Calcola Travi | Come Determinare La Lunghezza Della Trave

Calcola Travi | Come Determinare La Lunghezza Della Trave

Sebbene l’architettura presenti sempre nuovi concetti per le case unifamiliari e plurifamiliari, la casa con tetto a due falde rimane lo standard nella costruzione fino ad oggi. È necessaria una capriata del tetto in legno con un tetto a due falde. Il carico principale del tetto viene dissipato dalle travi, le travi inclinate. Come calcolare le travi, imparerai in questo testo.

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Come calcolare le travi?

Il tipo, il numero e la sezione delle travi dipende dal carico che sopportano nelle condizioni massime. Il carico crea sollecitazioni di flessione sulle travi. Come base viene sempre utilizzato il carico agente verticalmente sulla superficie proiettata per metro quadrato. Questo è importante da ricordare: più appuntito è il tetto, più lunga sarà la trave posta sotto il metro quadrato proiettato. Tuttavia, aumenta anche la sollecitazione di compressione sugli arcarecci. Nel complesso, il calcolo di una capriata del tetto è un compito impegnativo che dovrebbe essere svolto da un ingegnere strutturale.

Per calcolare la trave sono necessari i seguenti fattori:

  • zona di carico neve
  • lunghezza della trave
  • angolo del tetto
  • pelle del tetto
  • tipo di tetto
  • Sezione delle travi
  • Distanza delle travi tra loro
  • materiale delle travi
  • Riserve di espansione per carichi aggiuntivi (fotovoltaico, solare termico)

zona di carico neve

In quale zona di carico neve si trova la casa?

Questa domanda è proprio all’inizio del calcolo delle travi. L’Europa è divisa nelle cosiddette “zone di carico di neve”. Dipendono essenzialmente dall’altezza sul livello del mare a cui è costruita la casa. Inoltre, le zone di carico neve sono assegnate anche a regioni specifiche. C’è una mappa dell’Europa che mostra le zone di carico della neve. 

Devi sapere:  dieci centimetri di neve fresca fresca producono già 100 kg per metro quadrato, che corrispondono a un kilonewton (kN). Dieci centimetri di neve vecchia compattata possono pesare fino a 300 kg. L’esatta zona di carico della neve può essere ottenuta anche presso il municipio locale.

Determina la lunghezza della trave

La lunghezza del travetto è la  diagonale tra il colmo ei punti di gronda . Solo la distanza tra questi due punti è rilevante per il calcolo della statica. Ciò significa: la trave può sporgere oltre entrambi i punti. Questo è in gran parte irrilevante per la statica. L’enfasi è su “il più lontano possibile”: può avere senso estendere la trave ben oltre il bordo della cresta. Ad esempio, puoi installare contemporaneamente un vestibolo o un posto auto coperto. Tuttavia, le forze di leva che si verificano devono a loro volta essere incluse nella statica generale. Se necessario, la trave viene fissata con un supporto aggiuntivo.

Più il tetto è appuntito, minore è il carico di neve. D’altra parte, le travi si allungano e la pressione del vento aumenta. Più piatto è il tetto, più travi più corte puoi usare. D’altra parte, lo spazio utile sotto il tetto si riduce fino a non poterlo praticamente più utilizzare. Inoltre, la copertura del tetto desiderata a volte determina l’inclinazione minima del tetto.

Formula per l’angolo del tetto

L’angolo del tetto è l’angolo tra la linea retta che collega le travi di colmo trasversalmente alla loro direzione e le travi. Non è l’angolo del tetto. Con un tetto simmetrico, invece, si può facilmente dedurre l’angolo alla sommità del tetto:  180 – 2 x angolo del tetto = angolo alla sommità del tetto .

In questo modo, avrai un’idea migliore di quanto sarà appuntito o piatto il tetto in seguito. Tuttavia, questo angolo è irrilevante per determinare la lunghezza della trave.

