（一）屋架的构造及受力
1.屋架的分类及受力情况
屋架的种类很多，常用的有三角形、梯形和拱形。其中，三角形运用最多。三角形屋架中有豪式、芬克式和混合式三种主要形式。
分析屋架的杆件及受力情况。屋架由上弦（人字木）、下弦（大柁）、斜杆、竖杆（拉杆）等组成。斜杆和竖杆统称腹杆。上弦及斜杆用木料制成，下弦及竖杆用木料或圆钢制成。连接屋架各杆件的中心线的交点称为节点。两节点之间的空档称为节间，屋架两端的节点称为端节点，两端节点的中；距离称为屋架的跨度其屋脊处的节点称脊节点，脊节点至下弦轴心的距离称为屋架高度（矢高）。屋架的高度与跨度有关，一般为其跨度的1/6—1/4，木屋架高跨比不得小于1/5，钢木屋架的高跨比不得小于1/6。跨度一般为6—18米。其中，木屋架的跨度不宜大于15米；钢木屋架的跨度不宜大于18米。一般木屋架下弦节间长度可取1.6—2.5米，钢木屋架节间长度可取2—4米，各节间的长度一般应等长划分。
屋架承受屋面荷载时，如果檩条仅放在屋架上弦节点上，而下弦无吊顶，则屋架的上弦受压力，下弦受拉力，斜杆承受压力，竖杆承受拉力。如果檩条放在屋架上弦的节点及节间处则上弦不但受压而且受弯，成为压弯构件。当下弦有吊顶时，下弦不但受拉而且受弯，成为拉弯构件。斜杆及竖杆仍受压和受拉。屋架上弦和下弦越靠近支座，受的力越大；腹杆则越靠近跨中受力越大，靠近支座的第一根竖杆在无吊顶的情况下是零杆各不受力。
当有吊顶时则为拉杆。各杆件的内力大小可根据“结构力学”中桁架内力求解方法求得。当无节间檩条和吊顶荷载时，组成屋架的所有杆件都应该看成是轴心受压杆件或轴心受拉杆件。根据木材和钢材的物理力学性质，受拉杆件宜选用钢材，而受压杆件宜选用木材制作。所以，屋架的上弦杆一般都选用木材（圆木或方木）制作。而下弦杆和其他拉杆常选用钢材希作，豪式木屋架的下弦杆也常选用木材或钢材制作。这样比较符合经济合理的原。
2.节点构造
各种杆件组成的屋架，是通过各节点的连接来实现的，各节点连接的合理与否，不但涉及到施工是否方便，还直接影响到结构的安全。因此，必须予以足够的重视。
屋架的节点构造，随着屋架形式的不同，所用的材料不同，各节点的连接方法也不尽相同。
双齿连接
（1）木屋架
（1）端节点。一般米用槽齿连接，根据受力大小，一般有单槽齿连接和双槽齿连接（简称为齿连接）。
齿连接即在上弦端头做凸榫，在下弦端部开槽齿。凸榫和槽齿的承压面必须加工平整，结合严紧密实。
在齿连接中，当采用方木时，上弦中心线和支座反力的作用线，宜与下弦净截面的中心线（即齿深处到下弦下表面之间的中；交汇于一点；当采用原木时，可与下弦毛截面的中心线交汇于一点。下弦毛截面的中心线称为下弦轴线。因为当下弦采用原木时，下弦净截面的中心线与毛截面的中心线几乎相接近。因此，可近似地认为下弦轴线和其净截面的中心线是相重合的。这样，可以简化设计和施工。
为了保证下弦不致因开槽而削弱过多，规范规定，槽齿的深度应不大于下弦截面厚度的1/所为了使上弦的压力能有足够的承压面积传下去，槽齿深度应不小于2厘米（粗木不小于3厘米）。在双齿连接中，为了避免发生两个受剪面重合，致使受剪面积减少，一般采用第二齿深2—3厘米的方法。
