محاسبه مواد، ظرفیت وزن و برآورد هزینه برای طراحیهای مختلف تیرکهای سقف. ابعاد و زوایا را وارد کنید تا نتایج فوری برای پروژه ساختوساز خود دریافت کنید.
ماشینحساب تیرکهای سقف ابزاری جامع است که به صاحبان خانه، پیمانکاران و معماران کمک میکند تا بهطور دقیق سیستمهای تیرک سقف را برنامهریزی و برآورد کنند. تیرکهای سقف چارچوبهای سازهای مهندسیشدهای هستند که از سقف یک ساختمان حمایت میکنند و بار را به دیوارهای خارجی منتقل میکنند. این ماشینحساب به شما امکان میدهد ابعاد و پارامترهای خاص مربوط به طراحی تیرک سقف خود را وارد کنید و محاسبات آنی برای نیازهای مصالح، ظرفیت وزن و برآورد هزینهها را ارائه میدهد. چه در حال برنامهریزی یک پروژه ساختوساز جدید باشید و چه در حال بازسازی، ماشینحساب تیرکهای سقف ما فرآیند پیچیده طراحی و برآورد تیرک را ساده میکند و به شما در صرفهجویی در زمان و کاهش ضایعات مصالح کمک میکند.
تیرکهای سقف اجزای سازهای پیشساختهای هستند که از اعضای چوبی یا فولادی تشکیل شدهاند و بهصورت مثلثی چیده شدهاند. آنها بهعنوان اسکلت سقف شما عمل میکنند و از پوشش سقف حمایت میکنند در حالی که بارها را به دیوارهای خارجی ساختمان منتقل میکنند. تیرکها مزایای متعددی نسبت به سیستمهای تیرک سنتی دارند، از جمله:
ماشینحساب ما از پنج نوع تیرک رایج پشتیبانی میکند که هرکدام کاربردها و مزایای خاص خود را دارند:
تیرک پست شاه: سادهترین طراحی تیرک که دارای یک پست عمودی مرکزی (پست شاه) است که قله را به تیرک تکیهگاه متصل میکند. مناسب برای فاصلههای کوچک (۱۵-۳۰ فوت) و طراحیهای سقف سادهتر.
تیرک پست ملکه: توسعهای از طراحی پست شاه که دارای دو پست عمودی (پست ملکه) به جای یک پست مرکزی است. مناسب برای فاصلههای متوسط (۲۵-۴۰ فوت) و ارائه ثبات بیشتر.
تیرک فینک: دارای اعضای وب قطری بهصورت الگوی W است و نسبت استحکام به وزن عالی را فراهم میکند. بهطور معمول در ساختوسازهای مسکونی برای فاصلههای ۲۰-۸۰ فوت استفاده میشود.
تیرک هاو: شامل اعضای عمودی در کشش و اعضای قطری در فشردگی است. مناسب برای فاصلههای متوسط تا بزرگ (۳۰-۶۰ فوت) و بارهای سنگینتر.
تیرک پرات: برعکس تیرک هاو، با اعضای قطری در کشش و اعضای عمودی در فشردگی. برای فاصلههای متوسط (۳۰-۶۰ فوت) کارآمد است و بهطور معمول در کاربردهای مسکونی و تجاری سبک استفاده میشود.
ماشینحساب تیرکهای سقف از چندین فرمول ریاضی برای تعیین نیازهای مصالح، ظرفیت سازه و برآورد هزینهها استفاده میکند. درک این محاسبات به شما کمک میکند تا نتایج را تفسیر کرده و تصمیمات آگاهانهای بگیرید.
ارتفاع سقف با استفاده از فاصله و شیب تعیین میشود:
که در آن:
طول تیرک با استفاده از قضیه فیثاغورث محاسبه میشود:
کل چوب مورد نیاز بسته به نوع تیرک متفاوت است:
تیرک پست شاه:
تیرک پست ملکه:
که در آن:
تیرک فینک:
که در آن:
تیرکهای هاو و پرات:
که در آن:
ظرفیت وزن با استفاده از فاصله، مصالح و فاصله محاسبه میشود:
که در آن:
برآورد هزینه بهصورت زیر محاسبه میشود:
که هزینه مصالح به ازای هر فوت بسته به نوع مصالح متفاوت است:
برای دریافت محاسبات دقیق تیرک سقف، مراحل زیر را دنبال کنید:
انتخاب نوع تیرک: از بین طراحیهای تیرک پست شاه، تیرک پست ملکه، فینک، هاو یا پرات بر اساس نیازهای پروژه خود انتخاب کنید.
