Cálculo de vigas de madera laminada
Sobre el cálculo de vigas de madera laminada
La calculadora de vigas de madera laminada permite estimar el volumen de madera necesario para las paredes exteriores, los tabiques interiores y los hastiales de una casa o sauna. El cálculo tiene en cuenta la distribución del edificio, las dimensiones de las vigas, el número de hiladas y las características de las uniones perfiladas. También determina la superficie de las paredes y la longitud estimada de la cinta de sellado entre hiladas.
El volumen de madera se calcula en metros cúbicos (m³) a partir de las dimensiones totales del material. Así se puede estimar la cantidad que debe comprarse considerando la altura completa de cada pieza, aunque su altura útil después del montaje sea menor.
Criterios de cálculo y recomendaciones
Cálculo de la longitud de paredes y tabiques
Paredes exteriores. Su longitud total se determina mediante las dimensiones exteriores de un edificio rectangular. La longitud A y la anchura B se introducen en metros. Para todas las distribuciones se utiliza esta fórmula:
Lext = 2 × (A + B)
Por ejemplo, en una casa de 8 × 7 m la longitud total de las paredes exteriores es de 30 m. El volumen de madera se calcula según todo el perímetro exterior, sin descontar los solapamientos de las esquinas.
Tabiques interiores. Su longitud total depende de la distribución seleccionada. Se resta dos veces el espesor de la pared exterior de la distancia interior. Si hay varios tabiques, se consideran la posición y longitud de cada tramo.
Se aplican las siguientes relaciones:
- Distribución 1: sin tabiques interiores.
- Distribución 2: la longitud del tabique es
B - 2text. - Distribución 3: al valor
B - 2textse añade el desplazamiento AB. - Distribución 4:
A - 2text - tintse añade aB - 2text. - Distribución 5: al valor
B - 2textse añaden dos tramos, cada uno igual al desplazamiento AB. - Distribución 6: se incluyen dos tabiques de longitud
B - 2textcada uno.
Aquí text y tint representan los espesores de las paredes exteriores y los tabiques interiores en metros. Antes de calcular las longitudes, los espesores de las vigas indicados en milímetros se dividen entre 1000.
Número de hiladas y altura de las paredes
Altura total y altura útil de las vigas. La altura total H1 corresponde a la dimensión completa del producto. La altura útil H2 indica cuánto aumenta la altura de la pared montada con una hilada. En las vigas perfiladas puede ser menor debido a las ranuras y lengüetas de unión.
Número de hiladas. La altura prevista de la pared se divide entre la altura útil de una hilada. El resultado siempre se redondea hacia arriba al siguiente número entero:
N = ⌈H / H2⌉
Aquí H es la altura prevista de la pared, H2 la altura útil de la viga y N el número de hiladas. Antes del cálculo, ambas alturas se convierten a la misma unidad.
Por ejemplo, una pared de 3 m de altura con vigas de altura útil 140 mm requiere ⌈3000 / 140⌉ = 22 hiladas.
Altura de las hiladas completas. Se obtiene multiplicando el número de hiladas por la altura útil de la viga:
Hfull = N × H2
En este ejemplo, 22 hiladas completas alcanzan una altura de 3.08 m. La altura prevista se supera en 80 mm. Si es necesario, se puede recortar la hilada superior. Cuando las alturas útiles son diferentes, el número de hiladas se calcula por separado para las paredes exteriores y los tabiques.
Cálculo del volumen de madera
Volumen de las paredes exteriores. Se determina a partir de la longitud total de las paredes, la anchura y altura total de la viga y el número de hiladas:
Vext = Lext × text × H1 × N
Todas las dimensiones lineales de esta fórmula se expresan en metros. El resultado se obtiene en m³. Para los tabiques se aplica la misma fórmula con sus respectivas longitudes, anchuras de viga, alturas totales y números de hiladas.
Por ejemplo, una casa de 8 × 7 m con paredes de 3 m de altura y vigas de 200 × 150 mm, cuya altura útil es de 150 mm, requiere 20 hiladas. El volumen calculado de las paredes exteriores es 30 × 0.2 × 0.15 × 20 = 18 m³.
Cantidad de material. El volumen se calcula a partir de la sección completa de la madera de cada hilada, incluida la superior. No se aplica margen adicional para desperdicios, por lo que el coeficiente de cálculo es 1.00. Los huecos y la posible reutilización de los recortes no se incluyen en el cálculo geométrico.
Cálculo de madera para hastiales
Geometría del hastial. Cada hastial se considera triangular. Su superficie se determina a partir de la anchura de su base y la altura desde la última hilada de la pared hasta la cumbrera:
Sgable = Bgable × Hgable / 2
Aquí Bgable es la anchura del hastial en metros y Hgable es su altura en metros. Si hay varios hastiales idénticos, la superficie se multiplica por su número.
Volumen de madera de los hastiales. Se calcula por separado para cada hilada horizontal. El número de hiladas se obtiene dividiendo la altura del hastial entre la altura útil de las vigas exteriores y redondeando hacia arriba. La longitud de cada hilada sucesiva disminuye hacia la punta del triángulo.
La longitud de cada hilada se calcula así:
Lj = Bgable × (1 - j × H2 / Hgable)
Aquí j es el índice de la hilada, comenzando en 0 en la base del hastial. La longitud de cada hilada se multiplica por la anchura y la altura total de la viga exterior. Se suman los volúmenes de todas las hiladas y se multiplican por el número de hastiales.
