Para qué se necesitan las vigas de madera para forjados: alcance, características de instalación y tipos

El uso de vigas de madera es esencial para la construcción de edificios fuertes y fiables. Estas vigas, que a menudo se construyen con madera maciza o productos de ingeniería de la madera, proporcionan a los suelos de los edificios residenciales y comerciales el apoyo crucial que requieren. Contribuyen a la distribución uniforme del peso y mantienen la integridad estructural de un edificio, garantizando que los suelos permanezcan seguros y estables.

Las vigas de madera para suelos tienen muchas aplicaciones. Suelen colocarse en viviendas, lugares de trabajo y otros tipos de edificios. Estas vigas son las preferidas por su robustez, resistencia y atractivo estético inherente. Las vigas de madera son una opción flexible para una gran variedad de proyectos, ya que pueden utilizarse tanto en nuevas construcciones como en renovaciones.

La instalación de vigas de madera requiere una preparación meticulosa y una ejecución exacta. Para garantizar una instalación correcta, las vigas deben medirse, cortarse y fijarse a las dimensiones exactas del espacio. También necesitan estar niveladas. Utilizar los instrumentos y métodos adecuados es crucial para evitar problemas como suelos desiguales o hundidos. Para garantizar un resultado superior, a menudo se recurre a profesionales para que se encarguen de la instalación.

Existen varios tipos de vigas de madera para suelos, y cada una tiene cualidades únicas. Mientras que las vigas de madera de ingeniería, como la madera laminada encolada (glulam) o la madera de chapa laminada (LVL), ofrecen resistencia y estabilidad adicionales, las vigas de madera maciza son más convencionales y tienen un aspecto atemporal. Las particularidades del proyecto, como los requisitos de carga, la longitud de la luz y las consideraciones económicas, determinarán el tipo de viga que se debe utilizar.

La toma de decisiones informadas para su proyecto de construcción o renovación puede verse facilitada por un conocimiento profundo de la importancia de las vigas de madera para forjados, así como de sus tipos, características de instalación y alcance. Puede construir una estructura de suelo que sea segura, duradera y visualmente bella eligiendo las vigas adecuadas y asegurándose de que se instalan correctamente.

Alcance	Características y tipos de instalación
Las vigas de madera para suelos se utilizan para soportar suelos en edificios residenciales y comerciales. Ayudan a distribuir el peso y proporcionan integridad estructural.	La instalación requiere una medición y un corte precisos, una fijación segura y una separación adecuada para garantizar la estabilidad. Los tipos incluyen vigas de madera maciza, vigas de madera de ingeniería y madera de chapa laminada.

Definición del concepto

La estructura portante horizontal que divide la altura del edificio es el techo. La distribución de la carga es su principal objetivo. El soporte principal, la viga, da a la estructura del edificio la rigidez necesaria y lo mantiene todo unido.

Ámbito de aplicación

Los suelos de vigas de madera se utilizan en:

• casas de veraneo, diseñadas para su uso en verano;
• edificios de entramado y troncos de madera;
• edificios prefabricados
• Edificios utilitarios – taller, casa de baños, granero, dependencias.

En las viviendas construidas con ladrillo o bloques de silicato de gas, suelen colocarse vigas de madera entre los pisos si la resistencia de los cimientos no está pensada para suelos pesados.

Para que los forjados sean estables y tengan soporte durante la construcción, las vigas de madera para forjados son necesarias. Evitan el deterioro estructural y el hundimiento distribuyendo equitativamente el peso del edificio. Para garantizar que estas vigas encajen bien y ofrezcan suficiente apoyo, la instalación requiere una planificación meticulosa y medidas exactas. Dependiendo de los requisitos particulares del proyecto, los diferentes tipos de vigas de madera, como la madera maciza, la madera de ingeniería y la madera de chapa laminada, ofrecen diferentes beneficios. Comprender el alcance, las características de instalación y las variedades de vigas para forjados de madera es imprescindible para construir edificaciones resistentes y seguras.

Variedades

Además de absorber parte de la fuerza directamente sobre sí mismos, los forjados de vigas también transmiten parte de la fuerza a través de los muros y hacia los cimientos. Son comparables a los diafragmas de rigidez, que garantizan el edificio de la fuerza requerida.