上弦的压力分解成水平推力和垂直压力，水平推力使下弦在齿端产生顺木纹的剪切力。由于木材的顺纹受剪强度较低，要保证有足够的受剪面积来抵抗水平推力，剪力面长度应不小于齿深的4.5倍，同时应大于厘厘米（双齿连接中指第二齿处），当用湿材制作屋架时，剪力面长度还要比计算值增加5厘米由为保险起见，端节点还应串装保险螺栓。保险螺栓一般用3号钢制作。直径按受剪计算确定，单齿连接用1个，直径不小于16毫米；双齿连接中用2个，直径不小于12毫米。保险螺栓要与上弦中心线相垂直。
在下弦下面要装附木，其长度按构造要求而定，断面宽度一般与下弦底宽相等，高度一般不小于10厘米由附木应与下。
屋架支承处，一般是在墙顶上放置混凝土或木块，并在墙内预埋锚固螺栓，作屋架安装用。
（2）脊节点。是2根上弦杆与中间拉杆的连接点。当竖杆为圆钢拉杆时，上弦端头应相互抵紧，两侧用硬木夹板（或钢夹板）穿螺栓紧固，螺栓直径不小于12毫米，每侧至少2只。木夹板厚度为上弦断面之半，长度、宽度依螺栓排列要求而定，但长度不小于宽度的3倍，钢夹板厚度不小于6毫米。脊尖处要肖U平一些，以便中竖杆穿过弦杆接缝孔后螺母拧紧。如竖杆为木料的，则在上弦端头做凸榫，竖杆两侧开槽齿，凸榫抵紧槽齿内，并在两面用扒钉拉紧钉牢。
（3）下弦中央节点。当竖杆用圆钢制作时，是在下弦上开槽，用一块硬木块（元宝木）嵌在槽内，两边的木斜撑的端头应锯平，抵压于硬木垫块的斜面上，并在中间加暗销，暗销直径不小于12毫米，长度不小于100毫米，中杆穿过下弦及垫块，端头加垫板螺母拧紧。当竖杆为木料时，齿槽作法同脊节点，交角处两面用扒钉拉紧，竖杆与下弦榫连接后再用U形铁加固。
（4）中间节点。是腹杆和上下弦的连接点，一般在斜杆端头做凸榫与上下弦作槽齿结合并抵紧，交角处两面用扒钉拉紧，齿深应不大于弦杆截面高度的1/4，并不小于2厘米。当竖杆用木料希作时，腹杆的两侧用扒钉或螺栓与弦杆连接。如竖杆为圆钢齿两端做丝扣穿过弦杆后用螺母拧紧。
（5）接头。屋架上下弦如为2根料拼接时，其接头位置与做法应按设计图规定要求制作，并应遵守以下规定：
a.下弦拼接时，接头木夹应选用木纹很直的干燥硬木，如有裂缝，深度超过3毫米，长度达到5毫米，或有斜木纹和腐蚀潮湿现象的木料不得使用。
b.上弦拼接时，如设计无规定，接头位置应设在节点附近，但不宜设在端节间和脊节间内，受压接头应锯平对接，并用夹板夹紧，在接缝每侧至少用2个螺栓，木夹板厚宜取上弦宽度的一半，长度宜取上弦宽度的5倍。
c.上下弦接头不能在同一个节间内。
d.用钢夹板时，其钢板厚度不小于6毫米。
e.拼接处必须切割平整紧密。
（2）钢木屋架
钢木屋架目前应用日趋广泛，其主要原因是：不易取得符合下弦材质标准的上等木材，特别是原木和方木干燥较慢，干缩裂缝对采用槽齿和螺栓连接的下弦影响很大。使用钢木屋架时每平方米建筑面积的用钢量仅个—4千克，用料比较节省，且显著地提高了结构的可靠性。下面对有别于木屋架的节点作一些介绍。