وارد کردن فاصله: فاصله افقی بین دیوارهای خارجی را به فوت وارد کنید. این عرضی است که تیرک باید پوشش دهد.
وارد کردن ارتفاع: ارتفاع مورد نظر تیرک را در نقطه مرکزی به فوت مشخص کنید.
وارد کردن شیب: شیب سقف را بهصورت نسبت ارتفاع به افق (معمولاً بهصورت x/12 بیان میشود) وارد کنید. بهعنوان مثال، شیب ۴/۱۲ به این معنی است که سقف به ازای هر ۱۲ اینچ فاصله افقی، ۴ اینچ ارتفاع میگیرد.
وارد کردن فاصله: فاصله بین تیرکهای مجاور را به اینچ مشخص کنید. گزینههای رایج فاصله ۱۶، ۲۴ و ۳۲ اینچ هستند.
انتخاب مصالح: مصالح ساختمانی (چوب، فولاد یا چوب مهندسیشده) را بر اساس نیازهای پروژه و بودجه خود انتخاب کنید.
مشاهده نتایج: پس از وارد کردن تمام پارامترها، ماشینحساب بهطور خودکار نمایش خواهد داد:
تحلیل نمای تیرک: نمای بصری طراحی تیرک خود را بررسی کنید تا مطمئن شوید که با انتظارات شما مطابقت دارد.
کپی نتایج: از دکمه کپی برای ذخیره محاسبات خود برای مرجع یا به اشتراکگذاری با پیمانکاران و تأمینکنندگان استفاده کنید.
پارامترهای ورودی:
محاسبات:
پارامترهای ورودی:
محاسبات:
کاربردهای ماشینحساب تیرکهای سقف در سناریوهای مختلف ساختوساز گسترده است:
برای صاحبان خانه و سازندگان مسکونی، ماشینحساب به طراحی تیرکها برای:
این ابزار امکان مقایسه سریع طراحیها و مصالح مختلف را فراهم میکند و به صاحبان خانه در اتخاذ تصمیمات اقتصادی کمک میکند در حالی که اطمینان از یکپارچگی سازه را تضمین میکند.
پیمانکاران تجاری از ماشینحساب برای:
توانایی محاسبه ظرفیت وزن بهویژه برای پروژههای تجاری که بارهای سقف ممکن است شامل تجهیزات HVAC، تجمع برف یا سایر وزنهای قابل توجه باشد، ارزشمند است.
برای علاقهمندان به DIY، ماشینحساب فراهم میکند:
پس از بلایای طبیعی، ماشینحساب به:
در حالی که ماشینحساب تیرکهای سقف ما محاسبات جامعی برای طراحیهای تیرک رایج ارائه میدهد، گزینههای جایگزین دیگری نیز برای در نظر گرفتن وجود دارد:
نرمافزار طراحی تیرک حرفهای: برای طراحیهای سقف پیچیده یا غیرمعمول، نرمافزار حرفهای مانند MiTek SAPPHIRE™ یا Alpine TrusSteel® قابلیتهای تحلیلی پیشرفتهتری را ارائه میدهد.
خدمات مهندسی سفارشی: برای سازههای بحرانی یا شرایط بارگذاری غیرمعمول، مشاوره با یک مهندس سازه برای طراحی تیرک سفارشی ممکن است ضروری باشد.
تیرکهای پیشساخته: بسیاری از تأمینکنندگان تیرکهای پیشطراحیشده با مشخصات استاندارد ارائه میدهند که نیاز به محاسبات سفارشی را از بین میبرد.