Por finalidad

El suelo se produce sobre la base de las habitaciones divididas:

1. Sótano o sótano. Para este tipo de locales, la máxima resistencia de las vigas es importante, por lo que se seleccionan elementos de sección potente. También necesitamos una capa de aislamiento térmico fiable y un sustrato impermeabilizante. Se puede colocar un solapamiento de madera sobre las vigas de metal o reducir la distancia entre depósitos calculada.
2. Intersectivo. En este caso, las vigas son corderos para el suelo y sirven de separación entre plantas. El aislamiento térmico y acústico se coloca necesariamente entre ellos.
3. Ático. El solapamiento separa la vivienda de un ático sin calefacción. El principal requisito es garantizar el aislamiento térmico. Para evitar la condensación de humedad en el espesor del aislamiento, es necesario colocar una película de barrera de vapor.

Crucial! Un forjado de vigas en el ático sólo es necesario cuando se construye una cubierta inclinada. Las baldosas se aconsejan para superficies planas.

Por tipo de madera

Normalmente, se utilizan coníferas para fabricar vigas:

Las mejores calidades se encuentran en el alerce. Sin embargo, estas materias primas son bastante caras. Se considera que el pino es el material más barato.

La madera debe secarse adecuadamente y tratarse con compuestos específicos para mejorar los parámetros técnicos y operativos.

Según el tipo de transformación de la madera

Existen dos categorías de vigas:

1. Una pieza. De madera caducifolia o de conífera. Tienen una limitación en la anchura del vano (no más de 5 m). Ventajas: precio asequible, respeto por el medio ambiente.
2. Encolado. La resistencia de una estructura de este tipo es mucho mayor, por lo que la anchura admisible de los forjados aumenta hasta 20 m.

Las formas de los elementos varían (sección):

1. Cuadrado.
2. Rectangular.
3. Ovalada.
4. Redonda.
5. Vigas en I.

• Las vigas rectangulares se consideran las líderes en frecuencia de uso. Esta sección es la más adecuada para cualquier tipo de suelos.
• Los troncos de diferentes diámetros tienen una sección transversal ovalada o redonda. Este material se utiliza para el arreglo de forjados de áticos o buhardillas. El tronco también sirve como elemento decorativo; un techo de este tipo no requiere limado.
• La sección cuadrada casi nunca se utiliza; está menos adaptada que otras al diagrama de los esfuerzos internos de la viga.
• Las vigas en I están pensadas para estructuras entre forjados.

Viga encolada

El número de capas de material encolado determina el grosor de la viga. El proceso se realiza mediante prensado. Entre las ventajas de esta tecnología se incluyen una mayor resistencia y la capacidad de crear vigas con secciones variables y curvadas.

La madera laminada encolada funciona bien para cortar, clavar y serrar. También ofrece una larga lista de ventajas

• ligereza;
• facilidad de instalación;
• capacidad para trabajar con grandes luces
• seguridad contra incendios;
• larga vida útil;
• resistencia a la deformación.

Gracias a la superficie lisa de la madera laminada, puede crear una decoración de moda sin necesidad de coserla. Es imprescindible tener en cuenta la ausencia de vigas. En la producción se utiliza cola a base de formaldehído, lo que disminuye su respeto por el medio ambiente.

Este artículo contiene información adicional sobre las vigas de suelo encoladas.

Madera contrachapada

La viga no se tuerce porque se utiliza madera contrachapada. La sustancia se utiliza en la producción de vigas en I. La madera contrachapada se utiliza para crear una pieza en bruto, que da rigidez a la estructura. Se mecaniza una viga de madera con una ranura de la forma requerida y, a continuación, se fijan los componentes.

Atributos principales:

• tamaño 80mm/200mm;
• longitud a partir de 1.de 5 m a 6 m (estándar de 3 m);
• la balda está hecha de madera (madera de conífera);
• rigidizador – contrachapado de abedul FSF 24 mm – 27 mm;
• peso 5.5 kg/lg. m.

La asequibilidad de las materias primas, la gran capacidad de carga de la viga y la ausencia de torsión de los elementos son las ventajas de utilizar madera contrachapada. Contras: podría haber pequeños agujeros, enredos o bolsas de aire internas en el material.

OSB/OSB

El uso de vigas OSB/OSB en forma de H es una opción adicional. Este tipo de diseños son ligeros. Una viga en I de 6 metros, por ejemplo, no pesa más de 6 kg.

La facilidad de transporte e instalación de estas vigas es su segunda ventaja. Como resultado, se reducen tanto los gastos como las horas de trabajo.

En comparación con una estructura de madera, la resistencia de una viga con un refuerzo vertical de OSB es considerablemente mayor. No hay bolsas de aire internas, higroscopicidad ni delaminaciones en la pared de OSB.

El tablero OSB sólo tiene un coeficiente de hinchamiento del 15%. Sigue teniendo todas sus propiedades de resistencia después de un día en el agua. La chapa es más respetuosa con el medio ambiente, biológicamente resistente e ignífuga. Se utilizan tornillos y grapas para mantener el material en su sitio.

