本发明的主要目的是降低屋架造价和增加其强度，本发明是由下面的方法得出的。对目前使用在屋架中的一种传统杆件进行过分析，并得知它是由宽230mm、厚0.9mm的300MPa低碳钢形材制成。这件传统的杆件已经得到政府有关当局的批准用于如图1和图2所示的有足够强度的屋架中。在本发明中，上弦杆10由本发明的杆件构成，它通过腹杆12被支撑在下弦杆11上。当架设到房屋上时，下弦杆11横跨构架墙（未示）并固定于其上，以便负载作用在上弦杆10上。上弦杆10作为屋顶板条固定部分。杆件10在与腹杆12连接处受到轴向压力和弯矩。目前，已经设计出了足以能承受压缩应变的杆件。其中，如果腹杆12是按通常间距设置时，弯矩可以忽略不计。同样宽度的，即230mm宽时，厚度为0.7mm的300MPa低碳钢形材沿着纵向被弯折成许多不同形状的横断面，它的连续的平坦部分的宽度不超过由下式所确定的宽度，该公式涉及该低碳钢钢板承受轴向压应力所必需的横断面面积。
Fa＝ (ΩFy)/(Ω) 〔（ 1.25 + Foc QFy 2 ]]>）-（ 1.25 + Foc QFy 2 ]]>）2- (Foc)/(QFy) 〕
式中：
Fa为最大允许压应力，以MPa表示
Ω为荷载系数
Q为考虑到有效横断面面积的形状系数。
Foc为弹性弯曲应力，以MPa表示
Fy为屈服应力，以MPa表示。
使用此公式时，应当参考通称为SAA的澳大利亚标准冷加工钢结构规范AS1538/1974号。
因此，上述公式是用来决定当厚度为0.7mm，对应于杆件所需荷载时，平坦部分的宽度。这些部分是如图3所示的部分13、14、15和16。从该图可见，图1和图2的桁架结构包括相距一定间隔的部分14，一个从部分14中间穿过的有矩形断面的金属腹杆12，在部分16的下面，由它的末端12A与部分14连接起来。一个固定螺栓17把腹杆12固定在弦杆10的一定位置上，这样，通过螺栓17承受了作用在弦杆10上的荷载。
虽然，用上述方式建造的、各种横断面形状的承载能力显得比以前传统的被看作标准的杆件的承载能力有进步，但是，如图3和图6所示的横断面形状比其它所有形状更具有出乎意料好的承载能力。可以相信，当加强肋18被最大限度地使用时，平坦部分13、14、15、或16又不超过由上式确定的宽度，通过安全保护是可能做到的。因此当超量载荷作用在该杆件上时，几乎横断面形状上的所有部分都同时发生破坏。这就是说，断面形状中没有部分超过由上述公式所确定的宽度。更进一步说，当轴向压力作用在弦杆10上时，230mm宽的金属形材的整个宽度都得到了最大利用。
在上弦杆10的杆件设计中，为详细说明，包括了以下特征，图6表示弦杆10安装在一个屋架通常位置时的情形，在本说明书和权利要求书中使用的表示位置的用语，例如“上面”和“下面”参照如图所示安装的杆件。第一个特征是，纵向延伸的屋顶板条的固定部分19宽约50mm，以提供一个屋顶固定器，在安装处有足够范围的支撑宽度。第二个特征是，一对平行的纵向延伸的腹杆固定杆件部分20和21安装在部分19的下方，并与它基本垂直。当不包含加强肋时，部分20和21的宽度要不超过由上述公式所确定的宽度，此时，用于腹杆12的固定螺栓沿着弦杆10的长度方向以一定间距穿过部分20和21。第三个特征是，为了避免沿着部分20和21底部的一个外露边扭曲的倾向，一个有向外翻折翼缘24的翼缘部分23与边25做成整体，并从翼缘部分23以大约直角的方向向外延伸。
为了完成上述特征，230mm宽的生金属形材的多余部分用在纵向延伸的肋18（图3）和一对纵向延伸的倾斜部分26和27，部分26、27分别将平行部分的每一边上端与上面部分19的相邻侧边连接起来。弦杆10由单张金属形材做成，是完整的整体结构。倾斜部分26和27最好带有一个单肋18，该肋足以保证平坦部分15（图3）不超过由上述公式所确定的材料的宽度。一种型式，当平行部分20和21的每边宽20mm时，上面部分19是54mm宽。
被澳大利亚标准学会批准的公式已用于确定传统杆件的强度，也作为标准用于本发明及按本发明制成的杆件。两种1.85M长由300MPa低碳钢制成的杆件，一种是材料厚度为0.9mm的传统杆件，一种是材料厚度为0.7mm的本发明的杆件，传统杆件的
轴向承压能力是640N，而本发明杆件的轴向承压能力是1025N。
因此，本发明杆件除了使用较少的材料，其敞开形断面可以通过轧制成形更便宜地制造外，其强度还大大超过传统的标准型杆件。本发明所具有的改进强度，在有要求的地方，可以允许桁架有更宽的跨度，或者给采用这种桁架的屋顶结构带来其它方面的经济效益。在易遭受大风、降雪和类似的屋顶结构需要更高强度的地区，采用依照本发明的桁架和上弦杆组成的屋顶结构将获益不浅。
如图4所示，腹杆12的下端12B放置在桁架的下弦杆11内，这种情况下，在下弦杆11上开一个槽，并做一个较低的纵向延伸的天花板固定部分30，此外一对纵向延伸部分平行于部分31和32，31与32相隔19mm，跨在腹杆12上，腹杆12端部12B紧贴着下面部分30的内表面。用于固定腹杆12的固定螺栓33穿过平行部分31和32。一对纵向延伸的倾斜部分34和33把部分31和32的下边与下面部分30的纵向延伸边在两对边外连接起来。整个弦杆11由金属薄板轧制而成。
图5表示一种弯曲方管的型式，它用于将下弦杆11固定到上弦杆10和墙结构的顶板上（未示）。隅撑36是通过螺栓37和一个穿进上弦杆10槽内的上面部分38进行固定的。
通过将上弦杆的材料厚度从0.7mm减至0.42mm（500MPa）和增加两个腹杆，恳桓龈垢硕及沧霸阼旒芏ゲ棵坎嗟母垢?2的夹角内。减少用材还可进一步获益，因此，总的说来，根据上述实施例的描述，上弦杆和桁架的造价相当于节约21%的桁架材料。
尽管上文描述了一个最佳实施例，但是，在本发明范围内的其它形式、修改和改进都是可能的。