ساخت تیرک سنتی: برای سقفهای ساده یا بازسازیهای تاریخی، سیستمهای تیرک سنتی ممکن است بر تیرکها ترجیح داده شوند.
توسعه تیرکهای سقف نمایانگر یک تحول جالب در تاریخ معماری و مهندسی است:
مفهوم حمایتهای سقفی مثلثی به دوران تمدنهای باستانی برمیگردد. شواهد باستانشناسی نشان میدهد که رومیان و یونانیان اولیه مزایای سازهای چارچوبهای مثلثی را برای پوشش فضاهای بزرگ درک کرده بودند.
در دوره قرون وسطی (قرن ۱۲-۱۵)، تیرکهای چوبی چشمنواز برای کلیساها و سالنهای بزرگ توسعه یافتند. تیرکهای چکشی، که در انگلستان در قرن ۱۴ توسعه یافت، امکان ایجاد فضاهای باز فوقالعادهای را در ساختمانهایی مانند سالن وستمینستر فراهم کرد.
قرن نوزدهم پیشرفتهای قابل توجهی را با معرفی اتصالات فلزی و تحلیل سازهای علمی به ارمغان آورد. تیرک پرات در سال ۱۸۴۴ توسط توماس و کالب پرات ثبت اختراع شد، در حالی که تیرک هاو در سال ۱۸۴۰ توسط ویلیام هاو ثبت اختراع شد.
نیمه دوم قرن بیستم شاهد ظهور تیرکهای چوبی پیشساخته بود که ساختوساز مسکونی را متحول کرد. توسعه صفحههای گاننایل در سال ۱۹۵۲ توسط جی. کلاوین جوری بهطور قابل توجهی فرآیند تولید و مونتاژ تیرک را ساده کرد.
امروزه، طراحی و تولید بهکمک کامپیوتر فناوری تیرک را بیشتر بهبود بخشیده و امکان مهندسی دقیق، حداقل ضایعات مصالح و عملکرد بهینه سازهای را فراهم میکند.
1import math
2
3def calculate_roof_truss(span, height, pitch, spacing, truss_type, material):
4 # محاسبه ارتفاع
5 rise = (span / 2) * (pitch / 12)
6
7 # محاسبه طول تیرک
8 rafter_length = math.sqrt((span / 2)**2 + rise**2)
9
10 # محاسبه کل چوب بر اساس نوع تیرک
11 if truss_type == "king":
12 total_lumber = (2 * rafter_length) + span + height
13 elif truss_type == "queen":
14 diagonals = 2 * math.sqrt((span / 4)**2 + height**2)
15 total_lumber = (2 * rafter_length) + span + diagonals
16 elif truss_type == "fink":
17 web_members = 4 * math.sqrt((span / 4)**2 + (height / 2)**2)
18 total_lumber = (2 * rafter_length) + span + web_members
19 elif truss_type in ["howe", "pratt"]:
20 verticals = 2 * height
21 diagonals = 2 * math.sqrt((span / 4)**2 + height**2)
22 total_lumber = (2 * rafter_length) + span + verticals + diagonals
23
24 # محاسبه تعداد اتصالات
25 joints_map = {"king": 4, "queen": 6, "fink": 8, "howe": 8, "pratt": 8}
26 joints = joints_map.get(truss_type, 0)
27
28 # محاسبه ظرفیت وزن
29 material_multipliers = {"wood": 20, "steel": 35, "engineered": 28}
30 if span < 20:
31 base_capacity = 2000
32 elif span < 30:
33 base_capacity = 1800
34 else:
35 base_capacity = 1500
36
37 weight_capacity = base_capacity * material_multipliers[material] / (spacing / 24)
38
39 # محاسبه برآورد هزینه
40 material_costs = {"wood": 2.5, "steel": 5.75, "engineered": 4.25}
41 cost_estimate = total_lumber * material_costs[material]
42
43 return {
44 "totalLumber": round(total_lumber, 2),
45 "joints": joints,
46 "weightCapacity": round(weight_capacity, 2),
47 "costEstimate": round(cost_estimate, 2)
48 }
49
50# مثال استفاده
51result = calculate_roof_truss(
52 span=24,
53 height=5,
54 pitch=4,
55 spacing=24,
56 truss_type="king",
57 material="wood"
58)
59print(f"کل چوب: {result['totalLumber']} فوت")
60print(f"اتصالات: {result['joints']}")