De tablas

Cuando se considera la longitud de la distancia solapada, la tabla no es tan buena como la madera laminada. No puede superar los 4-6 metros. La posibilidad de partir y modificar los tableros para alterar el grosor de la viga es una ventaja.

Se utilizan uniones atornilladas con arandelas de goma o plástico para unir los elementos. Además de evitar que la humedad dañe las fijaciones y provoque corrosión, las arandelas impiden que la tuerca se introduzca en la madera al apretarlas. Las tablas de 50 mm de grosor y 100-200 mm de ancho se utilizan para suelos.

Por su diseño

Las vigas y las cerchas son las dos formas principales de estructuras de suelos de madera en las que hay que hacer hincapié. Para luces de 2.Se emplean vigas de hasta 6 m de longitud. Si la luz es mayor, se aconseja instalar una cercha de madera o utilizar materiales de madera de chapa laminada.

Las vigas horizontales que componen la estructura de la cercha se colocan a varios niveles. Uniones de madera verticales e inclinadas unen las vigas. La cercha es más resistente a las deformaciones, facilita el diseño y utiliza menos material. Las diferentes cerchas del suelo incluyen:

• contorno exterior;
• tipo de rejilla;
• tipo de soporte;
• finalidad.

Las principales ventajas de un diseño de vano largo son su gran rigidez, la menor carga sobre las paredes y los cimientos, la posibilidad de montaje en el suelo y la rapidez de instalación sin necesidad de mecanismos adicionales.

Requisitos y normativa

Los documentos normativos especifican los requisitos que deben cumplir las vigas de madera. El proceso de fabricación cumple con GOST 4981-87. El componente debe tener:

1. Alta resistencia y rigidez. La estructura debe soportar cargas variables y constantes. Por ejemplo, equipos, muebles, peso de los elementos de construcción de la casa. Tampoco debe haber desviaciones bajo la carga de diseño.
2. Propiedades de insonorización y buen aislamiento térmico. Los materiales modernos con estas características se colocan en el espacio entre vigas.
3. Alto nivel de seguridad contra incendios. Para ello, la madera debe impregnarse varias veces con retardantes del fuego.

Las vigas deben inspeccionarse para detectar daños y defectos.

A continuación se enumeran las condiciones de fabricación y funcionamiento:

1. SNiP II-25-80 describe las normas de diseño, las características de la madera utilizada y las condiciones de funcionamiento.
2. GOST 16588-91 (ISO 4470-81) establece métodos para determinar el contenido de humedad de las piezas.
3. GOST 2140-81 contiene una descripción de la clasificación, términos y métodos para medir los defectos visibles de la madera.
4. GOST 20850-84 está dedicado a las normas y requisitos para la fabricación de estructuras adhesivas de madera.
5. GOST 2695-83 – especificaciones técnicas para madera dura aserrada.
6. GOST 8486-86 establece los requisitos técnicos para la madera aserrada de coníferas.

Existen normas estatales que regulan todos los aspectos de la utilización de vigas para forjados.

Características y dimensiones principales

La longitud máxima de un elemento sin soportes es un indicador crucial. Según el tamaño del vano.

Cuando se construye un suelo de madera se utilizan parámetros de funcionamiento de la tabla y la madera. 50 x 150 mm, 50 x 200 mm y 100 x 150 mm, por ejemplo. Cuando se cubren aberturas no mayores de 4 metros, estas medidas cumplen las normas.

El tamaño mínimo de la madera es de 10 por 7 cm. Este componente tiene una luz de 2 m.

Se requiere una medida máxima de 25 por 18 cm para un vano de 7 metros. Las dimensiones más utilizadas en la construcción de suelos son 150 x 100 mm o 150 x 150 mm. La altura de la viga determina la resistencia del suelo.

Normas actuales del sector para las dimensiones de las vigas:

• 100x150x4.50 m;
• 100x200x4.50;
• 150x150x4.50;
• 150x200x4.50;
• 100x150x6.00;
• 100x200x6.00;
• 150x200x6.00;
• 200x200x6.00.

nivel máximo de carga:

• techos de sótanos y entrepisos es de 210 kg/1 m2. m;
• ático – 105 kg/1 m2. m.

Crucial! Un nivel de deflexión de 0.004 m/1 p. m. es el máximo. Utilizar el solapamiento es arriesgado si el valor calculado es superior.

Debe realizar un cálculo para hallar la sección transversal. Su altura se mide normalmente dentro del 4-5 por ciento de la longitud del vano. Las correas de gran sección se utilizan para cubrir vanos de más de 6 metros, incluidos los de 8 metros.

