21米跨屋架的幾何尺寸計算需要遵循一定的步驟和原則，以確保結構的穩定性和安全性，以下是計算21米跨屋架幾何尺寸的一般步驟：，1. 確定屋架的類型：根據使用需求，選擇合適的屋架類型，如三角形屋架、梯形屋架等。，2. 計算屋架的基本參數：包括屋架的跨度（即兩柱之間的距離）、高度（即屋架的最大高度）、寬度（即屋架的橫向尺寸）等。，3. 確定屋架的支撐條件：根據實際使用情況，確定屋架的支撐條件，如固定支撐、滑動支撐等。，4. 計算屋架的截面尺寸：根據屋架的基本參數和支撐條件，計算屋架的截面尺寸，包括主梁、次梁、腹板等的尺寸。，5. 考慮屋架的受力特點：根據屋架的使用環境和荷載情況，考慮屋架的受力特點，如彎矩、剪力、軸力等，并據此調整截面尺寸。，6. 進行結構設計：根據上述計算結果，進行結構設計，包括繪制屋架的平面圖、立面圖等，并進行強度、剛度、穩定性等方面的驗算。，7. 優化設計：根據驗算結果，對屋架的設計進行優化，以提高結構的性能和經濟效益。，需要注意的是，具體的計算方法和步驟可能因不同的工程實踐和規范要求而有所不同，在進行屋架設計時，應遵循相關標準和規范，確保結構的安全性和可靠性。

21米跨屋架幾何尺寸計算相關因素

• 屋架形式影響
  • 不同的屋架形式，如芬克式三角形屋架、梯形屋架等，其幾何尺寸計算方式有所不同。例如芬克式三角形屋架，需要根據屋面坡度、屋面材料排水要求及跨度參數等來計算桿件幾何尺寸。若屋面坡度為$i = 1:2.5$i=1:2.5，屋面傾角為$\arctg\frac{1}{2.5}=21.801^{\circ}$arctg2.51?=21.801°，$\sin21.801^{\circ}=0.3714$sin21.801°=0.3714，$\cos21.801^{\circ}=0.9285$cos21.801°=0.9285，在計算屋架各桿件幾何尺寸時：
    • 屋架計算跨度$l = 300 + 21000+ 300 = 20700mm$l=300+21000+300=20700mm。
    • 屋架跨中高度$h = \frac{l}{2}\times i=\frac{20700}{2\times2.5}=4140mm$h=2l?×i=2×2.520700?=4140mm。
    • 上弦長度$L = \frac{l}{2\cos\theta}=\frac{20700}{2\times0.9285}=11147mm$L=2cosθl?=2×0.928520700?=11147mm。
    • 節間長度$a = \frac{L}{6}=1858mm$a=6L?=1858mm。
    • 節間水平段投影尺寸長度$1 = a - a\cos\theta = 1858-1858\times0.9285 = 1725mm$1=a?acosθ=1858?1858×0.9285=1725mm
  • 對于梯形屋架，以某無檁體系屋蓋方案為例，屋架計算跨度$l = 21m - 2\times0.15m = 20.7m$l=21m?2×0.15m=20.7m，端部高度取$H = 1990mm$H=1990mm，屋架中間高度$h = 3.040m$h=3.040m（約$l/6.8$l/6.8）
• 屋面坡度因素
  • 屋面坡度決定了屋架的高度和桿件的角度關系。如屋面坡度$i = 1:10$i=1:10時，在計算屋架高度等幾何尺寸時會依據這個坡度值結合跨度等參數計算。比如根據屋面坡度和屋架跨度計算跨中高度（類似上述三角形屋架根據坡度計算跨中高度的方式）。
• 支撐與荷載要求
  • 支撐的設置會影響屋架的幾何尺寸計算。例如在考慮屋架穩定性和荷載傳遞時，會在特定位置設置上弦平面橫向支撐、下弦平面橫向支撐、垂直支撐以及不同類型的系桿等，這些支撐的布置與屋架的幾何尺寸相互關聯。
  • 荷載情況也對屋架幾何尺寸有影響。屋架需要承受屋面材料自重（如預應力混凝土大型屋面板、找平層、保溫隔熱層、防水層等的重量）、屋面積灰荷載、雪荷載、風荷載等，在設計時為了滿足結構受力要求，會根據這些荷載的大小和分布來調整屋架的幾何尺寸，如增加屋架的高度或桿件的尺寸等。

屋架形式對尺寸計算的影響

梯形屋架幾何尺寸計算示例

屋面坡度如何影響屋架尺寸

支撐設置對屋架穩定性的作用