Calculadora de Biguetes de Sòl - Eina Gratuïta de Mida, Separació i Longitud

Què és una calculadora de bigues de forjat?

Una calculadora de bigues de forjat determina la mida, la separació i la quantitat de bigues necessàries per sostenir un forjat amb seguretat. Utilitza la llum (la distància que una biga ha de cobrir sense suport), l’espècie de fusta i la càrrega prevista del forjat. Les bigues de forjat són bigues horitzontals de fusta situades sota el forjat que transmeten el seu pes als fonaments o a les parets portants. Escollir una mida massa petita fa que el forjat s’enfonsi o reboti; escollir-ne una de més gran del necessari malbarata fusta.

Factors clau per dimensionar les bigues

Cinc factors determinen quina biga és adequada per a un forjat:

• Llum: la distància sense suport que cobreix una biga, en peus.
• Espècie de fusta: avet de Douglas, pi del sud, avet hem o avet-pi-avet. Cadascuna té una resistència i una rigidesa diferents, de manera que permet una llum màxima diferent per a la mateixa mida i separació.
• Càrrega: lleugera (30 lliures per peu quadrat, típica dels dormitoris), mitjana (40 psf, típica de les sales d’estar) o pesada (60 psf, típica de les zones d’emmagatzematge).
• Mida de la biga: la mida de la fusta escairada, com ara 2x8 o 2x10.
• Separació: la distància entre els eixos de bigues adjacents, normalment de 12, 16 o 24 polzades (61 cm).

Com es determinen les llums de les bigues de forjat

Els codis de construcció publiquen taules de llums que indiquen, per a cada combinació d’espècie, mida, separació i càrrega, la llum més gran que pot cobrir una biga. La calculadora de whiz.tools utilitza les llums màximes de les taules del 2012 International Residential Code (IRC) per a fusta classificada com a #2, suposant una càrrega permanent de 10 psf (el pes de la mateixa estructura del forjat) i un límit de fletxa de L/360. L/360 vol dir que la biga no es pot corbar més d’1/360 part de la seva llum sota la càrrega de càlcul; una biga de 12 peus no pot tenir una fletxa superior a 0,4 polzades (10 mm).

Aquestes llums màximes provenen d’un càlcul físic de flexió i fletxa per a cada espècie de fusta i no són proporcionals entre si. Una espècie més resistent no afegeix simplement un percentatge fix a totes les llums. Per exemple, amb 40 psf i una separació de 16 polzades, una biga de pi del sud de 2x10 pot cobrir 16 peus 1 polzada, una mica més que una biga d’avet de Douglas de 2x10 amb 15 peus 5 polzades, i les dues espècies coincideixen exactament en diverses altres combinacions de mida i separació. Cal consultar cada cel·la de la taula per separat; no es pot reconstruir escalant els valors d’una espècie amb un factor fix.

La taula següent mostra la llum màxima per a l’avet de Douglas amb una càrrega de 40 psf (mitjana), a tall d’exemple:

L’opció de càrrega pesada (60 psf) no forma part de les taules residencials de l’IRC, que s’aturen en 40 psf. La calculadora l’estima reduint la llum corresponent a 40 psf mitjançant fórmules estàndard de flexió i fletxa, i marca el resultat com una estimació d’enginyeria, no com un valor del codi.

Com calcular la mida i la separació de les bigues de forjat

1. Escolliu l’espècie de fusta disponible per al projecte.
2. Mesureu la llum: la distància lliure que la biga ha de cobrir, en peus.
3. Escolliu la categoria de càrrega que correspon a l’ús de l’habitació.
4. Consulteu quina és la mida més petita de biga, amb la separació més gran, la llum màxima de la qual (segons la taula d’aquella espècie i càrrega) sigui almenys tan gran com la llum mesurada. Primer es comprova la separació més gran, perquè utilitza menys fusta; dins d’una mateixa separació, s’escull la mida més petita que tingui prou resistència.

Exemple resolt

Un constructor ha d’estructurar un forjat amb una llum de 14 peus, utilitzant bigues d’avet de Douglas sota una càrrega mitjana (40 psf, típica d’una sala d’estar).

Comprovant primer una separació de 24 polzades: una biga de 2x6 (màxim de 8'1"), una de 2x8 (màxim de 10'3") i una de 2x10 (màxim de 12'7") són massa curtes. Una 2x12 permet 14'7", que cobreix la llum de 14 peus. La calculadora recomana una biga de 2x12 amb una separació de 24 polzades (61 cm) entre eixos.

