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轻钢骨架房屋设计过程分析

在我国，由于缺乏必要的设计表格及设计软件，所以，设计基本上依赖于国外图标及规范标准。由于国外标准与我国规范的差异性，其设计文件在我国是901—不合法的，我国虽然已在《钢结构住宅》中对轻钢骨架房屋有所提及，但对于与图集有出入的建筑，仍然无法得到合理的设计。此处，笔者试图利用我国现有的设计规范，对轻钢住宅进行合理、安全的设计。

2．2．1基本假定

1)楼板在平面内是刚性的；

2)竖向荷载由龙骨单独承担，夹板为其平面外稳定提供保证；

3)水平荷载由墙体单独承担；墙体平面外刚度不予考虑；

4)水平荷载产生的弯矩由墙体端部龙骨通过拉压作用承担。

2．2．2设计原则

1)保证各面内竖向龙骨的相互对应，确保竖向荷载的传递路线；

2)水平龙骨(梁)与竖向龙骨相互对应，在自身平面内形成铰接框架体系；

3)地震荷载采用底部剪力法进行计算。

2．2．3设计方法

有了上述假定及基本原则，就可以根据我国的相关规范进行设计。

竖向龙骨的设计：竖向龙骨按轴压柱进行设计。在龙骨位置，螺钉距离一般要求小于300 mm，根据AISI设计标准，其计算长度可取2倍的连接件距离，即600mm；在强轴方向，其计算长度即为龙骨长度。

水平龙骨的设计：水平龙骨按照梁进行设计。由于有夹板密铺在梁的上方，设计中可以不考虑梁的稳定性；对于屋顶梁在风吸力作用下的设计，若龙骨下翼缘无铺板，应考虑其扭转屈曲，以防止其侧向失稳。

墙体的设计：墙体(均指承重墙体)要承担由楼板分配来的水平荷载，如同其他的结构体系一样，对墙体长度及开洞大小有一定的要求。当墙体开洞较大时，应不考虑该墙体的水平承载力，此时可采用单柱承受竖向载荷(摇摆柱)；墙体距离应满足规范要求，以确保刚性楼板的假定。对于开洞墙体，可以假定墙体有效高度等于总高度减去平行于受力方向的所有洞口或非结构板尺寸的总和。对于墙体所能承受的剪力，我国规范尚无具体规定，在AISI标准中，采用5398N／m的允许荷载来确定剪力墙的要求；上述承载能力是在如下前提下得到的：

边缘构件的设计：在整个蒙皮体系(墙体，楼板)中，边缘构件的设计及构造是非常重要的，这是因为荷载在蒙皮面内将产生剪力和弯矩，剪力在墙体设计中已经得到解决，弯矩则由端部边缘构件的拉压作用进行平衡；在抗震设计中，边缘构件的设计可以根据墙体所能承受的最大剪力进行设计，确保边缘构件的安全性。

连接的设计：连接采用自攻螺钉连接，螺钉承受剪切力和拉力。

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