在设计21米跨度的钢屋架时，考虑到其端部高度为1.9米且i=1.2，我们需确保结构的稳定性和安全性。根据钢结构设计规范，选择合适的钢材类型和截面尺寸至关重要。对于此类跨度，推荐使用Q345B或Q390B等高强度钢材，以确保足够的承载力。采用合理的支撑系统来分散荷载，并考虑屋面荷载、风荷载、雪荷载等因素对结构的影响。通过精确计算和模拟分析，确保屋架的刚度和稳定性满足设计要求。进行详细的施工图绘制和构件加工，确保施工过程中的质量控制和安全。

21米跨度钢屋架设计

结构形式与参数

对于21米跨度的钢屋架设计，通常会考虑多种因素，包括屋面材料的排水要求、屋面坡度、屋架形式（如梯形或三角形）以及支撑布置等。根据提供的信息，您希望设计的钢屋架端高为1.9米，屋面坡度i=1.2。

屋架形式及几何尺寸

屋架形式

在21米跨度的钢屋架设计中，常见的屋架形式包括梯形屋架和三角形屋架。梯形屋架因其结构稳定性和较好的受力性能，常被用于工业厂房和仓库等建筑物。三角形屋架则因其简洁的构造和良好的通风性能，适用于一些特定的建筑设计。

几何尺寸计算

根据屋面坡度i=1.2，可以计算出屋面倾角、上弦长度、节间长度等关键几何尺寸。例如，屋架计算跨度、屋架跨中高度、上弦长度、节间长度等参数可以通过以下公式计算得出：

• 屋架计算跨度：L = 21000 mm
• 屋架跨中高度：h = L / 2 * i = 21000 / 2 * 1.2 = 12600 mm
• 上弦长度：Ll = L / 2 * cos(arctan(i)) ≈ 11147 mm
• 节间长度：a = L / 6 ≈ 3500 mm

支撑布置

为了确保屋架的稳定性和安全性，合理的支撑布置至关重要。通常会在房屋两端的第一个柱间设置上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。此外，还会在屋架的下弦节点设计柔性水平系杆，以增强结构的整体稳定性。

荷载计算

在设计过程中，需要考虑各种荷载的影响，包括永久荷载（如屋架自重、屋面板重量等）和可变荷载（如积灰荷载、雪荷载等）。这些荷载的组合将直接影响到屋架的内力计算和最终设计。

内力计算

通过图解法或数解法，可以求得屋架在不同荷载组合下的内力系数，并进行内力组合，得到各杆件的内力值。这些内力值是选择钢材规格和确定连接方式的重要依据。

总结

综上所述，21米跨度钢屋架设计需要综合考虑结构形式、几何尺寸、支撑布置、荷载计算和内力计算等多个方面。通过合理的设计，可以确保屋架的安全性、稳定性和经济性。如果您有更具体的需求或问题，建议咨询专业的结构工程师或参考相关的技术规范和标准。

钢屋架设计中的荷载组合方法

梯形屋架与三角形屋架的优缺点比较

钢屋架端高对结构稳定性的影响

钢屋架设计中常用的材料选择