Quantes bigues de forjat calen?

El nombre de bigues depèn de l’amplada del forjat —la dimensió mesurada transversalment a les bigues, en angle recte amb la llum—, no de la mateixa llum. Les bigues es distribueixen al llarg d’aquesta amplada amb la separació escollida.

Fórmula: nombre de bigues = sostre(amplada en polzades ÷ separació en polzades) + 1

El «+1» compta la biga de cada extrem del tram, a més de les bigues situades a cada interval de separació intermedi.

Exemple resolt

Un forjat té una amplada de 20 peus (6,1 m), amb les bigues separades 16 polzades (40,6 cm) entre eixos. Convertint-ho a polzades: 20 × 12 = 240 polzades (610 cm). Dividint per la separació: 240 ÷ 16 = 15. Afegint la biga de l’extrem: 15 + 1 = 16 bigues.

Alternatives a les bigues de fusta escairada

Les bigues de fusta massissa no són l’única opció. Les bigues en I de fusta enginyeritzada, formades per ales de fusta unides a una ànima de contraplacat o OSB, cobreixen llums més grans que la fusta massissa i resisteixen millor l’alabeig. Les encavallades de forjat són bastidors prefabricats que salven llums encara més grans i deixen espai perquè els conductes i les canonades passin per la seva profunditat. Les bigues d’acer apareixen en edificis comercials que necessiten una resistència al foc addicional. Cadascun d’aquests productes utilitza les seves pròpies taules de llums del fabricant, en lloc de les taules de fusta escairada de l’IRC en què es basa aquesta calculadora.

Preguntes freqüents

Quina és la separació estàndard de les bigues de forjat?

Les opcions de separació estàndard són de 12, 16 i 24 polzades entre eixos. Les setze polzades són la separació més habitual en l’estructuració residencial perquè coincideixen amb les vores de les planxes estàndard de contraplacat i OSB de 4 per 8 peus. Una separació menor fa el forjat més rígid, però utilitza més fusta; una separació més gran utilitza menys fusta, però pot requerir un revestiment de subforjat més gruixut.

Com determino la mida adequada de les bigues per al meu projecte?

Tres dades la determinen: la llum, l’espècie de fusta i la categoria de càrrega. Introduïu-les a la calculadora per obtenir una mida i una separació. En general, una llum més gran o una càrrega més pesada requereix una biga més profunda o una separació menor.

Quina és la llum màxima d’una biga de forjat de 2x10?

Depèn de l’espècie, la separació i la càrrega. Per a l’avet de Douglas amb una separació de 16 polzades i una càrrega mitjana (40 psf), una biga de 2x10 pot cobrir fins a 15 peus 5 polzades (4,70 m). Una espècie o una separació diferents canvien aquesta xifra, de vegades en més d’un peu, per la qual cosa cal comprovar la combinació exacta en lloc de donar-la per suposada.

Quantes bigues de forjat necessito per al meu projecte?

El nombre depèn de l’amplada del forjat —la distància transversal a les bigues, no la llum que cobreixen— i de la separació entre bigues. Dividiu l’amplada en polzades per la separació en polzades, arrodoniu cap amunt i afegiu-ne una per a la biga de l’extrem. Un forjat de 20 peus d’amplada amb una separació de 16 polzades necessita 16 bigues.

Què és la fletxa d’una biga i per què és important?

La fletxa és el grau de curvatura d’una biga sota càrrega. Una fletxa excessiva fa que el forjat es noti massa flexible i pot esquerdar les rajoles o el guix que hi ha a sobre. Els codis de construcció solen limitar la fletxa a L/360, és a dir, una biga de 12 peus no es pot corbar més de 0,4 polzades sota la seva càrrega de càlcul.

Puc utilitzar fusta enginyeritzada en lloc de fusta escairada per a les bigues de forjat?

Sí. Les bigues en I, la fusta laminada de xapa (LVL) i les encavallades de forjat són substituts habituals. Sovint cobreixen llums més grans i resisteixen millor l’alabeig que la fusta massissa, però segueixen les taules de llums del fabricant en lloc de les taules de l’IRC que utilitza aquesta calculadora, de manera que cal fer una comprovació independent.

Referències

1. International Code Council, International Residential Code, taula R502.3.1(1) i R502.3.1(2).
2. American Wood Council, Span Tables for Joists and Rafters.
3. USDA Forest Products Laboratory, Wood Handbook: Wood as an Engineering Material.