61print(f"ظرفیت وزن: {result['weightCapacity']} پوند")
62print(f"برآورد هزینه: ${result['costEstimate']}")
63
1function calculateRoofTruss(span, height, pitch, spacing, trussType, material) {
2 // محاسبه ارتفاع
3 const rise = (span / 2) * (pitch / 12);
4
5 // محاسبه طول تیرک
6 const rafterLength = Math.sqrt(Math.pow(span / 2, 2) + Math.pow(rise, 2));
7
8 // محاسبه کل چوب بر اساس نوع تیرک
9 let totalLumber = 0;
10
11 switch(trussType) {
12 case 'king':
13 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + height;
14 break;
15 case 'queen':
16 const diagonals = 2 * Math.sqrt(Math.pow(span / 4, 2) + Math.pow(height, 2));
17 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + diagonals;
18 break;
19 case 'fink':
20 const webMembers = 4 * Math.sqrt(Math.pow(span / 4, 2) + Math.pow(height / 2, 2));
21 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + webMembers;
22 break;
23 case 'howe':
24 case 'pratt':
25 const verticals = 2 * height;
26 const diagonalMembers = 2 * Math.sqrt(Math.pow(span / 4, 2) + Math.pow(height, 2));
27 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + verticals + diagonalMembers;
28 break;
29 }
30
31 // محاسبه تعداد اتصالات
32 const jointsMap = { king: 4, queen: 6, fink: 8, howe: 8, pratt: 8 };
33 const joints = jointsMap[trussType] || 0;
34
35 // محاسبه ظرفیت وزن
36 const materialMultipliers = { wood: 20, steel: 35, engineered: 28 };
37 let baseCapacity = 0;
38
39 if (span < 20) {
40 baseCapacity = 2000;
41 } else if (span < 30) {
42 baseCapacity = 1800;
43 } else {
44 baseCapacity = 1500;
45 }
46
47 const weightCapacity = baseCapacity * materialMultipliers[material] / (spacing / 24);
48
49 // محاسبه برآورد هزینه
50 const materialCosts = { wood: 2.5, steel: 5.75, engineered: 4.25 };
51 const costEstimate = totalLumber * materialCosts[material];
52
53 return {
54 totalLumber: parseFloat(totalLumber.toFixed(2)),
55 joints,
56 weightCapacity: parseFloat(weightCapacity.toFixed(2)),
57 costEstimate: parseFloat(costEstimate.toFixed(2))
58 };
59}
60
61// مثال استفاده
62const result = calculateRoofTruss(
63 24, // فاصله به فوت
64 5, // ارتفاع به فوت
65 4, // شیب (۴/۱۲)
66 24, // فاصله به اینچ
67 'king',
68 'wood'
69);
70
71console.log(`کل چوب: ${result.totalLumber} فوت`);
72console.log(`اتصالات: ${result.joints}`);
73console.log(`ظرفیت وزن: ${result.weightCapacity} پوند`);
74console.log(`برآورد هزینه: $${result.costEstimate}`);
75
1' تابع VBA اکسل برای محاسبات تیرک سقف
2Function CalculateRoofTruss(span As Double, height As Double, pitch As Double, spacing As Double, trussType As String, material As String) As Variant
3 ' محاسبه ارتفاع
4 Dim rise As Double
5 rise = (span / 2) * (pitch / 12)
6
7 ' محاسبه طول تیرک
8 Dim rafterLength As Double
9 rafterLength = Sqr((span / 2) ^ 2 + rise ^ 2)
10
11 ' محاسبه کل چوب بر اساس نوع تیرک
12 Dim totalLumber As Double
13
14 Select Case trussType
15 Case "king"
16 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + height
17 Case "queen"
18 Dim diagonals As Double
19 diagonals = 2 * Sqr((span / 4) ^ 2 + height ^ 2)
