本文總結了普通梯形鋼屋架設計的關鍵要點。介紹了梯形鋼屋架的基本原理和結構特點，強調了其承載能力強、空間利用率高等優點。詳細闡述了梯形鋼屋架的設計步驟，包括荷載分析、截面設計、支撐系統選擇等關鍵步驟。在設計過程中，還需要考慮材料的力學性能、焊接工藝等因素，以確保設計的合理性和可靠性。還提出了一些設計中的注意事項，如考慮地震影響、優化結構布局等，以適應不同工程需求。通過實例分析，展示了梯形鋼屋架在實際工程中的應用效果，驗證了其設計的有效性和實用性。本文為梯形鋼屋架設計提供了全面而深入的總結，對于相關領域的工程師和學者具有一定的參考價值。

一、普通梯形鋼屋架設計概述

• 梯形鋼屋架是一種常見的屋架結構形式，在工業廠房、倉庫、展覽館等大型公共建筑中廣泛應用，具有結構簡單、受力合理、施工方便等優點 。
• 屋架的外形常用的有梯形、三角形和平行弦等幾種，梯形屋架外形比較接近彎矩圖，因而弦桿內力沿跨度分布比較均勻，用料較經濟，且可以和柱剛接或鉸接，剛接可使建筑物橫向剛度提高 。

二、主要尺寸確定

• 跨度：屋架的跨度取決于柱網的布置，柱網縱向軸線的間距就是屋架的標志跨度（公稱跨度），一般以3m為模數。屋架的計算跨度是兩端支座反力的距離，在大多數狀況下計算跨度比公稱跨度小。對于封閉結合，計算跨度 = 標志跨度 - 2×(150 - 300) 。
• 跨中高度：由經濟要求、剛度要求、運輸界限和屋面坡度等因素確定。依據屋架的允許撓度可決定最小高度，最大高度則取決于運輸界限（如鐵路運輸界限為3.85m）；屋架的經濟高度是依據上下弦桿和腹桿的總重量最小的條件確定。一般陡坡梯形屋架取h = 0.5 - 1.0m，緩坡梯形屋架取h = 1.8 - 2.1m 。
• 端部高度：與柱剛接的梯形屋架，端部高度一般為（1/12 - 1/16）l，通常取2.0 - 2.5m；與柱鉸接的梯形屋架，端部高度1.5 - 2.0m。在多跨房屋中，各跨屋架的端部高度應盡可能一樣 。

三、起拱要求

• 跨度≥24m的梯形屋架，當下弦無曲折時，宜起拱，拱度v = l/500。起拱的方法一般是使下弦成直線彎折而將整個屋架抬高，即上、下弦同時起拱 。

四、支撐布置

• 支撐布置的必要性：屋架是屋蓋構造中最主要的承重構件，雖然屋架之間有檁條或屋面板聯系，但仍舊是一不穩定的空間體系 。
• 布置原則：
  • 在設置有縱向支撐的平面內必須同時設置橫向支撐，并將二者布置為封閉型。
  • 所有的橫向支撐、縱向支撐和豎向支撐均應與屋架、托架、天窗架等的桿件或檁條組成幾何不變的桁架形式。
  • 房屋中每一溫度區段或分期建設的區段中，應分別設置能獨立構成空間穩定構造的支撐系統。
  • 傳遞風力、吊車水平力和水平地震作用的支撐，應能使外力由作用點盡快地傳遞到構造的支座。
  • 柱距愈大或吊車工作量愈繁重，支撐的剛度應愈大。
  • 在地震區應適當增加支撐，并加強支撐節點的連接強度 。
• 具體支撐布置：
  • 上弦橫向水平支撐：在有檁體系或僅承受大型屋面板的無檁體系屋蓋中均應設置屋架上弦橫向水平支撐，一般應設置在房間的兩端或橫向溫度伸縮縫間區段的兩端的第一個柱間。在非地震區當承受山墻承重或抗震設防烈度6、7度有天窗時，為使屋架支撐與天窗架支撐位于同一開間內，也可將支撐布置在第二個柱間，但第一柱間必須用剛性系桿與端屋架上弦牢固連接。兩個上弦橫向支撐間的距離不宜大于66m，故當房屋較長（大于66m）時，尚應在中間柱間增設橫向水平支撐 。
  • 下弦橫向水平支撐：一般和上弦橫向水平支撐布置在同一開間，它們和相鄰的兩個屋架組成一個空間桁架體系。一般情況下，應設置下弦橫向水平支撐，但當跨度大于18m且未設懸掛起重運輸設備和吊車，或者雖有吊車但噸位不大，也沒有較大的振動設備，可不設置下弦橫向水平支撐 。
  • 下弦縱向支撐：主要作用是與橫向水平支撐一起形成封閉體系，以提高房屋的整體剛度 。

五、結構設計綜合考慮因素

• 根據承載能力和穩定性要求，選擇合適的弦桿截面形式和尺寸、腹桿截面形式和尺寸以及節點板截面形式和尺寸 。
• 分析屋架在不同工況下的承載能力和穩定性，包括風、地震等動態作用下的響應和振動特性，確定屋架的合理跨度和高度以滿足建筑功能和使用要求 。
• 分析屋架的抗震性能和抗風能力，確保結構安全可靠，確定屋架的臨界承載力和失穩模式，為結構加固和優化提供依據 。

梯形鋼屋架的經濟高度計算方法

梯形鋼屋架與三角形屋架對比

梯形鋼屋架的起拱技術要點

梯形鋼屋架在地震區的設計要點