¿Alguna vez dibujaste una casa como un cuadrado con un triángulo arriba cuando eras joven?? ¿Te diste cuenta de que además de las paredes de la casa también dibujaste dos vigas que forman algunas de las vigas más importantes en un sistema de armadura de techo residencial?! Las armaduras de techo residencial constan de dos vigas acopladas que forman la tradicional forma de techo triangular que a los niños les encanta dibujar..

Una viga es uno de los elementos clave en la estructura del techo y actúa como miembro principal para soportar los listones del techo. (o correas) que a su vez sostienen las láminas del techo. Una viga es una viga inclinada que desciende desde la cumbrera del techo. (o pico) hasta los aleros a lo largo del costado del edificio.

Hay varias formas diferentes de diseñar una viga con SkyCiv.

El método más sencillo es aplicar las acciones de diseño de la viga a la Módulo de diseño rápido para la norma de diseño correspondiente. Este método requiere solo varias entradas en la calculadora de vigas que le permite diseñar una viga de viga en menos de un minuto.. Dado que el módulo está integrado con la base de datos de secciones SkyCiv y la base de datos de materiales SkyCiv, puede seleccionar fácilmente los tamaños y materiales de secciones disponibles sin tener que consultar referencias externas..

Sin embargo, si necesita diseñar más de una viga, y también es necesario diseñar la viga cumbrera de la armadura del techo, vigas del techo, listones u otros miembros en una casa residencial de madera, una solución más sólida podría ser usar SkyCiv S3D. El beneficio de construir un modelo con S3D es que solo necesita aplicar cargas a la estructura una vez y SkyCiv calculará automáticamente las fuerzas de diseño en cada miembro de la estructura.. Con la integración de diseño de miembros de madera de SkyCiv, puede diseñar rápida y fácilmente todos los miembros del marco de madera a la vez.. Para más información puedes mirar esta guía sobre cómo diseñar una estructura de madera con SkyCiv usando este método.

Dado que el Módulo de Diseño Rápido requiere que los usuarios ingresen las acciones de diseño, es posible que se requieran algunos cálculos preliminares que se analizan en la sección siguiente..

Cargas muertas

Las cargas muertas incluyen el peso propio de las vigas, pero también incluyen el peso de los miembros soportados, como los listones., las láminas/tejas del techo y cualquier aislamiento u otros materiales que puedan ser soportados por las vigas. El material de las láminas del techo puede tener un impacto significativo en las cargas de diseño sobre las vigas. - los azulejos pueden ser 5 veces más pesado que las láminas del techo!

Cuadro A2 del AS 1170.1:2002 tiene los siguientes pesos de material para materiales de techo comunes:

• 0.80 mm de espesor Chapa ondulada galvanizada estándar : 0.10 kPa
• Baldosas de terracota (Patrón francés) - 0.57 kPa
• Baldosas de hormigón - 0.53 kPa

Cargas vivas

Se requieren cargas vivas para eventos como que un trabajador suba a un techo para realizar trabajos de mantenimiento.. La carga viva utilizada en el diseño depende del estándar de diseño que se utilice para diseñar la viga..

Para Australia, AS/NZS 1170.1:2002 especifica que para elementos estructurales en techos de viviendas las acciones distribuidas uniformemente serán 0.25 kPa y las acciones concentradas (comprobado por separado) será de 1.1 kN (en la peor posición posible).

La ASCE 7-22 tiene un tipico 20 psf (0.96 kPa) carga viva para tejados. La carga viva puede reducirse desde este valor hasta tanto como 12 psf dependiendo de los cálculos en la sección 4.8.2 de la norma.

Cargas de nieve

Las cargas de nieve pueden proporcionar fuerzas verticales significativas sobre las vigas y dependerán de la inclinación del techo..

Las cargas de nieve se pueden generar utilizando el Generador de carga de nieve SkyCiv. Si el diseño de la viga se está completando en SkyCiv S3D, entonces el generador de carga de nieve integrado puede ser usado.

Cargas de viento

Las cargas de viento pueden actuar para proporcionar fuerzas laterales sobre una estructura que son parcialmente resistidas por vigas de viga.. El viento en el lado de sotavento del edificio también puede actuar para levantar las vigas, lo que significa que las vigas también deben ser robustas para resistir las fuerzas de elevación..

Las cargas de viento se pueden calcular utilizando el Generador de carga eólica SkyCiv. Si el diseño de la viga se está completando en SkyCiv S3D, entonces el generador de carga eólica integrado puede ser usado.

Las vigas están sujetas a las mismas combinaciones de carga que otros miembros en las estructuras de construcción.. Por ejemplo la ASCE 7-22 Las combinaciones de carga básicas para el diseño de resistencia son:

1. 1.4re
2. 1.2re + 1.6L + (0.5Lr o 0.3S o 0.5R)
3. 1.2re + (1.6Lr o 1.0S o 1.6R) + (L o 0.5W)
4. 1.2re + 1.0 W + L + (0.5Lr o 0.3S o 0.5R)
5. 0.9re + 1.0 W

dónde:

• re = Carga muerta
• L = Carga viva
• Lr = Carga viva del techo
• S = Carga de nieve
• R = Carga de lluvia
• W = Carga de viento

Se debe verificar que las vigas no excedan los límites de deflexión requeridos.. Los límites de deflexión comunes son L/240 para cargas vivas y L/180 para cargas totales. (muerto + En Vivo) referenciado en el IBC.