I seguenti angoli minimi del tetto si applicano alle comuni coperture del tetto:

  • Pannelli in fibrocemento: 25°
  • Ardesia naturale: 22°
  • Tegole in cemento: 22°
  • Tegole: 22° – 30°
  • Piatti di plastica: 15°
  • Lastre trapezoidali: 4°-7°

Questo mostra quanto sia importante determinare il materiale di copertura.

Calcola travi

Dopotutto, determinare la lunghezza della trave è abbastanza semplice. La trave forma l’ipotenusa in un triangolo rettangolo. L’angolo del tetto è formato tra la trave e il lato adiacente. La lunghezza del travetto può essere calcolata con l’aiuto della legge dei coseni “gamba adiacente  / ipotenusa = coseno” :  Angolo del tetto = distanza tra il punto di gronda e la trave di colmo / travetto

Queste forme vengono semplicemente convertite per determinare la lunghezza della trave e ottieni:

Travetto = distanza tra il punto di gronda e la trave di colmo/angolo del tetto

Al contrario, ciò si traduce anche nell’altezza del tetto. La perpendicolare tra la sommità del tetto e il solaio forma il lato opposto del triangolo.  Qui si applica la legge del seno “gamba opposta / ipotenusa = seno” . In alternativa, puoi usare il teorema di Pitagora.

Quando si determina la lunghezza del travetto, viene ora aggiunta la sporgenza desiderata. Ora è necessario determinare la sezione trasversale. Ciò richiede il tipo di tetto, la distanza desiderata tra i travetti e il materiale delle travi.

tipi di tetto

La costruzione del tetto più semplice è il tetto ad arcarecci. Gli arcarecci sono travi che attraversano le travi e forniscono il supporto per loro. Tuttavia, gli arcarecci devono essere supportati. Ciò occupava spazio e limitava l’usabilità della capriata del tetto. Le travi sono particolarmente leggere con un tetto ad arcarecci.

tetto ad arcareccio

Il tetto a travetti non ha arcarecci centrali o travi di colmo. Le travi si incontrano bruscamente e si sostengono a vicenda. Inoltre, le assi che attraversano le travi sono inchiodate al lato delle travi a metà delle travi. Un tetto con travi a collare è l’ideale per ampi spazi sottotetto. Consentono luce, ampi spazi. Con una pianificazione intelligente, è persino possibile una soffitta aggiuntiva. Tuttavia, le sollecitazioni di flessione sulle travi non supportate sono piuttosto elevate

Anche il tetto a travi non ha arcarecci e travi a collare. Le travi si incontrano bruscamente. Questa costruzione è staticamente molto critica e richiede un’esecuzione precisa. Le sollecitazioni di flessione sulle travi sono piuttosto elevate, motivo per cui il tetto a travi è adatto solo per tetti di piccole dimensioni.

tetto a travetti

Distanza tra le travi

Come progettista di una casa, hai un legittimo interesse a costruire una struttura del tetto con il minor numero possibile di travi. Meno travi utilizzate, maggiore è la distanza tra loro. Ciò consente l’installazione di finestre o abbaini sempre più grandi. Inoltre, una capriata del tetto con meno travi è più veloce da erigere. Naturalmente, le travi devono essere più stabili quanto meno sono installate. Questa stabilità si ottiene attraverso il materiale e/o la sezione trasversale delle travi.

Materiale delle travi

Naturalmente, il legno è il materiale da costruzione comune per le strutture del tetto. Ma ci sono grandi differenze nella stabilità dei tipi di legno. Il materiale comune per le travi oggi sono i tronchi di abete o di abete tagliati. Le travi lamellari vengono utilizzate solo quando sono richieste travi di particolare spessore.