（1）支座节点。根据内力大小、使用要求和采用不同的材料而有所区别。当内力较小时，下弦可采用单圆钢制作，这时可将圆钢从上弦端部的孔眼中穿过，用双螺母固定。当内力较大时，采用套环连接。
套环用与下弦等粗的圆钢焊成，V形拉条穿过套环，两边紧靠上弦端部两侧，端头穿过角钢上的钻—L，加垫板将螺母拧紧。当内力较大而采用双圆钢或双角钢做下弦时，两圆钢或角钢直接从上弦两侧通过与角钢连接，不必再加用套环和V形拉条。
（2）下弦中间节点。当下弦采用单圆钢时，斜腹杆抵承在靴梁上，圆钢竖杆从下弦接头的两根绑条中间通过，用螺帽固定在垫板上。
靴梁的构造应满足以下要求：一是使斜腹杆的竖直和水平的两个抵承面积比较均匀；二是使用固定螺栓的位置保证木及钢构件中的最小螺栓间距；三是均在侧施焊。
（3）下弦中央节点。因斜杆的坡度不同而有所区别。当斜杆的坡度较大，两根斜杆的竖直切割面相互抵承，其水平切割面抵承在水平钢板上，并各用一个螺栓与侧向垂直钢板连接，见图4.9见）三当斜杆坡度较小，则应加设元宝木较为省钢，见图4.9见）。
（4）脊节点（芬克式）。芬克式屋架的脊节点上有2根斜杆相交，为了便于施工，一般采用偏心交汇法。
（5）吊顶时节点的构造特点。为双圆钢下弦三角形豪式钢木屋架吊顶时的节点构造。要求将悬挂吊筋的角钢固定在圆钢竖拉杆上，使吊顶的荷载作用在节，点的中；1>。
有的设计，将悬挂吊筋的角钢置于圆钢竖拉杆一侧的圆钢下弦上。该做法是不对的，因圆钢下弦的刚度很小，难以承受和传递弯矩。
（二）屋架制作与吊装
1.屋架的制作
（1）放样法
放样法是将施工图的全部构造按照足尺（1：1）画制出来，以求得各杆件的尺寸和形状，并按其加工。木屋架的放样与芾作，一般包括放大样、制作样板、配料加工和拼装等工序。
（1）放大样需首先熟悉图纸，了解屋架样图的各部分构造，并对原设计不合理的地方提出修改意见，选择平坦干净的场地或平整的墙面作为放样的图板。然后按照以下步骤进行：
a.放中线。先弹出一条水平线，在水平线上端定端节点的中，以此中；量出屋架跨度之半定一点，并过此点作水平线的垂线，此线即为中竖杆的中线。在中竖杆中线上量取屋架下弦起拱高度（如设计无规定一般按屋架跨度的1/200）得起拱点，连接拱点和端点中心即得下弦轴线。在中竖杆上量取屋架高度定脊节点中心，连接脊节点中心和端节点中心得上弦中线。在水平线上量取各节间长度并做垂线，这些垂线即为各竖杆的中心线。竖杆中心线与上下弦中心线的交点即为中间节点，连接对应节点即得斜杆中心线。
b.画边线。中线放出后可根据各杆件的实际断面尺寸，按中心线依次画出。圆木应将大小头的朝向表示清楚。
c.放节点大样。齿槽节点大样必须按施工图正确放制，并应符合下列规定：
—压杆几何轴线应垂直承压面，对于单齿连接应通过承压面已。
—双齿连接第一齿顶应位于上下弦上边缘的交点处，第二齿顶位于上弦轴线与下弦上边缘的交点，第二齿槽深度比第一齿槽深度至少深2厘米。
同一节点的弦杆、竖杆、斜杆等轴线必须交于一点。—端节点上下弦间不受力接缝上口，宜留出约5毫米的间隙。
放足大样尺寸必须用同一钢尺量度，与设计尺寸的允许偏差不应超过。