Cálculo

Es mejor hacer el cálculo de costes durante la fase de diseño. La longitud de la viga, la separación entre dos elementos y las cargas actuantes son los datos de entrada necesarios para completar el cálculo.

Mida la luz y añada el solapamiento al valor que resulte para el relleno en las paredes para obtener la longitud. Por ejemplo, la profundidad de relleno para muros de carga compuestos de ladrillo y bloques de construcción es de 150 mm, mientras que la profundidad de relleno para una estructura de madera es de 70 mm.

Las vigas se calculan para el lado corto de una estructura rectangular. El paso de colocación determina la separación entre elementos y la cantidad. Rango ideal: 40 a 110 cm.

Cargas

Hay dos tipos de cargas: el peso permanente de la estructura y el peso transitorio de las personas y los objetos. Los proyectistas realizan cálculos precisos; en la construcción privada se seleccionan indicadores medios.

La indicación para áticos no residenciales es de 150-200 kg/kV m. El indicador de carga debe ajustarse a 250 kg/1 kV. m cuando se guardan materiales u objetos en el ático. El rango de carga para el ático, sótano o entrepiso es de 350-400 kg/1 sq. m.

Se utilizan tablas para determinar la sección que debe utilizarse en función del cálculo de la carga y de la distancia entre las vigas.

Es necesario redondear más.

Ejemplos y fórmulas

Para realizar la prueba de resistencia se utiliza la siguiente fórmula:

• M – momento flector (kgf/m);
• W – momento de resistencia (cubo. cm);
• RD = 130 kgf/1 kV. m (resistencia a la flexión para madera de conífera).

Se utiliza su propia fórmula para determinar el momento flector computado:

Se ha utilizado la información original:

• Longitud del vano: 4 m;
• El paso entre las vigas es de 600 mm;
• La sección de la viga portante es 0.15 × 0.2 m;
• Carga reguladora temporal – 250 kg/1 kV.m;
• carga estándar del peso de los tabiques – 75 kg/1 m2.m.

Peso propio por metro cuadrado de suelo

600 x 0.05 + 15 x 0.1 + 600 x 0.019 + 1000 x 0.01 = 52.9 kg/cuadrado.m.

El peso de 1 metro cuadrado es igual a 0.15 x 0.2 x 600 = 18 kg.

Carga del suelo por kW.m. es 52.9 + 250 + 75 = 377.9 kg/m2.m.

La carga dividida por la longitud de la viga, gн, es igual a 377.9 × 0.6 + 18 = 244.74 kg/p.m.

Momento de flexión de la viga. M = 489.48 kg/m = 244.74×42 / 8.

W es 489.48 × 100/130, o 376.523 cm³.

La sección transversal se ha calculado utilizando las tablas siguientes:

Una viga rectangular de 12 x 15 cm (W = 450 cu. cm) es adecuado en este ejemplo.

Ahora hay que calcular la flecha de la viga mediante la siguiente fórmula:

• g – carga estándar, kgf/m;
• E – módulo de elasticidad de la madera, kgf/1 kW. m (100000);
• J – momento de inercia de la viga, cm^4 (3345).

Antes de comenzar los cálculos de las dimensiones, se debe seguir lo siguiente:

• gn = 244.74 kg/p.m = 2.4474 kgf/cm.
• l = 4 m = 400 cm.

Introduce los valores en la fórmula para obtener el siguiente resultado:

5/384)x(2.4474×400^4)/(100000×3345) = 2.4388 cm es el valor de f.

Compáralo con la flecha máxima de la tabla.

= (1/250)x400 = 1.6 cm es la fpr.

En conclusión, es necesario aumentar la sección transversal a 12 x 18 cm (J = 5830). Vuelve a hacer el cálculo:

F = (5/384) x (100000×5830) / (2.4474×400^4) = 1.3992 cm. El resultado no alcanza el límite superior. Se requiere una sección de 12 x 18 cm.

Un vídeo relativo a los cálculos:

Cómo hacer la instalación?

Al colocar el suelo de madera, debe:

1. Comience la instalación por las vigas exteriores y continúe con las intermedias.
2. Coloque los elementos estrictamente horizontales.
3. Mantener claramente el paralelo y el paso entre dos barras.
4. Utilizar materiales aislantes en los lugares de contacto con las superficies portantes.
5. Cortar los extremos de la viga con un ángulo de 60°-70.
6. Fijar cada 3 vigas a la pared con un perno de anclaje.

