1.钢屋架形式

常用的钢屋架有三角形屋架、梯形屋架以及平行弦屋架等。

（1）三角形屋架 如图7-25a、b、d所示，三角形屋架比较适用于屋面坡度较陡的有檩屋盖结构。坡度i=1/6～1/2；上、下弦交角小，端节点构造复杂；外形与弯矩图差别大，受力不均匀，并且横向刚度低，只适用于中、小跨度轻屋面结构。

图7-24 檩条详图（H型钢）

注：1.檩条有正反之分。

2.斜拉条中的a、b值根据檩距及拉条位置确定。

3.螺栓均为M12，孔为ϕ13。

4.凡设置斜拉条的檩距开间内应同时设置直撑杆，构造见图7-15。

三角形屋架的腹杆布置有芬克式、单斜式与人字式三种。芬克式屋架（图7-25b）受力合理、方便运输，多被采用；单斜式屋架（图7-25d）只适用于下弦设置天棚的屋架，较少被采用；而人字式屋架（图7-25a）只适用于跨度小于18m的屋架。

图7-25 屋架的形式

a）三角形屋架 b）三角形屋架 c）下撑式屋架 d）三角形屋架 e）梯形屋架 f）梯形屋架 g）梯形屋架 h）梯形屋架 i）平行弦屋架

（2）梯形屋架 如图7-25e、f、g、h所示，梯形屋架是适用于屋面坡度平缓的无檩屋盖结构。坡度i＜1/3，并且跨度较大时多采用梯形屋架。梯形屋架外形接近于弯矩图，弦杆受力均匀；腹杆多采用人字式，当端斜杆与弦杆组成的支撑点在下弦时叫做下承式，多被用于刚接支撑节点，反之为上承式。梯形屋架上弦节间长度应与屋面板的尺寸相匹配，使荷载作用在节点上，当上弦节间太长时，应采用再分式腹杆。

（3）平行弦屋架 当屋架的上、下弦杆互相平行时，称为平行弦屋架，如图7-25i所示。此种屋架多被用于单坡屋盖和双坡屋盖或用作托架、支撑体系，腹杆多为人字形或交叉式。平行弦屋架的同类杆件长度一致，节点类型少，满足工业化制造要求。

2.钢屋架主要尺寸的确定

平面钢屋架的主要尺寸指的是屋架的跨度和高度，对于梯形屋架还有端部高度。屋架的主要尺寸不仅与屋架自身相关，还与结构连接方式、屋面板的选用以及使用荷载有关，具体的确定方法如下。

（1）屋架的跨度 应按照生产工艺和建筑使用要求确定，同时应考虑结构布置的经济性与合理性。一般跨度为18m、21m、24m、27m、30m、36m等，以3m为模数。对于简支于柱顶的钢屋架，屋架的计算跨度l₀为屋架两端支座中心的距离。屋架的标志跨度Z为柱网横向轴线间的距离。

依据房屋定位轴线及支座构造的不同，屋架的计算跨度的取值如下：当支座为一般钢筋混凝土柱并且柱网为封闭结合时，计算跨度为l₀=l-（300～400mm）；当柱网采用非封闭结合时，计算跨度为l₀=l，如图7-26所示。

（2）屋架的高度 由运输界限、刚度条件、建筑要求、屋面坡度和经济高度等因素决定。屋架的最大高度不能超过运输界限，最小高度应符合屋架容许挠度[f]=1/500的要求。

图7-26 桁架的计算跨度

1）三角形屋架的高度为h，当坡度i=1/3～1/2时，h=（1/6～1/4）l。

2）平行弦屋架和梯形屋架的中部高度主要由经济高度决定，通常h=（1/10～1/6）l。

3）梯形屋架的端部高度按下列情况取值：

①当屋架同柱刚接时，梯形屋架的端部高度取h₀=（1/16～1/10）l。(www.daowen.com)

②当屋架同柱铰接时，取h₀≥（1/18）l。

③陡坡梯形屋架的端部高度，通常取h₀=0.5～1.0m。

④平坡梯形屋架取h₀=1.8～2.1m。

以上尺寸中，当跨度较小时取下限，屋架跨度越大，h₀取值越大。

当屋架的外形和主要尺寸（跨度、高度）确定后，桁架各杆的几何尺寸（长度）即可根据三角函数或投影关系求。

3.屋架荷载

（1）永久荷载（恒荷载） 是指屋面材料，防水、保温或隔热层，以及屋架、天窗架、檩条、支撑及悬挂管道等的重量。

（2）可变荷载 屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、施工荷载、风荷载以及悬挂吊车荷载等。

屋面均布活荷载标准值：对于支承轻屋面的屋架，当其受荷水平投影面积超过60m²时取0.30kN/m²；其他情况则取0.50kN/m²。雪荷载与积灰荷载按荷载规范或当地资料取用。对轻型屋面屋盖结构应考虑在风吸力与永久荷载组合下屋架杆件内力变号及发生屋架支座负反力的锚固问题。

（3）偶然荷载 如地震荷载、爆炸力或其他意外事故产生的荷载。

4.屋架设计内容和步骤

（1）屋架的选型 是指对屋架形式的选取及有关尺寸的确定，包括屋架的外形、腹杆体系及主要尺寸的确定等。

（2）荷载计算 包括永久荷载（包括屋面材料、保温材料、檩条及屋架、支撑等的自重）、屋面均布活荷载、风荷载、雪荷载以及积灰荷载等的计算。

（3）内力计算 计算内力时一般先计算单位荷载（包括满跨布置和半跨布置）作用下屋架中各杆件的内力，即内力系数，然后用内力系数乘以荷载设计值就得到相应荷载作用下杆件的内力设计值。

（4）内力组合 即确定各杆件的最不利内力。

（5）屋架的杆件设计 包括下列几方面。

1）依据杆件的位置、支撑情况等来确定杆件的计算长度。

2）选取杆件截面形式。

3）初选截面尺寸。

4）依据杆件的最不利内力按照轴心受拉、轴心受压或拉压弯构件进行杆件截面设计等。验算杆件的强度、刚度以及稳定性是否满足要求。

（6）节点设计 主要包括下列几方面。

1）由杆件内力确定节点板厚度。

2）由杆件截面规格及交汇于节点的腹杆内力及构造要求确定节点板的平面尺寸。

3）验算节点连接强度等。

（7）绘制屋架施工图并编制材料表 屋架施工图指的是指导钢结构构件制造及安装的技术文件，同时也是编制工程预算的依据和工程竣工后的存档资料。所以，必须做到清晰、明确、准确无误，表达详尽。