你小时候有没有把房子画成正方形，上面有一个三角形? 您是否意识到，除了房屋的墙壁之外，您实际上还绘制了两根椽梁，它们构成了住宅屋顶桁架系统中一些最重要的梁! 住宅屋顶桁架由两根耦合的椽子组成，形成孩子们喜欢画的传统三角形屋顶形状.

椽子是屋顶框架的关键元件之一，充当支撑屋顶板条的主要构件 (或pur条) 进而支撑屋顶板. 椽子是从屋脊向下延伸的倾斜梁 (或峰值) 沿着建筑物一侧一直到屋檐.

使用 SkyCiv 设计椽子有多种不同的方法.

最简单的方法是将椽设计动作应用到 快速设计模块 相关设计标准. 此方法仅需要在椽子计算器中输入几个输入，使您可以在不到一分钟的时间内设计椽梁. 由于该模块与 SkyCiv 截面数据库和 SkyCiv 材料数据库集成，您可以轻松选择可用的截面尺寸和材料，而无需查看任何外部参考.

但是，如果您需要设计多个椽子, 还需要设计屋架屋脊梁, 天花板托梁, 住宅木屋中的板条或其他构件，更可靠的解决方案可能是使用 SkyCiv S3D. 使用 S3D 构建模型的好处是，您只需向结构施加一次载荷，SkyCiv 将自动计算结构中每个构件的设计力. 使用 SkyCiv 木构件设计集成，您可以快速轻松地同时设计木框架中的所有构件. 欲了解更多信息，您可以查看 本指南 关于如何使用这种方法通过 SkyCiv 设计木结构.

由于快速设计模块要求用户输入设计操作，可能需要一些初步计算，这将在下面的部分中讨论.

恒载

恒载包括椽子的自重，但也包括板条等支撑构件的重量, 屋顶板/瓦片以及任何绝缘材料或其他可能由椽子支撑的材料. 屋顶板材料会对椽子上的设计载荷产生重大影响 - 瓷砖可以是 5 比屋顶板重几倍!

AS表A2 1170.1:2002 常见屋顶材料的材料重量如下:

• 0.80 毫米厚 标准镀锌波纹板 : 0.10 千帕
• 赤土砖 (法式图案) - 0.57 千帕
• 混凝土砖 - 0.53 千帕

活荷载

工人爬上屋顶进行维护工作等事件需要活荷载. 设计中使用的活荷载取决于用于设计椽子的设计标准.

对于澳大利亚，AS/NZS 1170.1:2002 规定对于房屋屋顶的结构元件，均匀分布的作用应为 0.25 kPa 和集中作用 (单独检查) 应该 1.1 千牛 (在最糟糕的情况下).

ASCE 7-22 有一个典型的 20 psf (0.96 千帕) 屋顶活荷载. 活荷载可以从该值减少到尽可能多 12 psf 取决于部分中的计算 4.8.2 标准的.

积雪

雪荷载可以向椽子提供显着的垂直力，并且取决于屋顶的坡度.

雪荷载可以使用以下方式生成 SkyCiv 雪荷载发生器. 如果椽子设计是在 SkyCiv S3D 中完成的，那么 集成雪荷载发生器 可以使用.

风荷载

风荷载可以在结构上提供侧向力，该结构部分由椽梁抵抗. 建筑物背风面的风也会将椽子向上拉，这意味着椽子也需要坚固以抵抗上升力.

风荷载可以使用以下公式计算 SkyCiv 风荷载发生器. 如果椽子设计是在 SkyCiv S3D 中完成的，那么 集成风荷载发生器 可以使用.

椽子承受与建筑结构中其他构件相同的荷载组合. 例如美国土木工程师协会 7-22 强度设计的基本载荷组合是:

1. 1.4d
2. 1.2d + 1.6大号 + (0.5Lr或0.3S或0.5R)
3. 1.2d + (1.6Lr或1.0S或1.6R) + (L或0.5W)
4. 1.2d + 1.0 w ^ + 大号 + (0.5Lr或0.3S或0.5R)
5. 0.9d + 1.0 w ^

哪里:

• d = 恒载
• 大号 = 活荷载
• r = 屋顶活荷载
• 小号 = 雪荷载
• [R = 雨量
• w ^ = 风荷载

应检查椽子是否超过所需的挠度限值. 活荷载的常见挠度限制为 L/240，总荷载的常见挠度限制为 L/180 (死 + 生活) IBC 中引用.