Debe utilizarse una herramienta de fijación durante el proceso de fijación de los elementos:

• clavos;
• tornillos;
• tornillos autorroscantes;
• tacos (plástico y metal);
• pernos de anclaje;
• esquinas metálicas;
• soportes en forma de U;
• chavetas de madera.

El metal utilizado para fabricar los elementos de fijación debe ser robusto y resistente a la oxidación.

Crucial! Las esquinas deben tomarse con un mínimo de dos márgenes de seguridad. El elemento sólo puede soportar dos veces el peso calculado.

Dependiendo de los requisitos del diseño y del tipo de pared, se elige el método de fijación:

1. La fijación de las vigas a partir de una barra en el cinturón blindado se realiza mediante placas de anclaje con revestimiento anticorrosión.
2. Para fijar una barra a estructuras de ladrillo y hormigón, se utilizan fijaciones angulares. En este caso, los tornillos autorroscantes y los clavos se sustituyen por anclajes mecánicos. Para hormigón, necesitará tacos fuertes (de plástico) para tornillos autorroscantes y un taladro con función de martillo perforador.
3. Para fijar una barra a una pared de madera, necesitas sujetadores perforados (planos o de esquina). También necesitarás tornillos, tornillos autorroscantes y clavos.
4. Si la pared es de cartón-yeso u hormigón celular, deberá preparar tornillos con rosca en toda su longitud. La segunda opción es anclajes químicos o mecánicos.
5. Con el método de fijación suspendida, se necesitan placas metálicas.

Ventajas y desventajas

Entre las principales ventajas del elemento cabe destacar las siguientes

• bajo peso propio;
• no se requiere equipo de elevación durante la instalación;
• lo que ahorra tiempo de instalación;
• posibilidad de realizar reparaciones durante el funcionamiento;
• respeto al medio ambiente;
• coste relativamente bajo.

Inconvenientes:

• inflamabilidad y, en consecuencia, necesidad de tratamiento con retardantes del fuego;
• menos duraderas que las estructuras metálicas;
• deformación y contracción del material con los cambios de temperatura o humedad;
• susceptibilidad a la microflora patógena.

Cabe mencionar que se requiere un cálculo exacto.

Precios medios

una viga en I de 6 metros de longitud fabricada con madera cepillada en seco cuesta entre 310 y 360 rublos por metro lineal. El coste por metro cuadrado sube de 330 rublos a 380 rublos si la viga está bioprotegida.

Precio de la viga junto con:

• Estante de madera OSB (longitud hasta 6 m) a partir de 265 RUR. hasta 355 rub. por lineal. m.
• Estante de madera OSB (longitud hasta 12 m) desde 365 RUR. hasta 455 rub. por lineal. m.
• Estante hecho de barras LVL (longitud hasta 12 m) desde 425 rublos. hasta 465 RUR. por lineal. m.
• Estante ancho hecho de barras LVL (longitud hasta 12 m) desde 525 rublos. hasta 585 rub. por.m.

• sección 185×120 mm, 185×160 mm, 185×202 mm, 185×240 mm, 140×202 mm, 140×160 mm – 36.000 RUB./cubo. m;
• sección 240×202 mm, 240×240 mm, 280×202 mm, 280×240 mm, 240×202 mm, 280×202 mm – 38.000 RUB./cubo.m.

Componente clave de muchos proyectos de construcción, las vigas de madera para forjados proporcionan a las estructuras la estabilidad y el apoyo necesarios. Debido a su adaptabilidad, pueden utilizarse tanto en entornos residenciales como comerciales. Su proyecto será duradero si conoce sus tipos, características de instalación y alcance.

Es esencial planificar con antelación y llevar a cabo con precisión la instalación de vigas de madera para suelos. Los suelos irregulares y el pandeo pueden evitarse espaciando y fijando correctamente las vigas. Además, elegir el tipo de madera y el tratamiento adecuados garantiza que las vigas puedan soportar el peso y los factores ambientales a los que se enfrentarán.

Hay varios tipos de vigas de madera para forjados a tener en cuenta, y cada uno tiene sus propias ventajas. Mientras que las vigas de madera de ingeniería proporcionan mayor resistencia y estabilidad con menos peso, las vigas de madera maciza son más convencionales y robustas. Las vigas de madera de chapa laminada (LVL) son perfectas para vanos más largos y cargas más pesadas gracias a su excepcional consistencia y durabilidad.

En conclusión, las vigas de madera son esenciales para la integridad estructural y la longevidad de un edificio. Puede construir una base sólida y fiable para sus suelos seleccionando el tipo adecuado e instalándolo de acuerdo con las mejores prácticas. En el sector de la construcción, las vigas de madera siguen siendo una opción popular y práctica tanto para nuevas construcciones como para renovaciones.

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