（2）制作样板应用木纹平直不易变形，且含水率不大于规%的板材，按照所放大样的形状尺寸，做出屋架各杆件和节点垫托木的外轮廓的样板，全部样板配好后，放在大样上拼起来，并检查精度，按规范规定，样板对大样的允许误差不应超过士1毫米。如检查合格，在样板上弹出中线，标明各杆件记号以便使用和保管。
（3）配料加工。
a.选材：根据屋架各杆的受力性质和木材的物理性能，选用不同等级的木材。选材的标准等级可参考有关设计手册。但必须注意，马尾松、木麻黄、桦木、杨木等易腐朽和虫蛀的材料不宜制造屋架。
b.配料：根据木料的规格、质量和尺寸以及各杆件的长度及断面，对木材适当调配宜合理安排宜避免发生大材小用，长材短用，优材劣用等情况。
木材裂纹处不要用于受剪部位；木材有节子及斜纹不得用于榫接处；木材的髓；1>应避开槽齿部分及螺栓排列部位。
当受条件限制不得不用湿材制作屋架，或屋架下弦，或采用易于干裂的树木时，可采取“破心下料”
—当径级较大时沿方木底边破；—当径级较小时沿侧边破；髓心向外用直径=10—12毫米的螺栓拼合，螺栓沿下弦长度方向每隔60厘米左右按两行错列布置，在节点处钢拉杆两侧各用一个螺栓系紧。
木材如有弯曲，当用于上弦时弯背向上；用于下弦时弯背向下。弯曲的程度原木应不大于全长的1/200，方木应不大于全长的1/50厘上下弦的杆件接头应错开，下弦接头最好设在中部。如用原木，大头应放在端部。各榀屋架的接料长度尽可能取得一致，否则，容易混淆，造成接错的后果。
上弦、斜杆断料长度要比样板实长30—50毫米。因为这两种杆端头要做凸榫，应留出锯割及修整余量。下弦可按实样断料。
C.加工：料截好后，方木料可直接弹出中心线，圆木杆件则先砍平找正后弹十字线和中心线，再将样板放在木料上，两者中心线对准，沿样板边缘画线，这样就如实地画出各杆件的形状，然后按线进行加工。
杆件加工时，应注意榫槽都要用锯来锯割，用刨和凿修整，榫和凿槽的结合面力求平整，贴合严密，其凸凹倾斜不大于1毫米。钻螺栓孔时，钻头直径要比螺栓直径大0.5—1.0毫米。钻孔位时位置应准确，并与木料面垂直。
d.拼装：屋架的拼装可以平卧拼装，也可以竖直拼装。采用竖立拼装时，先在下弦端部底面钉好附木，按跨度将中间垫木放好，中央下弦节，点处的垫木比端头附木高起拱高度，再将下弦放在垫木上，接头对齐，两侧夹上夹板，钻孔上螺栓。下弦拼接后，将两根上弦同时从两边装上去，脊节点处对准，两侧用临日寸支撑撑牢，装脊节，点夹板，串装中央圆钢竖杆，再逐步装其余中间腹杆，装完经查无误后，再上紧各螺母，并在中间节点处钉上扒钉，在端节点处装上保险螺丝。如果中竖杆是木料制品，拼装时贝应先立中竖杆再装两边上弦。
（2）计算图解法
计算图解法最大的优点是不用占据一块较平整的场地放线，也不要耗用较好的木料做样板。但制作时直接在木料上画线则增加了难度。计算图解法与放大样法所不同的步骤就是用计算长度和图解画线，代替了放大样和样板希作，及下料两个工序，其余均同。这里只对计算长度和图解画线作介绍。
（1）计算各轴线长度。以一跨度为12米，坡度为1/2的豪式木屋架为例。实线表示设计屋架轴线，虚线是制作起拱的实际轴线。
