Hai mai disegnato una casa come un quadrato con un triangolo in cima quando eri giovane?? Ti sei reso conto che oltre alle pareti della casa hai disegnato anche due travi di travi che formano alcune delle travi più importanti in un sistema di capriate del tetto residenziale! Le capriate del tetto residenziale sono costituite da due travi accoppiate che formano la tradizionale forma triangolare del tetto che i bambini adorano disegnare.

Una trave è uno degli elementi chiave nell'intelaiatura del tetto e funge da elemento principale nel supporto dei correntini del tetto (o arcarecci) che a loro volta sostengono la copertura del tetto. Una trave è una trave inclinata che scende dal colmo del tetto (o picco) fino alla grondaia lungo il lato dell'edificio.

Esistono diversi modi per progettare una trave con SkyCiv.

Il metodo più semplice è applicare le azioni di progettazione delle travi al Modulo di progettazione rapida per la norma di progettazione pertinente. Questo metodo richiede solo diversi input nel calcolatore delle travi che consente di progettare una trave delle travi in ​​meno di un minuto. Poiché il modulo è integrato con il database delle sezioni SkyCiv e il database dei materiali SkyCiv, è possibile selezionare facilmente le dimensioni e i materiali delle sezioni disponibili senza dover cercare riferimenti esterni.

Tuttavia, se è necessario progettare più di una singola trave, e inoltre è necessario progettare la trave di colmo della capriata del tetto, travetti del soffitto, listelli o altri elementi in una casa in legno residenziale potrebbe essere una soluzione più robusta SkyCiv S3D. Il vantaggio di costruire un modello con S3D è che è necessario applicare i carichi alla struttura solo una volta e SkyCiv calcolerà automaticamente le forze di progettazione su ciascun membro della struttura. Utilizzando l'integrazione della progettazione dei membri in legno SkyCiv è possibile progettare rapidamente e facilmente tutti i membri del telaio in legno contemporaneamente. Per ulteriori informazioni puoi guardare questa guida su come progettare una struttura in legno con SkyCiv utilizzando questo metodo.

Poiché il modulo di progettazione rapida richiede agli utenti di inserire le azioni di progettazione, potrebbero essere necessari alcuni calcoli preliminari, discussi nella sezione seguente.

Carichi morti

I carichi permanenti includono il peso proprio delle travi ma includono anche il peso degli elementi supportati come i listelli, le coperture/tegole del tetto e qualsiasi materiale isolante o altro che possa essere sostenuto dalle travi. Il materiale della copertura del tetto può avere un impatto significativo sui carichi di progetto sulle travi - le piastrelle possono essere 5 volte più pesante della copertura del tetto!

Tabella A2 dell'AS 1170.1:2002 ha i seguenti pesi dei materiali per i comuni materiali del tetto:

• 0.80 mm di spessore Lamiera grecata standard zincata : 0.10 kPa
• Piastrelle in terracotta (Modello francese) - 0.57 kPa
• Piastrelle di cemento - 0.53 kPa

Carichi dinamici

I carichi mobili sono necessari per eventi come un lavoratore che sale su un tetto per lavori di manutenzione. Il carico mobile utilizzato nella progettazione dipende dallo standard di progettazione utilizzato per progettare la trave.

Per l'Australia l'AS/NZS 1170.1:2002 specifica che per gli elementi strutturali nei tetti delle case devono essere uniformemente distribuite le azioni 0.25 kPa e le azioni concentrate (controllato separatamente) deve essere 1.1 kN (nella peggiore posizione possibile).

The ASCE 7-22 ha un tipico 20 PSF (0.96 kPa) carico accidentale per tetti. Il carico accidentale può essere ridotto da questo valore fino al 12 psf a seconda dei calcoli nella sezione 4.8.2 della norma.

Carichi di neve

I carichi di neve possono fornire forze verticali significative sulle travi e dipenderanno dall'inclinazione del tetto.

I carichi di neve possono essere generati utilizzando Generatore di carico di neve SkyCiv. Se la progettazione della trave è in fase di completamento in SkyCiv S3D, allora il file generatore di carico neve integrato può essere utilizzata.

Carichi del vento

I carichi del vento possono agire per fornire forze laterali su una struttura che sono parzialmente resistite dalle travi del travetto. Anche il vento sul lato sottovento dell'edificio può agire per sollevare la trave, il che significa che anche le travi devono essere robuste nel resistere alle forze di sollevamento.

I carichi del vento possono essere calcolati utilizzando il Generatore di carico del vento SkyCiv. Se la progettazione della trave è in fase di completamento in SkyCiv S3D, allora il file generatore di carico del vento integrato può essere utilizzata.

Le travi sono soggette alle stesse combinazioni di carico degli altri elementi nelle strutture edili. Ad esempio l'ASCE 7-22 sono le combinazioni di carico di base per la progettazione della resistenza:

1. 1.4D
2. 1.2D + 1.6L + (0.5Lr o 0.3S o 0.5R)
3. 1.2D + (1.6Lr o 1.0S o 1.6R) + (L o 0,5 W.)
4. 1.2D + 1.0 W + L + (0.5Lr o 0.3S o 0.5R)
5. 0.9D + 1.0 W

dove:

• D = Carico morto
• L = Carico dinamico
• Lr = Carico accidentale del tetto
• S = Carico neve
• R = carico pioggia Rain
• W = carico del vento

È necessario controllare che le travi non superino i limiti di deflessione richiesti. I limiti di deflessione comuni sono L/240 per carichi mobili e L/180 per carichi totali (morto + vivere) citato nell'IBC.

