Calculadora de Vigamento de Piso - Ferramenta Gratuita de Dimensão, Espaçamento e Vão

O que é uma calculadora de vigas de piso?

Uma calculadora de vigas de piso determina o tamanho, o espaçamento e a quantidade de vigas necessários para sustentar um piso com segurança. Ela usa o vão (a distância que uma viga deve atravessar sem apoio), a espécie de madeira e a carga prevista sobre o piso. As vigas de piso são peças horizontais de madeira sob o piso que transferem seu peso para a fundação ou para paredes estruturais. Escolher um tamanho pequeno demais faz o piso ceder ou vibrar; escolher um maior que o necessário desperdiça madeira.

Principais fatores no dimensionamento das vigas

Cinco fatores determinam qual viga funciona para um piso:

• Vão: a distância sem apoio que uma viga cobre, em pés.
• Espécie de madeira: abeto Douglas, pinheiro-do-sul, Hem-Fir ou Spruce-Pine-Fir. Cada espécie tem resistência e rigidez diferentes, portanto permite um vão máximo diferente para o mesmo tamanho e espaçamento.
• Carga: leve (30 libras por pé quadrado, típica de quartos), média (40 psf, típica de áreas de estar) ou pesada (60 psf, típica de áreas de armazenamento).
• Tamanho da viga: o tamanho da madeira serrada padronizada, como 2x8 ou 2x10.
• Espaçamento: a distância entre os centros de vigas adjacentes, geralmente 12, 16 ou 24 polegadas (61 cm).

Como são determinados os vãos das vigas de piso

Os códigos de obras publicam tabelas de vãos que informam, para cada combinação de espécie, tamanho, espaçamento e carga, o maior vão que uma viga pode atravessar. A calculadora whiz.tools usa os vãos máximos das tabelas do 2012 International Residential Code (IRC) para madeira classificada como #2, considerando uma carga permanente de 10 psf (o peso da própria estrutura do piso) e um limite de flecha de L/360. L/360 significa que a viga pode se curvar no máximo 1/360 do seu vão sob a carga de projeto; uma viga de 12 pés pode sofrer uma flecha de no máximo 0,4 polegadas.

Esses vãos máximos resultam de um cálculo físico de flexão e flecha para cada espécie de madeira e não são proporcionais entre si. Uma espécie mais resistente não acrescenta simplesmente uma porcentagem fixa a todos os vãos. Por exemplo, com 40 psf e espaçamento de 16 polegadas, uma viga de 2x10 de pinheiro-do-sul pode vencer 16 pés 1 polegada (4,90 m), um pouco mais que uma viga de 2x10 de abeto Douglas, com 15 pés 5 polegadas, e as duas espécies têm exatamente o mesmo resultado em várias outras combinações de tamanho e espaçamento. Cada célula da tabela deve ser consultada individualmente; não é possível reconstruí-la multiplicando os números de uma espécie por um fator fixo.

A tabela abaixo mostra o vão máximo para abeto Douglas com carga de 40 psf (média), a título de ilustração:

A opção de carga pesada (60 psf) não faz parte das tabelas residenciais do IRC, que param em 40 psf. A calculadora estima esse valor reduzindo o vão para 40 psf por meio de fórmulas padrão de flexão e flecha e sinaliza o resultado como uma estimativa de engenharia, não como um valor do código.

Como calcular o tamanho e o espaçamento das vigas de piso

1. Escolha a espécie de madeira disponível para o projeto.
2. Meça o vão: a distância livre que a viga deve atravessar, em pés.
3. Escolha a categoria de carga correspondente ao uso do cômodo.
4. Consulte o menor tamanho de viga, no maior espaçamento, cujo vão máximo (na tabela dessa espécie e carga) seja pelo menos igual ao vão medido. O maior espaçamento é verificado primeiro, pois usa menos madeira; dentro de um espaçamento, escolhe-se o menor tamanho com resistência suficiente.

Exemplo prático

Um construtor precisa montar um piso com vão de 14 pés, usando vigas de abeto Douglas sob carga média (40 psf, típica de uma área de estar).

Verificando primeiro o espaçamento de 24 polegadas: uma 2x6 (máximo de 8'1"), uma 2x8 (máximo de 10'3") e uma 2x10 (máximo de 12'7") são todas curtas demais. Uma 2x12 permite 14'7", cobrindo o vão de 14 pés. A calculadora recomenda uma viga 2x12 com espaçamento de 24 polegadas (61 cm) entre centros.

