表1 屋面荷载的标准植 名 称 屋架 （包括支撑） 天窗架 （包括支撑） 檩 条 托 架 跨 度 12 18 24 30 36 6 12 屋面荷载的标准植 qk<1.5 0.08~0.13 0.10~0.17 0.14~0.22 0.18~0.28 0.20~0.32 0.07~0.10 0.10~0.14 1.5?qk<3.0 0.14~0.17 0.18~0.22 0.24~0.28 0.29~0.34 0.33~0.38 0.09~0.12 0.13~0.16 3.0?qk<4.0 0.18~0.21 0.23~0.27 0.29~0.33 0.35~0.40 0.39~0.45 0.11~0.14 0.15~0.18 4.0?qk?5.0 0.22~0.25 0.28~0.32 0.34~0.38 0.41~0.46 0.46~0.52 0.13~0.16 0.17~0.20 - - 0.05~0.10 0.05~0.09 0.07~0.12 0.09~0.13 0.10~0.15 0.13~0.16 - 0.16~0.20
（二）荷载组合
为了求出各个杆件的最不利内力，必须对作用在屋架上的荷载根据施工和使用过程可能出现的分布情况进行组合，一般为以下三种情况：
1.全跨永久荷载+全跨可变荷载 2.全跨永久荷载+半跨可变荷载
3.全跨屋架和支撑自重+半跨屋面板重+半跨施工荷载
四、 内力计算
我们可以用数解法或图解法或电算法进行内力的计算。先求出全跨或半跨单位荷载作用下的杆件内力系数，然后乘以实际的节点荷载，屋架在上述第一种荷载组合下，屋架的弦杆，竖杆和靠近两端的斜腹杆，内力均达到最大，在第二种荷载组合或第三种荷载组合下，靠近跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号。
五、 屋架杆件的计算长度
在理想的铰接屋架中，杆件在屋架平面内的计算长度应是节点中心的距离，实际上，汇交于节点处的各杆件是通过节点板焊接在一起的，因而并非真正的铰接，节点具有一定的刚度，杆件两端均属弹性嵌固。此外，节点的转动还受到汇交于节点的拉杆的约束。这些拉杆的线刚度愈大，约束作用也愈大。压杆在节点处的嵌固程度愈大，其计算长度就愈小。根据这个道理，便可视节点的嵌固程度来确定各杆的计算长度。 （一）平面内计算长度：
弦杆，支座斜杆和支座竖杆因本身截面较大，其他杆件在节点处对它的约束作用很小，同时考虑到这些杆件在屋架中是主要杆件,故其计算长度取等于节点间的距离，即lox?l，其他腹杆，与上弦相连的一端拉杆少，嵌固程度小，另一端与下弦相连，拉杆多，嵌固程度较大，其计算长度取lox?0.8l。 （二）平面外计算长度：
弦杆在屋架平面外的计算长度等于侧向支承节点之间的距离，loy?l1。
上弦杆在有檩屋盖中，若檩条与横向水平支撑的交叉点用节点板连牢时则取l1等于檩条之间的距离，若檩条与支撑的交叉点不连接时，则l1取支撑节点的距离。在无檩屋盖中，大型屋面板在三个角点与屋架上弦焊接，起一定支撑作用，可l1取等于两块屋面板的宽度。
屋架下弦的平面外计算长度loy等于侧向支承点间的距离，即纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆之间的距离。腹杆在平面外的计算长度等于杆端节点间距，即loy?l。 当屋架上弦侧向支承点间的距离l1为节间长度的二倍，且两节间的轴心压力不相等，一个节间作用着较大的压力N1，另一个节间作用着较小压力或拉力N2时，压杆的临界力要比两端作用着较大的轴压力N1时要高。计算这种压杆在屋架平面外的稳定时，杆件轴力仍取用较大的轴力N1，为了考虑上述有利因素，计算长度应按下式计算（但不应小于0.5l1）。
?N2??loy?l1?0.75?0.25 ??N1??计算时压力取正号，拉力取负号。
（三）斜平面计算长度
单面连接的单角钢杆件或双角钢组成的十字形截面杆件，因截面的主轴均不在屋架平面内，杆件可能向着最小刚度的斜向屈曲，此时，杆件两端的节点对其两个方向均有一定嵌固作用，这类腹杆的计算长度lo?0.9l。
表2 屋架杆件的计算长度 腹杆 项次 1 2 3 弯曲方向 在屋架平面内 在屋架平面外 斜平面 弦杆 支座斜杆和支座竖杆 其他腹杆 l l l 0.8l l1 — l l 0.9l 注：①l——构件的几何长度(节点中心间距离)；l1——屋架弦杆侧向支承点之间的距离。
②斜平面系指与屋架平面斜交的平面，适用于构件截面两主轴均不在屋架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。