Questi requisiti forniscono anche uno standard per l'uso del legno 2018 fornisce la deflessione totale della trave mediante l'equazione.

∆T = Kcr * ΔLT + ΔST

dove:

• ΔT = Deflessione totale della trave
• ΔLT= deflessione immediata della trave dovuta alla componente a lungo termine del carico di progetto
• ΔST= flessione della trave dovuta alla componente a breve termine del carico di progetto
• Kcr = fattore di scorrimento dipendente dal tempo, tipicamente 1.5 o 2.0.

Le travi delle travi sono tradizionalmente realizzate con materiali resistenti e durevoli in grado di supportare il carico richiesto sul tetto e resistere ai fattori ambientali. I materiali leggeri sono preferiti poiché la trave deve sostenere il proprio peso e sono anche più facili da installare poiché gli operatori dovranno sollevare le travi in ​​posizione.

I materiali più comuni per le travi del tetto sono:

• Legna: Le travi in ​​legno sono le più comuni poiché forniscono una soluzione economica e leggera e sono utilizzate da decenni nelle capriate dei tetti residenziali..
• Prodotti in legno ingegnerizzato: Dove è richiesta maggiore resistenza in una capriata del tetto residenziale, travi in ​​legno ingegnerizzato (Travi LVL o travi in ​​legno lamellare) forniscono un modo semplice per aumentare la resistenza pur consentendo l'uso di connessioni legno-legno standard in tutta la capriata del tetto.
• Acciaio formato a freddo: Le travi in ​​acciaio formato a freddo forniscono un'alternativa leggera al legno con buone proprietà di resistenza alla corrosione e resistenza al fuoco.
• Acciaio : Le travi in ​​acciaio forniscono una soluzione più pesante ma più resistente rispetto alle opzioni alternative. Nelle applicazioni commerciali l'acciaio potrebbe fornire la soluzione più economica per le travi e potrebbe anche essere necessario per ottenere campate più lunghe rispetto agli altri tipi di travi.

I calcolatori di travi in ​​legno SkyCiv possono essere utilizzati per progetti di travi in ​​legno e legno ingegnerizzato che costituiscono i tipi più comuni di materiali per travi. Per la progettazione di travi in ​​acciaio e travi in ​​acciaio formate a freddo è possibile utilizzare i seguenti strumenti come calcolatori delle travi:

• Cold Formed Steel Design Calculators:
• AISI S100-16 Purlin Design
• AS 4600:2018 Disponibile per l'esecuzione tramite API
• NEL 1993-1-3 Progettazione dell'arcareccio
• Calcolatori per la progettazione dell'acciaio
  • AS 4100 Calcolatore per la progettazione dell'acciaio
  • AISC 360 Calcolatore per la progettazione dell'acciaio
  • Calcolatore per travi in ​​acciaio CSA S16-14

Tipicamente un tetto è costituito da travi comuni che vanno dalla trave di colmo alla grondaia di un tetto. Tuttavia, per formare la struttura completa della capriata del tetto sono generalmente necessari molti altri tipi di travi e potresti leggere alcune di queste frasi chiave in cantiere o durante la progettazione.

Trave comune

Gli elementi comuni delle travi hanno una lunghezza costante che va dal colmo del tetto fino alla grondaia del tetto.

Trave dell'anca

Elementi diagonali che vanno dall'angolo di un tetto all'estremità di una cresta.

Jack Rafter

Travi di Jack (conosciuto anche come trave rampicante) non percorrere l'intera lunghezza del pendio. Esistono diversi tipi di travi jack:

• Valle Jack trave: trave del travetto che va dal colmo al travetto della valle
• Hip Jack Rafter: trave del travetto che va dal travetto alla grondaia
• Paralizza Jack Rafter: trave del travetto che va dal colmo al travetto della valle

Travetti del soffitto

Sebbene sia un'altra parte integrante della capriata del tetto, i travetti del soffitto non sono un tipo di trave poiché si trovano all'interno dell'edificio per sostenere il soffitto (interno) piuttosto che la lamiera del tetto (esterno). Sono più protetti dai fattori ambientali come il vento e la neve che vengono risolti dalle travi del travetto.

Una tavola di colmo è un elemento non strutturale che viene utilizzato per aiutare a sostenere le estremità delle travi. Quando si forma una capriata nel tetto utilizzando tiranti o tiranti a collare, la cresta non deve resistere ad alcuna forza di progettazione e deve solo fornire rigidità e una superficie per inchiodare le travi in ​​posizione in modo che possano trasferire le forze alla trave opposta.

Nel caso in cui si desideri un tetto aperto in stile cattedrale e non siano presenti tiranti orizzontali, la struttura non funziona più come una capriata. In questo caso il colmo necessita di una trave strutturale (una trave di colmo) che è supportato su entrambe le estremità e fornisce un supporto terminale per le travi.

• Calcolatore della capacità di carico del raggio
• Calcolatore per la progettazione dell'alluminio
• Calcolatore per la progettazione di ponteggi

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