Con este método, el volumen de madera puede superar el volumen geométrico del triángulo, porque se cuentan piezas de altura completa. Por ejemplo, para dos hastiales de 7 m de anchura y 2 m de altura, con vigas de 200 × 150 mm y altura útil de 150 mm, el volumen geométrico es de 2.8 m³, mientras que el volumen calculado de madera es de aproximadamente 3.014 m³.
Superficie total de paredes y volumen de material
Superficie de las paredes. Se calcula multiplicando la longitud conjunta de las paredes exteriores y los tabiques por la altura prevista del edificio. Si se incluyen los hastiales, se añade su superficie geométrica:
S = (Lext + Lint) × H + Sgable
La superficie se calcula para una sola cara de cada pared, sin duplicarla. A diferencia del volumen de madera que debe comprarse, se utiliza la altura prevista de las paredes y no la altura del conjunto de hiladas completas.
Volumen total de madera. Es la suma de los volúmenes de paredes exteriores, tabiques y hastiales. Si no existe algún elemento, su volumen se considera cero. El resultado se expresa en m³ y se redondea a 0.001 m³.
Cálculo de la cinta de sellado entre hiladas
Cinta de sellado de las paredes exteriores. Su longitud depende del número de juntas horizontales entre hiladas. Una pared con N hiladas tiene N - 1 juntas entre ellas. La longitud total se calcula así:
Lseal = Lext × (N - 1)
Por ejemplo, unas paredes exteriores con un perímetro de 30 m y 20 hiladas necesitan aproximadamente 30 × 19 = 570 m de cinta de sellado.
Cinta de sellado de los tabiques. Se calcula del mismo modo, utilizando la longitud conjunta de los tabiques y su propio número de hiladas.
Cinta de sellado de los hastiales. También se incluye la longitud total de todas las hiladas de los hastiales, incluida la junta entre la hilada inferior del hastial y la pared situada debajo.
El cálculo supone una sola cinta de sellado en cada junta horizontal. Si las paredes exteriores y los tabiques emplean vigas de distinta anchura, las longitudes se muestran por separado. Si las anchuras son iguales, se muestra un resultado conjunto.
La necesidad de sellado, la anchura de la cinta y el número de cintas paralelas dependen del perfil de la madera y del sistema de montaje. Algunos sistemas de vigas perfiladas no requieren una cinta de sellado adicional entre hiladas.
Referencias prácticas y normas europeas
Dimensiones de las vigas. En la construcción de casas de madera se utilizan con frecuencia secciones de 150 × 150 mm, 200 × 150 mm y 200 × 200 mm. En la madera perfilada deben distinguirse la altura total y la altura útil. Las dimensiones reales deben consultarse en la documentación técnica del fabricante.
Normas europeas. La EN 1995-1-1 «Eurocódigo 5: Proyecto de estructuras de madera - Parte 1-1: Reglas generales - Reglas comunes y reglas para la edificación» se aplica a las estructuras de madera. La EN 14081-1 «Estructuras de madera - Madera estructural con sección rectangular clasificada por resistencia - Parte 1: Requisitos generales» establece los requisitos de la madera estructural clasificada. La EN 14080 «Estructuras de madera - Madera laminada encolada y madera maciza encolada - Requisitos» se aplica a la madera laminada encolada.
Estas normas establecen requisitos para las estructuras y los materiales de madera. El cálculo del volumen se basa en las dimensiones geométricas del edificio y de los productos. No se aplica ningún coeficiente normativo universal de consumo de madera.
FAQs
¿Por qué el volumen calculado de madera puede superar el volumen geométrico de las paredes?
Para calcular la cantidad que debe comprarse se utiliza la altura total de cada pieza, mientras que el número de hiladas depende de su altura útil. Además, el número de hiladas se redondea al entero superior. Por ello, el volumen de madera necesario puede superar el volumen geométrico de la pared terminada.
¿Cómo debe tenerse en cuenta la diferencia entre la altura total y la altura útil de las vigas?
La altura total es la dimensión completa del producto utilizada para calcular el volumen de madera. La altura útil es el aumento real de altura de la pared después de colocar una hilada. Estos valores suelen ser diferentes en las vigas perfiladas, por lo que conviene utilizar las dimensiones proporcionadas por el fabricante.
¿Por qué la altura de las hiladas completas no siempre coincide con la altura prevista de la pared?
La calculadora redondea hacia arriba el número de hiladas, ya que puede necesitarse una hilada adicional para alcanzar la altura prevista. Por ejemplo, con una altura útil de 150 mm, una pared de 3.1 m necesita 21 hiladas que alcanzan 3.15 m en total. La diferencia de 50 mm puede eliminarse recortando la hilada superior.
¿Por qué el volumen de madera de los hastiales es mayor que el volumen de las paredes triangulares?
Los hastiales se construyen con hiladas horizontales de madera cuya longitud disminuye hacia arriba. La calculadora considera el volumen de cada pieza con su sección completa, y no únicamente el volumen geométrico del triángulo. Esto proporciona una estimación más adecuada del material necesario para los hastiales.
¿Siempre es necesaria una cinta de sellado entre hiladas?
No. Su necesidad depende del diseño de las uniones. Suele utilizarse con madera aserrada convencional, mientras que algunos sistemas de vigas perfiladas tienen uniones que no requieren sellado adicional. La calculadora estima la longitud de una cinta a lo largo de las juntas horizontales entre hiladas.