低层轻钢骨架住宅设计——工程计算II（22）
（一）一般假定
■所有的构件都假定有64mm×102mm（柱子为38mm×102mm）沿着腹板中心线的腹板孔。孔中心间距要大于610mm，并且不德位于构件的端部或支撑条件254mm之内。
■钢材屈服强度是228MPa和35MPa。
■采用ASCE7（ASCE，1998）风荷载规定。
■根据IBC（ICC，2000a），设计限于地震设计种类A、B、C、D1、D2和E。
■采用LRFD荷载组合。
■允许采用由于成型的冷作硬化而增加的屈服强度。
■设计厚度是最小厚度/0.95。
■7315mm、8534mm、9754mm、10973mm和12192mm的住宅宽度
（二）、楼层托梁
■托梁间距（S）：305mm，406mm，488mm和610mm中心间距
■活荷载（Lf）：1.436kN/m2和1.915kN/m2
■跨度（L）：单跨度（简支跨）和在支撑位置带有支撑加强筋的二等跨度（在整个双跨度上都是均布荷载；即考虑为没有变化的荷载）
■托梁尺寸范围：140S41-0.84到305S41-2.46
■屈服强度（σy）：单跨度为228MPa钢材，多跨度为228MPa和345MPa钢材
■楼层静荷载（Df）：0.479kN/m2
■设计校核：弯曲、剪切和组合的剪切和弯曲（只针对双跨度）
■挠度标准：活荷载为L/480，全荷载为L/240
■拉紧托梁：考虑在顶部边缘由楼层覆盖物连续拉紧
■支撑加强筋：假定所有的楼层托梁在支撑位置处都有加强筋
■支撑长度：在端部支撑处38mm的最小支撑长度，在内部支撑处89mm的最小支撑长度
（三）、承重墙柱子
■柱子间距（S）：406mm和610mm中心间距
■风速（V）：137km/hr到209km/hr，位向A/B（3秒阵风风速），位向C要做调整（围合的建筑物）
■地震设计种类：A、B、C、D1、D2和E
■柱子高度（H）：2438mm、2743mm和3048mm
■柱子尺寸范围：89S41和140S41厚度从0.84到2.46mm
■地面雪荷载（S）：0.958kN/m2、1.436kN/m2、2.394kN/m2和3.352kN/m2
■阁楼活荷载（LA）：没有阁楼活荷载作用在柱子上。表格注脚允许把带有储藏室的阁楼跳到下一个雪荷载栏。
■雪荷载（S）：0.7×地面雪荷载（最小0.766kN/m2）
■柱子拉紧：利用覆盖物或机械支撑（对于2438mm柱子，机械支撑在中间高度，对于2743mm和3048mm柱子，机械支撑在1/3高度）拉紧柱子内部和外部边缘
■屈服强度（σy）：228MPa和35MPa钢材
■第二层静荷载（Df）：0.479kN/m2
■第二层活荷载（Lf）：1.436kN/m2
■第二层墙静荷载（Dw）：0.479kN/m2
■屋顶静荷载（Dr）：0.335kN/m2
■天花静荷载（Dc）：0.239kN/m2
■设计校核：只校核弯曲：依照ASCE7（ASCE，1998）的C&C荷载组合的轴向和弯曲：MWFRS荷载和荷载组合
■挠度标准：对于带有0.7系数的C&C ASCE7风荷载为L/240
■其它的假定：
v柱子是简支梁。
v在屋顶的每一侧都是610mm的最大屋顶悬挑。
v屋顶坡度限于3:12到12:12。
v天花、屋顶和楼层跨越住宅的全宽；没有内部的荷载承重墙。
（四） 、过梁
■过梁支撑着：屋顶和天花和一个楼层、屋顶和天花、带有支撑第一层的中心大梁的屋顶和天花
■过梁类型：背靠背、箱型梁和L型过梁
■过梁尺寸范围：89S41-0.84到305S41-2.46
■L型过梁尺寸范围：152L38-1.09到254S41-1.73
■地面雪荷载（S）：0.958kN/m2、1.436kN/m2、2.394kN/m2和3.352kN/m2
■阁楼活荷载（LA）：在过梁设计时没有考虑没有阁楼活荷载。表格注脚允许把带有储藏室的阁楼跳到下一个雪荷载栏。
■雪荷载（S）：0.7×地面雪荷载（最小0.766kN/m2）
■第二层静荷载（Df）：1.436kN/m2
■第二层活荷载（Lf）： 0.479kN/m2
■第二层墙静荷载（Dw）：0.479kN/m2（针对2438mm墙高度）
■屋顶静荷载（Dr）：0.335kN/m2
■天花静荷载（Dc）：0.239kN/m2
■屈服强度（σy）：228MPa钢材
■设计校核：所有的过梁设计都要按照AISI《冷轧钢材骨架——过梁设计标准》（AISI，2001c）。
■挠度标准：对于全荷载为L/240
■其它的假定：
v过梁是简支梁。
v610mm的最大屋顶悬挑。
v屋顶坡度限于3:12到12:12。
v天花、屋顶和楼层跨越住宅的全宽；除了注明之外，没有内部的荷载承重墙。
v按单根构件的二倍允许能力来计算每个过梁的允许能力（即没有复合作用）。