Quantas vigas de piso são necessárias?

A quantidade de vigas depende da largura do piso — a dimensão medida transversalmente às vigas, em ângulo reto com o vão — e não do próprio vão. As vigas são distribuídas ao longo dessa largura no espaçamento escolhido.

Fórmula: número de vigas = teto da (largura em polegadas ÷ espaçamento em polegadas) + 1

O "+1" representa a viga em cada extremidade do trecho, além das vigas em cada intervalo de espaçamento entre elas.

Exemplo prático

Um piso tem 20 pés (6,1 m) de largura, com vigas espaçadas em 16 polegadas (40,6 cm) entre centros. Convertendo para polegadas: 20 × 12 = 240 polegadas (610 cm). Dividindo pelo espaçamento: 240 ÷ 16 = 15. Adicionando a viga da extremidade: 15 + 1 = 16 vigas.

Alternativas às vigas de madeira serrada padronizada

As vigas de madeira maciça não são a única opção. As vigas I de madeira engenheirada, feitas de abas de madeira coladas a uma alma de compensado ou OSB, vencem vãos maiores que a madeira maciça e resistem ao empenamento. As treliças de piso são estruturas pré-fabricadas que vencem vãos ainda maiores e deixam espaço, em sua altura, para a passagem de dutos e tubos. Vigas de aço aparecem em edifícios comerciais que precisam de maior resistência ao fogo. Cada um desses produtos usa suas próprias tabelas de vãos do fabricante, em vez das tabelas do IRC para madeira serrada padronizada nas quais esta calculadora se baseia.

Dúvidas frequentes

Qual é o espaçamento padrão das vigas de piso?

As opções de espaçamento padrão são 12, 16 e 24 polegadas (61 cm) entre centros. Dezesseis polegadas é a medida mais comum na estrutura residencial porque se alinha às bordas de chapas padrão de compensado e OSB de 4 por 8 pés. Um espaçamento menor torna o piso mais rígido, mas usa mais madeira; um espaçamento maior usa menos madeira, mas pode exigir um revestimento estrutural de piso mais espesso.

Como determino o tamanho correto das vigas para o meu projeto?

Três dados determinam isso: o vão, a espécie de madeira e a categoria de carga. Insira-os na calculadora para obter um tamanho e um espaçamento. Em geral, um vão maior ou uma carga mais pesada exige uma viga mais alta ou um espaçamento menor.

Qual é o vão máximo de uma viga de piso de 2x10?

Depende da espécie, do espaçamento e da carga. Para abeto Douglas com espaçamento de 16 polegadas, sob carga média (40 psf), uma 2x10 pode vencer até 15 pés 5 polegadas. Outra espécie ou outro espaçamento altera esse valor, às vezes em mais de um pé; portanto, a combinação exata deve ser verificada, e não presumida.

De quantas vigas de piso preciso para o meu projeto?

A quantidade depende da largura do piso — a distância transversal às vigas, não o vão que elas atravessam — e do espaçamento entre as vigas. Divida a largura em polegadas pelo espaçamento em polegadas, arredonde para cima e acrescente uma viga da extremidade. Um piso de 20 pés de largura, com espaçamento de 16 polegadas, precisa de 16 vigas.

O que é a flecha das vigas de piso e por que ela importa?

Flecha é o quanto uma viga se curva sob carga. Flecha excessiva faz o piso parecer vibrar e pode trincar os revestimentos cerâmicos ou o reboco acima dele. Os códigos de obras geralmente limitam a flecha a L/360, o que significa que uma viga de 12 pés não pode se curvar mais de 0,4 polegadas (10 mm) sob sua carga de projeto.

Posso usar madeira engenheirada em vez de madeira serrada padronizada nas vigas de piso?

Sim. Vigas I, madeira laminada colada (LVL) e treliças de piso são substitutos comuns. Em geral, vencem vãos maiores e resistem melhor ao empenamento que a madeira maciça, mas seguem as tabelas de vãos dos fabricantes, e não as tabelas do IRC usadas por esta calculadora; por isso, precisam de uma verificação separada.

Referências

1. International Code Council, International Residential Code, Tabela R502.3.1(1) e 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.