Calculadora de extensão de viga

O Apêndice R502 do Código Residencial Internacional publica tabelas prescritivas de vãos que fornecem vãos livres máximos para espécies, tamanhos, espaçamentos e condições de carga comuns de madeira. Estas tabelas baseiam-se em dois limites independentes: tensão de flexão (resistência) e deflexão (rigidez). O limite de controle é aquele que fornece o intervalo mais curto. Para a maioria das vigas de piso residenciais, a deflexão governa - o que significa que a rigidez, e não a resistência total, é o que limita a extensão da viga. As tabelas assumem uma carga distribuída uniforme expressa em libras por pé quadrado, e não cargas pontuais concentradas. Eles também assumem madeira de qualidade padrão - a classe nº 2 é a linha de base para a maioria das aplicações residenciais, com a nº 1 permitindo vãos um pouco mais longos. Usar as tabelas corretamente significa identificar seu grupo de espécies, classe, tamanho da viga, espaçamento e carga viva e permanente combinada e, em seguida, ler o vão máximo correspondente. Em caso de dúvida, reduza o tamanho para o próximo espaçamento comum (por exemplo, de 24 polegadas a 16 polegadas OC) em vez de tentar espremer a última polegada para fora da mesa.

O limite de deflexão L/360 significa que a viga pode ceder no máximo o comprimento do vão dividido por 360 apenas sob carga dinâmica. Para uma extensão de 15 pés (180 polegadas), isso é no máximo 0,5 polegadas. Este limite foi desenvolvido para evitar rachaduras nos tetos de gesso – é uma meta de rigidez, não uma margem de segurança. L/480 é um limite mais rigoroso usado quando o piso suporta ladrilhos de cerâmica ou pedra, que racha nas linhas de argamassa se o contrapiso desviar mais de L/480 sob carga dinâmica. O padrão da calculadora é L/360 para uso geral; mude para L/480 manualmente se estiver planejando uma instalação de ladrilhos. Observe que L/360 e L/480 se aplicam apenas à deflexão de carga dinâmica — a deflexão total de carga (ativa mais morta) é normalmente limitada a L/240 pela maioria dos códigos de construção, o que é menos restritivo e raramente é aplicável na construção residencial. Verifique sempre a sua alteração local ao IRC, uma vez que algumas jurisdições adotaram critérios de deflexão mais rigorosos.

Nem toda madeira dimensional é igual. Douglas Fir-Larch e Southern Yellow Pine são as duas espécies mais fortes comumente disponíveis nos EUA. Ambos têm valores de tensão de flexão admissíveis (Fb) em torno de 900–1.150 psi para o grau nº 2 e valores de módulo de elasticidade (MOE) em torno de 1,6–1,9 milhões de psi. Spruce-Pine-Fir e Hem-Fir são notavelmente mais fracos – seus valores Fb e MOE são 10–20% mais baixos, o que se traduz diretamente em vãos que são 5–10% mais curtos no mesmo tamanho e espaçamento. A nota também importa: o número 2 é o padrão residencial; O nº 1 permite vãos um pouco mais longos (cerca de 3–5%) porque tem menos nós e menores. O teor de umidade na instalação afeta o desempenho a longo prazo - a madeira de estrutura é normalmente vendida com até 19% de teor de umidade (superfície verde ou S-GRN) ou seca em estufa até 15% (KD-15). A madeira molhada encolhe à medida que seca em serviço, o que pode causar estalos nos pregos, rangidos no piso e lacunas de encolhimento visíveis nas vigas dos aros. Para sistemas de piso, especifique KD-15 ou superior sempre que estiver disponível em sua região; o modesto preço premium compensa rapidamente em retornos de chamada e retornos de chamada reduzidos.

As vigas I de madeira projetada (as marcas incluem TJI, BCI e AJS) são feitas de teias de painéis de fibras orientadas coladas entre madeira maciça ou flanges LVL. Eles se estendem mais longe do que a madeira dimensional da mesma profundidade, não têm coroa ou urdidura e permitem furos maiores para passagens mecânicas através da teia. As profundidades típicas das vigas I variam de 9,5 a 16 polegadas, com vãos permitidos de 20 a 28 pés com espaçamento de 16 polegadas sob cargas residenciais padrão. A compensação é o custo - as vigas I normalmente funcionam de 20 a 40% mais do que a madeira dimensional por pé linear, embora os vãos mais longos possam eliminar uma viga no meio do vão e suas colunas de suporte, compensando parte do custo. Para vãos de até 16 a 17 pés, a madeira dimensional é geralmente a escolha mais econômica; além disso, as vigas I tornam-se competitivas. As vigas projetadas também exigem ferragens de suspensão específicas e não devem ser entalhadas ou perfuradas da mesma forma que a madeira dimensional - siga sempre o guia de instalação do fabricante.

O IRC R502.6 exige vigas duplas sob paredes paralelas, em aberturas no piso com largura superior a 4 pés e ao redor de aberturas de escadas. As vigas duplas aumentam efetivamente a rigidez e a capacidade de flexão, transportando a carga em dois membros lado a lado, e devem ser fixadas entre si com pregos 16d ou parafusos estruturais com espaçamento de 12 polegadas, apoiando-se totalmente no mesmo suporte. Para cargas pontuais de postes ou colunas apoiadas em vigas de piso, tabelas prescritivas de vãos não se aplicam — a viga deve ser projetada como uma viga simples usando a magnitude e localização reais da carga, ou um engenheiro estrutural deve revisar a conexão. Banheiras, especialmente modelos de ferro fundido que podem pesar 400 libras vazias e conter 300 libras de água, e aquecedores de água são os infratores de carga pontual mais comuns na construção residencial. Uma regra prática: quando uma carga excede 200 libras concentrada em menos de três vigas, duplique ou triplique essas vigas e confirme o comprimento de apoio adequado em cada suporte. O comprimento do rolamento sob uma viga dupla deve ser de pelo menos 1,5 polegadas em madeira e 3 polegadas em alvenaria, de acordo com IRC R502.6.2.