
• Í - la altura del techo se eleva;
• L es el valor de posicionamiento.

Usemos los datos del ejemplo anterior. L = 3 my H = 1 m. Entonces, la fórmula de cálculo parece I = 1/3 = 0.33.Ahora, para convertir la tangente de un ángulo agudo en un porcentaje, debes multiplicar el valor resultante por 100. Con base en esto, obtenemos: 0.33 x 100 = 33%

¿Cómo determinar el ángulo de inclinación del techo en grados? Hay dos formas sencillas de convertir porcentajes a grados:

• use un convertidor en línea;
• Utilice tablas publicadas en literatura de referencia especializada.

El primer método es bastante simple, pero requiere una conexión a Internet. La red contiene una gran cantidad de recursos que brindan la oportunidad de utilizar un convertidor en línea.

Las tablas de pendiente del techo en grados y porcentajes son mucho más difíciles de encontrar, pero más fáciles de usar. Publicamos una tabla de la proporción de grados porcentuales.

Determine el ángulo mínimo de pendiente del techo según el material del techo

En función de la pendiente de las pendientes, todos los techos se dividen convencionalmente en cuatro tipos:

1. Alto, con pendiente de 45 a 60 °.
2. A dos aguas, con un techo inclinado de 30 a 45 °.
3. Amable. El ángulo de inclinación de las pendientes en tales estructuras varía de 10 a 30 °.
4. Piso con pendiente de hasta 10 °.

Al acercarse a la construcción de un techo, el desarrollador planea usar cierto material de techo. Debe tenerse en cuenta que no todos los materiales pueden usarse en techos con diferentes pendientes.

A continuación, considere la relación entre los materiales para techos más comunes y el ángulo de pendiente mínimo permisible del techo:

1. Pizarra de fibrocemento - 9 ° o 16%. La relación entre la altura del techo y la colocación es de 1: 6.
2. Ondulina - 5 °. La relación de aspecto es 1:11.
3. El ángulo mínimo de inclinación de un techo de metal de una sola pendiente es de 14 °.
4. Baldosas cerámicas - 11 °. La proporción es 1: 6.
5. Baldosas de cemento y arena - 34 ° o 67%. La relación entre la altura del techo y la colocación es 1: 1,5.
6. Tejas bituminosas - 11 °. Relación de aspecto 1: 5.
7. Cartón ondulado - 12 ° En una pendiente más baja, es necesario procesar las juntas con un agente sellador.
8. Las chapas galvanizadas y de acero requieren una pendiente mínima de 17 °.
9. Materiales bituminosos enrollados - 3 °.
10. El techo soldado se puede utilizar como revestimiento de techo con una pendiente del 15%.

En el diseño de techos, existe un concepto: el ángulo máximo de inclinación de las pendientes. Este valor es crítico para el uso de un material en particular. La siguiente figura muestra los ángulos de inclinación del techo mínimo y máximo para algunos materiales de techo comunes. Además, la última columna contiene datos sobre la pendiente de la pendiente que los desarrolladores domésticos utilizan con mayor frecuencia para estos materiales.

Como puede ver en la tabla anterior, existe una brecha muy importante entre el ángulo de inclinación mínimo y máximo del techo.

Al elegir una pendiente del rango de valores aceptables, debe guiarse únicamente por consideraciones estéticas y consumo de material.

Cargas de nieve y viento

Al diseñar un techo, siempre se tienen en cuenta las cargas de nieve y viento en el sistema de vigas. Cuanto más empinadas sean las pendientes, menos nieve permanecerá en ellas.

Para calcular correctamente la resistencia estructural requerida, se introduce un factor de corrección:

1. Para techos con una pendiente de menos de 25 °, se aplica un factor de 1.
2. Las estructuras de techo con rampas de 25 a 60 ° requieren un factor de 0,7.
3. Los techos hechos con un ángulo de inclinación de más de 60 ° no requieren el uso de un coeficiente, ya que la nieve prácticamente no permanece en ellos.

Para simplificar los cálculos, se utilizan mapas en los que se marcan los valores medios de la carga de nieve en las regiones de la Federación de Rusia.

Ejemplos de cálculo

Las reglas de cálculo son simples: encontramos nuestra región, determinamos la carga de nieve, resaltada en nuestro propio color, tomamos en cuenta el primer valor, multiplicamos por el factor de corrección basado en el ángulo asumido de la pendiente del techo. Como ejemplo ilustrativo, calculemos la carga de nieve para el techo de una casa en Norilsk con un ángulo de pendiente de 35 °. Entonces, 560 kg / m² multiplique por un factor de 0,7.Obtenemos una carga de nieve para una región determinada y una estructura de techo específica 392 kg / m².

Para determinar las cargas de viento también se utilizan mapas, en los que se marcan los valores calculados de las cargas de viento por región.

Además, los cálculos deben tener en cuenta:

1. La rosa de los vientos, y específicamente, la ubicación de la casa en el suelo y en relación con otros edificios.
2. La altura del edificio.

Por el tipo de ubicación de la casa en el suelo, todos los edificios se pueden dividir en tres grupos:

1. A - edificios ubicados en un área abierta.
2. B - Edificaciones ubicadas en asentamientos con barrera contra el viento no superior a 10 m.
3. B: edificios ubicados en asentamientos con una barrera contra el viento de 25 m.

Dependiendo del área de colocación y la altura del edificio, al diseñar el techo, se introducen factores de corrección teniendo en cuenta la carga de viento. Todos los factores que influyen en la carga de viento se resumen en una tabla para facilitar el cálculo.

Por ejemplo: para una casa de un piso en Norilsk, la carga de viento será: 84 kg / m² multiplicado por el factor 0,5 correspondiente a la zona "B", que es 42 kg / m².

Además, se tienen en cuenta las cargas aerodinámicas que afectan al sistema de vigas y al material del techo. Dependiendo de la dirección del viento, la carga se divide convencionalmente en zonas, que asumen diferentes factores de corrección.

Para garantizar un margen de seguridad, se recomienda tomar valores de las zonas más cargadas G y H.

Video tutorial sobre cómo encontrar la altura y la pendiente del techo