v通过获取开口宽度并用柱子间距除以开口宽度来来确定主柱和立柱的数量。然后把结果圆整等于下一个完整的柱子。
（五）、天花托梁
■托梁间距（S）：406mm和610mm
■活荷载（LA）：0.479kN/m2和0.958kN/m2
■跨度（L）：有和没有腹板加强筋的单跨和双等跨度（在整个二等跨度上的均布荷载；考虑为没有变化的荷载）
■托梁尺寸范围：89S41到305S41，厚度从0.84mm到2.46mm。
■天花静荷载（Dc）： 0.239kN/m2
■屈服强度（σy）：228MPa钢材
■拉紧：未拉紧、中间和三分之一处拉紧
■挠度标准：对于全荷载为L/240
■基本的荷载组合：LRFD荷载和荷载组合
■设计校核：弯曲、剪切、组合的弯曲和剪切、组合的弯曲和腹板断裂
■支撑宽度：在端部和内部支撑处都是89mm
（五） 、椽子
■椽子间距（S）：406mm和610mm
■地面雪荷载（S）：0.958kN/m2、1.436kN/m2、2.394kN/m2和3.352kN/m2
■风速（V）：和墙柱子风速一样
■地震设计种类： A、B和C
■跨度（L）：单跨度和二等跨度
■托梁尺寸范围：140S41-0.84到305S41-2.46
■屋顶静荷载（Dr）：0.575kN/m2
■屈服强度（σy）：228MPa钢材
■屋顶坡度：3:12到12:12
■挠度标准：对于活荷载为L/240，对于全荷载为L/180
■雪荷载（S）：0.7×地面雪荷载（最小0.766kN/m2）
■基本的荷载组合：LRFD荷载和荷载组合
■拉紧：中跨拉紧
■其它的假定：
v椽子跨度主要是基于重力荷载来设计的；因此，椽子跨度是椽子的水平投影，与坡度无关。重力荷载是由屋顶静荷载和最小0.766kN/m2活荷载或施加在屋顶上的雪荷载中的最大者组成。
v风荷载影响涉及到等效雪荷载。采用ASCE7-98零件和覆盖层压力系数来计算风压力。垂直作用到椽子的平面上的风荷载是经过调整的，代表的是直角作用到椽子的水平投影上的荷载。风荷载要检查抬起和下压荷载，并且最坏的情况是与相应的雪荷载有关联。
v屋顶系统必须由天花托梁（即担当椽子拉杆）和椽子所组成。
v椽子是简支梁。
在表10-8里的概要是用来开发《说明性方法》的荷载和其它的设计假定。
OSB和夹板最小厚度为11.11mm。
第一节 荷载路径
当荷载引起的力通过结构转移到了地面时，荷载就在各种各样的系统、构件和连接上产生了压力。荷载转移通过的路径就称为荷载路径。连续的荷载路径能够抵抗和转移荷载，它能让荷载从荷载发源点穿过结构里下到基础上。
在传统住宅里的荷载路径可能是极其复杂的，因为结构布局和系统影响可能导致真实的荷载分享、局部的复合作用，以及力的重新分配都偏离了传统的工程概念。事实上，在典型的工程分析里，这种复杂性是一种经常被忽略的优势。
更进一步说，因为在做结构分析时，一般够忽略了内部的非承重分隔墙，实际的荷载分布很可能明显的不同于在初步的结构分析时的假定。然而，对于一般用途来说，目前还没有可以使用的解析方法来精确计算结构影响。即使可以获得全部的结构影响，将来的建筑物内部改造也会在设计基础上有力的改变系统。因此，在住宅里考虑系统影响和它们与荷载路径的关系有着实际的和技术上的限制。
一、垂直的荷载路径
图10-2和图10-3分别举例说明了由重力和风抬起产生的垂直方向的荷载。应该注意，风抬起荷载起源于垂直作用到屋顶的外表面上的屋顶吸力，内部压力也是向着外侧方向垂直作用于屋顶天花组件的内部表面。另外，由侧面的风产生的倾覆力或地震力都会产生垂直的抬起荷载（没有显示在图10-3里）。事实上,单独分析侧向荷载路径通常都会提到倾覆力，对于位于高风险风或地震区域里的建筑物，必须具备单独的倾覆连接。切实可行的方法是联合这些垂直力，并设计一个简单的荷载路径同时供给风抬起和倾覆力使用。
图10-2 重力荷载垂直荷载路径图解
图10-3 重力荷载垂直荷载路径图解
二、侧向荷载路径
为建筑物提供侧向抵抗和稳定性的全系统就是著名的侧向力抵抗系统（LFRS）。在冷轧钢材骨架建筑里，侧向力抵抗系统（LFRS）包括剪力墙和水平横隔层。剪力墙的特征是用结构覆盖物板拉紧或覆盖的墙。水平横隔层是楼层和屋顶组件，通常也是用结构覆盖物板覆盖上。尽管风或地震作用在建筑物上的侧向力影响非常复杂和难以形象化，但也同样要沿着荷载路径来分布和转移侧向荷载产生的剪力和倾覆力。侧向荷载的初步影响是那些结果⑴在建筑物的外表面区域上的风压力的水平成分，⑵建筑物的质量和结构系统对地震地面运动的惯性反应。
正如在图10-4里所示，在钢材骨架建筑里的侧向荷载路径包括全部的结构组件（即墙、楼层和屋顶）和它们的互相连接。在图10-4里，荷载分配三维荷载路径取决于各种各样的零件和由侧向力抵抗系统（LFRS）组成的组件的相对刚度。
图10-4 侧向荷载路径图解