Estas especificaciones se eligen junto con los fabricantes teniendo en cuenta el mejor valor de diseño y proporcionan un compendio de valores de diseño de referencia para 2018 da la deflexión total de la viga mediante la ecuación.

ΔT = Kcr * ΔLT + ΔEST

dónde:

• ΔT = Deflexión total del cabrio
• ΔLT= deflexión inmediata del cabrio debido al componente a largo plazo de la carga de diseño
• ΔST= deflexión del cabrio debido al componente de corto plazo de la carga de diseño
• Kcr = factor de fluencia dependiente del tiempo típicamente 1.5 o 2.0.

Las vigas de viga se fabrican tradicionalmente con materiales resistentes y duraderos que pueden soportar la carga requerida del techo y resistir factores ambientales.. Se prefieren materiales livianos ya que las vigas deben soportar su propio peso y también son más fáciles de instalar ya que los trabajadores deberán levantar las vigas hasta su posición..

Los materiales más comunes para las vigas del techo son:

• Madera: Las vigas de madera son las más comunes ya que proporcionan una solución rentable y liviana y se han utilizado en armazones de techos residenciales durante décadas..
• Productos de madera de ingeniería: Donde se requiere resistencia adicional en una armadura de techo residencial, vigas de madera diseñadas (Vigas LVL o vigas laminadas) Proporcionan una manera fácil de aumentar la resistencia y al mismo tiempo permiten el uso de conexiones estándar de madera a madera en toda la armadura del techo..
• Acero conformado en frío: Las vigas de acero conformadas en frío brindan una alternativa liviana a la madera con buenas propiedades de resistencia a la corrosión y al fuego..
• Acero : Las vigas de acero proporcionan una solución más pesada pero más resistente que las opciones alternativas.. En aplicaciones comerciales, el acero podría proporcionar la solución más rentable para vigas y también puede ser necesario para lograr luces más largas que los otros tipos de vigas..

Las calculadoras de vigas de madera SkyCiv se pueden utilizar para diseños de vigas de madera y de madera de ingeniería que forman los tipos más comunes de materiales para vigas.. Para el diseño de vigas de acero y vigas de acero conformadas en frío, se pueden utilizar las siguientes herramientas como calculadoras de vigas.:

• Cold Formed Steel Design Calculators:
• AISI S100-16 Purlin Design
• AS 4600:2018 Controlar y ajustar entradas para factores K
• EN 1993-1-3 Diseño de correas
• Calculadoras de diseño de acero
  • AS 4100 Calculadora de diseño de acero
  • AISC 360 Calculadora de diseño de acero
  • Calculadora de Vigas de Acero CSA S16-14

Normalmente un techo consta de vigas comunes que van desde la viga cumbrera hasta el alero de un tejado. Sin embargo, normalmente se requieren otros tipos de vigas para formar la estructura completa del armazón del techo y puede escuchar algunas de estas frases clave en el sitio de construcción o al diseñar..

Viga común

Los miembros de viga comunes tienen una longitud constante que va desde la cumbrera del techo hasta los aleros del techo..

Viga de cadera

Miembros diagonales que van desde la esquina de un techo hasta el final de una cumbrera..

Jack Viga

vigas de gato (también conocido como vigas enredaderas) no corra a lo largo de toda la pendiente. Hay varios tipos diferentes de vigas de gato.:

• Viga del valle Jack: viga de viga que va desde la cresta hasta el valle
• Viga Jack de cadera: viga de viga que va desde la viga de limatesa hasta el alero
• Paralizar a Jack Rafter: viga de viga que va desde la cresta hasta el valle

Vigas de techo

Aunque otra parte integral de la armadura del techo, Las vigas del techo no son un tipo de vigas, ya que se ubican dentro del edificio para sostener el techo. (interno) en lugar de las láminas del techo (externo). Están más protegidos de factores ambientales como el viento y la nieve que se resuelven mediante vigas de vigas..

Una tabla de cumbrera es un elemento no estructural que se utiliza para ayudar a sostener los extremos de las vigas.. Cuando se forma una armadura en el techo mediante el uso de amarres de vigas o amarres de collar, no se requiere que la cumbrera resista ninguna fuerza de diseño y solo necesita proporcionar rigidez y una superficie para clavar las vigas en posición de modo que puedan transferir fuerzas a sus vigas opuestas..

En el caso de que se desee un techo abierto estilo catedral y no haya tirantes horizontales, la estructura ya no funciona como una armadura.. En este caso la cumbrera requiere una viga estructural. (una viga de cumbrera) que se apoya en cualquiera de los extremos y proporciona un soporte final para las vigas.

• Calculadora de Capacidad de Carga de Vigas I
• Calculadora de diseño de aluminio
• Calculadora de diseño de andamios

SkyCiv ofrece una amplia gama de 3D Software de análisis estructural para ingenieros. Como una empresa tecnológica en constante evolución, estamos comprometidos con la innovación y desafiando los flujos de trabajo existentes para ahorrar tiempo a los ingenieros en sus procesos de trabajo y diseños.