③无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度（钢管结构除外）。 表2中的腹杆计算长度是指单系腹杆。若是交叉腹杆，在屋架平面内的计算长度，无论是拉杆还是压杆均取节点中心到交叉点之间的距离，即lox?0.5l；在屋架平面外的计算长度按下列规定采用：（a）对于压杆，当相交的另一杆受拉，且两杆在交叉点处均不中断，
loy?0.5l；当相交的另一杆受拉，两杆中有一杆在交叉点处中断，并以节点板搭接时，
（b）对于拉杆loy?l。l指节点中心间距离（交叉点不作loy?0.7l；其他情况，loy?l。为节点考虑）。
六、 杆件截面设计
（一） 截面形式：
选择屋架杆件截面形式时，应考虑构造简单、施工方便，且取材容易、易于连接，尽可能增大屋架的侧向刚度。对轴心受力杆件宜使各杆件在两个主轴方向的长细比相接近，即
（图2） ?x??y。普通钢屋架的杆件通常采用两个角钢组成的T形截面或十字形截面。
图2 屋架杆件的角钢截面
1、屋架上弦，宜采用由两个不等肢角钢短肢相并的T形截面（图5-3a）。如果上弦杆有节间荷载作用，为了增强屋架平面内的抗弯刚度宜采用由两个等肢角钢组成的T形截面或两个不等肢角钢长肢相并的T形截面。
2、屋架的端斜秆，应采用两个不等肢角钢长肢相并的T形截面（图5-3b）或两个等肢角钢组成的T形截面（图5-3c）。
3、其他腹杆，应采用两个等肢角钢组成的T形截面（图5-3c），连接竖向支撑的竖腹杆为了传力时不产生偏心，便于与支撑连接，以及吊装时屋架两端可以互换，宜采用两个等肢角钢组成的十字形截面（图5-3d）。对于受力很小的腹杆，也可用单角钢截面，角钢最小不能小于∟45×4或∟56×36×4 。
4、屋架下弦受拉，所选截面除满足强度和容许长细比外，应尽可能增大屋架平面外的刚度，以利于运输和吊装。因此下弦杆常采用两个不等肢角钢短肢相并的T形截面。 （二）填板
为了使两个角钢组成的截面能够整体工作，应在角钢相并肢之间每隔一定间距，焊上一块填板，填板宽度由构造要求决定，一般取60～100mm，长度c对于T形截面应伸出角钢肢边各10～20mm；对于十字形截面则应缩进角钢肢边10～20mm。填板间距ld在受压杆件中不大于40i,在受拉杆件中不大于80i。对于T形截面，i为一个角钢平行于填板的形心轴的回转半径；对于十字形截面，则取一个角钢的最小回转半径。在受压杆件的两个侧向支承点之间填板数不得少于两个。 （三）屋架杆件截面选择
1、选择截面时应考虑下列的原则；
(1)、应选用肢宽而壁薄的角钢，但最薄不能小于5mm；
(2)、为了便于订货和制造，相近的角钢应尽量统一，同一屋架所采用的角钢型号一般不超过6~7种；
(3)、屋架弦杆一般采用等截面，但当跨度大寸30m时，弦杆可根据内力的变化改变截面，通常厚度不变而缩小肢宽，以利于拼接节点的构造处理。
(4)、普通钢屋架的角钢不得小于∟45×4或∟56×36×4（对焊接结构）。直接与支撑或系杆相连的角钢最小肢宽应根据连接螺栓的直径而定：d?16、18、20mm时，角钢最小肢宽分别为63、70、75mm。
2、轴心拉杆：按强度确定杆件所需要的截面面积：
An?Nf
式中：N——杆件的计算轴心力。
f一一钢材的抗拉没计强度。
当计算单角钢单面连接的强度和连接时应乘以折减系数0.85。 根据An从角钢规格表中选出合适的角钢。
3、 轴心压杆：按稳定条件计箅所需要毛截面面积：
A?N ?f式中：?——轴心受压杆件的稳定系数。
? 都是未知数，由于A 、因此不能直接计算所需要的截面，而应采用试算法选择截面，
通常先假定长细比入(一般弦杆取80~100，腹杆取100~120)，查出相应的? 代入上式。计算截面A，同时算出回转半径iy、ix，从角钢规格表中选择角钢，再进行验算 ，这样反复一、二次，即可得到合适的角钢。 4、压弯杆件：
当上弦有节间荷载，应根据轴心压力和局部弯矩按压弯杆件进行计算。 初选截面后按下列公式验算：
(1)、在弯矩计算平面内的稳定计算：
??N??xA?mxMx?xW1x(1?0.8NNEx’?f )??N?A?mxMx?xW2x(1?1.25NNEx’?f )(2)、在弯矩计算平面外的稳定计算：
?MN??txx?f ?yA?bW1x(3)、强度计算：
MxN??f An?xWnx5、对钢屋架的压杆和拉杆的长细比规定了不同的限值。
对于压杆[? ] =150； 承受静荷载或设有轻、中级工作制吊车厂房的间接承受动荷载的拉杆，[? ] =350；对于设有重级工作制吊车厂房的间接承受动荷载的拉杆及直接承受动荷载的拉杆[? ] =250。
七、 节点设计
（一）节点设计的一般原则：
1.屋架是通过各节点板把汇交于各节点的杆件连接在一起，各杆件的内力通过节点板上的角焊缝互相平衡。节点板内的应力分布比较复杂，节点板的厚度通常不作计算，一般情况下可根据腹杆(梯形屋架)或弦杆(三角形屋架)的最大内力按表3选用。
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