Abete, pino, douglas e abete sono il legno standard utilizzato oggi per le capriate del tetto a causa della disponibilità e del prezzo basso. La quercia, che era comunemente usata, oggi è praticamente irrilevante. Con 13 – 17 N/mm², hanno tutti una sollecitazione di flessione paragonabile, che è completamente sufficiente per l’uso come una normale capriata del tetto. Essendo il legno massello, la resistenza delle travi ricavate da esso è limitata. Le seguenti dimensioni delle travi del rafter sono oggi disponibili come standard:

Dimensioni travettiMassimo sollecitazione flessionale (in kN/mm²)Costi (per metro lineare in euro)
40 mm x 60 mm (2400 mm²)31.2 – 40.81.60
60 mm x 60 mm (3600 mm²)46.8 – 61.22.40
60 mm x 80 mm (4800 mm²)62.0 – 81.63.20
60 mm x 100 mm (6000 mm²)78.0 – 1024.00
60 mm x 120 mm (7200 mm²)93.6 – 122.44.80
60 mm x 140 mm (8400 mm²)109.2 – 142.85.60
60 mm x 240 mm (14400 mm²)187.2 – 244.89.50
80 mm x 80 mm (6400 mm²)83.2 – 108.84.30
80 mm x 100 mm (8000 mm²)104,0 – 136,05.30
80 mm x 120 mm (9600 mm²)124,8 – 163,26.40
80 mm x 140 mm (11200 mm²)145,6 – 190,47.40
80 mm x 160 mm (12800 mm²)166,4 – 217,68.50
80 mm x 200 mm (16000 mm²)208,0 – 272,010.60
80 mm x 240 mm (19200 mm²)249,6 – 326,412.70
100 mm x 100 mm (10000 mm²)130,0 – 170,06.70
100 mm x 120 mm (12000 mm²)156,0 – 204,08.00
100 mm x 140 mm (14000 mm²)182,0 – 238,010.00
100 mm x 160 mm (16000 mm²)208,0 – 272,010.60
120 mm x 120 mm (14400 mm²)187.2 – 244.810.00
120 mm x 200 mm (24000 mm²)312.0 – 408.016.00
140 mm x 140 mm (19600 mm²)254,8 – 333,213.00
140 mm x 240 mm (33600 mm²)436.8 – 517.222.50

Se le sollecitazioni di flessione richieste non sono riportate in questa tabella, è necessario utilizzare un traliccio lamellare o una trave in acciaio a doppia T. Attenzione: in tutto il settore edile, i fattori statici non devono mai essere arrotondati per difetto, ma devono essere sempre arrotondati per eccesso!

Le travi e le travi del tetto sono sempre installate “in posizione verticale”, mai “sdraiate”!

Nel caso di travetti tagliati per poggiare su un arcareccio, la perpendicolare dal bordo tagliato al legno massiccio deve essere sottratta dall’altezza del travetto! Altrimenti costruisci molti punti di rottura predeterminati nel tetto, che prima o poi diventano evidenti!

Per calcolare le travi, viene determinato il carico massimo previsto (carico da neve, listelli, rivestimento del tetto, isolamento, cassaforma interna, carichi aggiuntivi come moduli solari…) e da questo viene calcolata la sollecitazione di compressione per metro quadrato. La distanza tra le travi desiderata viene sfalsata rispetto a questa. Ciò fornisce un’area della sezione trasversale della trave. L’altezza e la larghezza della trave vengono lette dall’area della sezione trasversale. Infine, il bordo tagliato per il supporto dell’arcareccio deve essere compreso nell’altezza del travetto.

Conclusione: non prenderla alla leggera!

Non è consigliabile fare affidamento su regole pratiche o formule semplificate durante il calcolo delle travi. Soprattutto come profano, gli errori possono insinuarsi rapidamente, rendendo la costruzione inutilmente costosa o mettendo in pericolo la sua statica. Questo articolo ha lo scopo di aumentare la consapevolezza e la sensibilità per lasciare questi compiti a un ingegnere strutturale professionista. Questo è sempre denaro ben investito e dà una sensazione di sicurezza quando si costruisce una casa.