20 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + diagonals
21 Case "fink"
22 Dim webMembers As Double
23 webMembers = 4 * Sqr((span / 4) ^ 2 + (height / 2) ^ 2)
24 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + webMembers
25 Case "howe", "pratt"
26 Dim verticals As Double
27 verticals = 2 * height
28 Dim diagonalMembers As Double
29 diagonalMembers = 2 * Sqr((span / 4) ^ 2 + height ^ 2)
30 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + verticals + diagonalMembers
31 End Select
32
33 ' محاسبه تعداد اتصالات
34 Dim joints As Integer
35 Select Case trussType
36 Case "king"
37 joints = 4
38 Case "queen"
39 joints = 6
40 Case "fink", "howe", "pratt"
41 joints = 8
42 Case Else
43 joints = 0
44 End Select
45
46 ' محاسبه ظرفیت وزن
47 Dim baseCapacity As Double
48 If span < 20 Then
49 baseCapacity = 2000
50 ElseIf span < 30 Then
51 baseCapacity = 1800
52 Else
53 baseCapacity = 1500
54 End If
55
56 Dim materialMultiplier As Double
57 Select Case material
58 Case "wood"
59 materialMultiplier = 20
60 Case "steel"
61 materialMultiplier = 35
62 Case "engineered"
63 materialMultiplier = 28
64 Case Else
65 materialMultiplier = 20
66 End Select
67
68 Dim weightCapacity As Double
69 weightCapacity = baseCapacity * materialMultiplier / (spacing / 24)
70
71 ' محاسبه برآورد هزینه
72 Dim materialCost As Double
73 Select Case material
74 Case "wood"
75 materialCost = 2.5
76 Case "steel"
77 materialCost = 5.75
78 Case "engineered"
79 materialCost = 4.25
80 Case Else
81 materialCost = 2.5
82 End Select
83
84 Dim costEstimate As Double
85 costEstimate = totalLumber * materialCost
86
87 ' بازگشت نتایج بهعنوان یک آرایه
88 Dim results(3) As Variant
89 results(0) = Round(totalLumber, 2)
90 results(1) = joints
91 results(2) = Round(weightCapacity, 2)
92 results(3) = Round(costEstimate, 2)
93
94 CalculateRoofTruss = results
95End Function
96
تیرک سقف یک چارچوب سازهای پیشساخته است که معمولاً از چوب یا فولاد ساخته میشود و برای حمایت از سقف یک ساختمان طراحی شده است. این تیرکها شامل اعضای مثلثی هستند که بهطور مؤثری وزن سقف را به دیوارهای خارجی منتقل میکنند و نیاز به دیوارهای باربر داخلی را از بین میبرند و امکان برنامهریزی فضاهای باز را فراهم میکنند.
بهترین نوع تیرک به چندین عامل بستگی دارد:
با یک مهندس سازه یا تولیدکننده تیرک برای توصیههای خاص بر اساس نیازهای پروژه خود مشورت کنید.
گزینههای رایج فاصله تیرکها عبارتند از:
کدهای ساختمانی محلی معمولاً حداقل الزامات فاصله تیرکها را تعیین میکنند.
برآورد هزینههای ارائهشده توسط ماشینحساب بر اساس هزینههای متوسط مصالح است و شامل هزینههای کار، حمل و نقل یا تغییرات قیمت منطقهای نمیشود. آنها باید بهعنوان راهنمایی تقریبی برای اهداف بودجهبندی استفاده شوند. برای برآورد دقیق پروژه، با تأمینکنندگان و پیمانکاران محلی مشورت کنید.
بله، ماشینحساب میتواند برای برآوردهای اولیه ساختمانهای تجاری استفاده شود. با این حال، پروژههای تجاری معمولاً نیاز به مهندسی حرفهای دارند و ممکن است نیاز به در نظر گرفتن عوامل اضافی مانند بارهای تجهیزات مکانیکی، الزامات آتشنشانی و الزامات کد خاص داشته باشند.
شیب سقف بر چندین جنبه طراحی تیرک تأثیر میگذارد:
ماشینحساب در محاسبات مصالح و سازه خود به شیب توجه میکند.