什么是 NDS 2018 通过方程给出总的椽子挠度.

ΔT = Kcr * ΔLT + ΔST

哪里:

• ΔT =总椽子挠度
• ΔLT= 由于设计荷载的长期分量而产生的直接椽子挠度
• ΔST= 由于设计荷载的短期分量引起的椽子挠度
• Kcr = 通常与时间相关的蠕变系数 1.5 要么 2.0.

椽梁传统上由坚固耐用的材料制成，可以支撑所需的屋顶荷载并承受环境因素. 轻质材料是首选，因为椽子需要支撑其自重，并且也更容易安装，因为工人需要将椽子提升到位.

屋顶椽子最常见的材料是:

• 木: 木椽是最常见的，因为它们提供了一种经济高效且重量轻的解决方案，并且已在住宅屋顶桁架中使用了数十年.
• 工程木制品: 住宅屋顶桁架需要额外强度的地方, 工程木椽子 (LVL 椽子或胶合木椽子) 提供了一种简单的方法来增加强度，同时仍然允许在整个屋顶桁架上使用标准的木材到木材的连接.
• 冷弯型钢: 冷成型钢椽子是木材的轻质替代品，具有良好的耐腐蚀性和耐火性能.
• 钢 : 钢椽子提供了比其他选择更重但更坚固的解决方案. 在商业应用中，钢可以为椽子提供最具成本效益的解决方案，并且还可能需要比其他类型的椽子实现更长的跨度.

SkyCiv 木梁计算器可用于木材和工程木椽子设计，这些是最常见的椽子材料类型. 对于钢椽子和冷成型钢椽子的设计，以下工具可用作椽子计算器:

• 冷弯型钢设计计算器:
• AISI S100-16 檩条设计
• 如 4600:2018 强度和适用性载荷组合
• 在 1993-1-3 檩条设计
• 钢结构设计计算器
  • 如 4100 钢结构设计计算器
  • 学会 360 钢结构设计计算器
  • CSA S16-14 钢梁计算器

通常屋顶由以下部分组成 普通椽子 从屋脊梁延伸到屋檐. 然而，通常需要几种其他类型的椽子来形成完整的屋顶桁架结构，您可以在施工现场或设计时使用其中一些关键短语.

普通椽子

常见的椽构件从屋脊一直延伸到屋檐的长度一致.

屋脊椽子

从屋顶一角延伸到屋脊末端的对角构件.

杰克·拉夫特

杰克椽子 (也称为爬行椽子) 不要跑完整个斜坡. 有几种不同类型的千斤顶椽子:

• 谷杰克·拉夫特: 从山脊延伸到山谷的椽梁
• 嘻哈杰克椽子: 从屋脊椽子延伸到屋檐的椽梁
• 瘸子杰克·拉夫特: 从山脊延伸到山谷的椽梁

天花板托梁

虽然屋顶桁架的另一个组成部分, 天花板托梁不是椽子的一种，因为它们位于建筑物内部支撑天花板 (内部的) 而不是屋顶板 (外部的). 它们可以更好地免受风雪等环境因素的影响，这些因素可以通过椽梁解决.

屋脊板是一种非结构元件，用于帮助支撑椽子的末端. 当使用椽子拉杆或领杆在屋顶上形成桁架时，屋脊不需要抵抗任何设计力，只需要提供刚性和用于将椽子固定到位的表面，以便它们可以将力传递到相对的椽子.

如果需要开放式大教堂式屋顶并且不存在水平拉杆，则该结构不再用作桁架. 在这种情况下，屋脊需要结构梁 (一根屋脊梁) 两端都有支撑，为椽子提供端部支撑.

• I 梁负载能力计算器
• 铝设计计算器
• 脚手架设计计算器

SkyCiv提供了广泛的 3D结构分析软件 对于工程师. 作为一家不断发展的科技公司, 我们致力于创新和挑战现有工作流程，以节省工程师的工作流程和设计时间.