تیرکهای چوبی از چوبهای ابعادی (معمولاً ۲×۴ یا ۲×۶) استفاده میکنند، در حالی که تیرکهای چوب مهندسیشده از محصولات چوبی ساختهشده مانند چوب لایهای چسبخورده (LVL) یا چوب رشتهای موازی (PSL) استفاده میکنند. چوب مهندسیشده دارای مزایای زیر است:
در تعیین ظرفیت وزنی مورد نیاز، به این عوامل توجه کنید:
کدهای ساختمانی محلی حداقل الزامات بار را بر اساس مکان شما مشخص میکنند.
خیر. تیرکهای سقف سیستمهای مهندسیشدهای هستند که در آن هر عضو نقش سازهای حیاتی ایفا میکند. برش، سوراخکاری یا تغییر اعضای تیرک پس از نصب میتواند بهطور جدی یکپارچگی سازه را به خطر بیندازد و معمولاً توسط کدهای ساختمانی ممنوع است. هرگونه تغییر باید توسط یک مهندس سازه طراحی و تأیید شود.
تیرکهای سقف بهدرستی طراحیشده و نصبشده میتوانند بهمدت عمر ساختمان (بیش از ۵۰ سال) دوام بیاورند. عواملی که بر طول عمر تأثیر میگذارند شامل:
شورای چوب آمریکا. (۲۰۱۸). مشخصات طراحی ملی برای ساخت و ساز چوبی. لیسبورگ، ویرجینیا: شورای چوب آمریکا.
برایر، دی. ای، فریدلی، ک. جی، کوبین، ک. ای، و پولوک، دی. جی. (۲۰۱۵). طراحی سازههای چوبی – ASD/LRFD. انتشارات مکگراو-هیل.
انجمن سازههای ساختمانی. (۲۰۲۱). BCSI: راهنمای شیوههای خوب برای حمل، نصب، نگهداری و تقویت تیرکهای چوبی متصل به صفحه فلزی. مدیسون، ویسکانسین: SBCA.
شورای بینالمللی کد. (۲۰۲۱). کد بینالمللی مسکونی. کنتری کلاپ هیلز، ایلینوی: ICC.
موسسه صفحه تیرک. (۲۰۰۷). استاندارد طراحی ملی برای ساخت تیرکهای چوبی متصل به صفحه فلزی. الکساندریا، ویرجینیا: TPI.
آلن، ای. و ایانو، جی. (۲۰۱۹). اصول ساخت و ساز ساختمان: مصالح و روشها. وایلی.
آندرود، سی. آر. و چیونی، م. (۲۰۰۷). طراحی سازه: راهنمای عملی برای معماران. وایلی.
آزمایشگاه محصولات جنگلی. (۲۰۲۱). راهنمای چوب: چوب بهعنوان یک ماده مهندسی. مدیسون، ویسکانسین: وزارت کشاورزی ایالات متحده، خدمات جنگل.
ماشینحساب تیرکهای سقف ما برنامهریزی پروژه شما را با اطمینان آسان میکند. به سادگی ابعاد خود را وارد کنید، نوع تیرک و مصالح مورد نظر خود را انتخاب کنید و نتایج آنی برای نیازهای مصالح، ظرفیت وزن و برآورد هزینهها دریافت کنید. چه شما یک پیمانکار حرفهای باشید و چه یک علاقهمند به DIY، این ابزار اطلاعاتی را که برای اتخاذ تصمیمات آگاهانه در مورد طراحی تیرک سقف خود نیاز دارید، فراهم میکند.
ترکیبهای مختلف پارامترها را امتحان کنید تا کارآمدترین و اقتصادیترین راهحل را برای نیازهای خاص پروژه خود پیدا کنید. به یاد داشته باشید که با کدهای ساختمانی محلی مشورت کنید و برای کاربردهای پیچیده یا بحرانی با یک مهندس سازه مشورت کنید.
اکنون شروع به محاسبه کنید و اولین قدم را به سوی پروژه ساختمانی موفق خود بردارید!
کشف ابزارهای بیشتری که ممکن است برای جریان کاری شما مفید باشند