（27）冷轧钢(CFS)住宅设计——选型法
7.4按照荷载和抵抗系数设计（LRFD）
7.4.1查表法
7.4.1.1楼层骨架选型
设计住宅宽度为8534mm，以端墙支撑的深度和中跨上的横梁或支撑墙来计算，第一层净跨度为4039mm，第二层跨度为4115mm。如下所示，因为第一层骨架构件净跨为4039mm，结合考虑中心间距为610mm的托梁，或荷载为1.915kN/m2，从本书的表3.3-1中选择203S41-1.37构件。（如果为连续托梁，也可在表3.3-2中选择）构件203S41-1.37有一个允许跨度正好是4039mm。
第二层骨架采用同样的顺序，这种情况下4.1m的净跨度，再结合610mm的中心间距和1.436kN/m2的活荷载，允许采用表3.5-3中的203S41-1.09托梁构件。构件203S41-1.09有一个允许跨度是4140mm。
除选择托梁构件外，为了连接托梁导轨，表4.2-2还要求在托梁构件的每一边缘用1个ST4.2螺钉，在每个支撑加强肋上要用2个ST4.2螺钉。作为练习的目的，要像图4.2-1到图4.2-7的插图那样固定支撑加强肋。
以底层地板覆盖板，钢材拉带，石膏板等形式为范例建筑提供一种横向拉紧支撑。至于采用夹板覆盖到托梁的顶缘，本书第四章4.5“托梁拉紧和支撑块”部分有规定，采用ST4.2螺钉来固定底层地板，边上的螺钉中心距为152mm，中间的螺钉中心距为254mm。
在未完工的地下室上建造第一层骨架，可以用平钢带代替石膏顶棚板横向拉紧底缘。用ST4.2螺钉将平钢带固定到托梁构件的每个边缘的底部。另外，依据本书第四章4.5“托梁拉紧和支撑块”部分和图4.2-4到图4.2-7，图4.5-1到图4.5-2垂直于骨架方向放置间隔块或剪力撑，间距为3.7m。由于第二层托梁是架在以建成空间，可依据本书第四章4.5“托梁拉紧和支撑块”部分，采用石膏板覆盖。
7.4.1.2 墙骨架选型
⒈、墙柱子选型
作为墙柱选型程序的一部分，首先假定建筑物的宽度为8534mm，（3秒阵风）风速条件为137km/hr，位向为C，地面雪荷载为2.39kN/m2，每层墙高2438mm，柱子中心间距为610mm。标明在下面表5.3-2a中的89S41-0.84柱可用作第二层墙骨架，我们发现标明在下面表5.3-7a中的89S41-1.09柱构件可用作第一层柱墙骨架（也就是二层建筑的第一层）。依据表5.3-11，用ST4.2螺钉将顶轨和底轨分别紧固到柱子的每个边缘上。
本书一般要求所有墙的外露部分需要全部覆盖住。假定墙的内面为石膏板。本书第五章5.4“柱子拉紧”部分对石膏板作了适当的紧固要求。依据本书第五章5.4“柱子拉紧”部分，内部承重墙的每一侧都覆盖石膏板。
⒉过梁选型
在该例子中，有两个过梁尺寸，第一层的入口门，推拉门和大窗户开口上的1829mm宽度的过梁，其它所有建筑物的宽度为914mm的窗户开口部分。在三个表中选择该例子中过梁的形式和用来支撑过梁的立柱和承重柱构件的数量。分别是表5.7-4，5.7-2和5.7-24。
两个1829mm开口位于建筑物第一层；因而应该用表5.7-4确定过梁尺寸。重声一次，建筑物是8534mm宽，位于2.39kN/m2的地面雪荷载区域，并且过梁是支撑带有中央承重墙的一层、屋顶和顶棚。表5.7-4（支撑一个楼层、屋顶和顶棚的箱型过梁跨度）说明2-203S41-1.73过梁足以支撑一直到1854mm的跨度。根据表5.7-24，支撑这个过梁的是1根立柱和2根主柱（开口范围1676m到2438mm）。根据表5.7-9，立柱和主柱构件的紧固件要求规定，过梁跨度在1219mm到2438mm之间，要用4颗ST4.2螺钉。
采用同样的过程，914mm窗户开口必须采用表5.7-4（支撑一个楼层、屋顶和顶棚的箱型过梁跨度）和表5.7-2（只支撑屋顶和顶棚的箱型过梁跨度）。第一层需要采用2-89S41-1.09过梁，根据表5.7-24，在过梁的每一端用一根立柱和一根主柱支撑。第二层窗户至少需要2-89S41-1.37过梁，根据表5.7-24，在过梁的每一端用一根立柱和一根主柱支撑。
采用同样的过程，914mm和1067mm窗户开口必须采用表5.7-11（只支撑屋顶和顶棚的双L型过梁跨度）和表5.7-13（只支撑一个楼层、屋顶和顶棚的双L型过梁跨度）。第一层需要采用2-152L38-1.37过梁，根据表5.7-24，在过梁的每一端用一根立柱和一根主柱支撑。第二层窗户至少需要2-152L38-1.37过梁，根据表5.7-24，在过梁的每一端用一根立柱和一根主柱支撑。
⒊剪力墙/结构覆盖材料
该例子中必须按设计例子给定的资料，按本书第五章5.8“墙拉紧”部分和表5.8-1来为该范例建筑物确定结构覆盖的最小要求量。设计住宅为二层住宅，（端墙）宽度为8534mm，（装饰外墙）长度为12192mm，屋顶斜度为8:12，当地（3秒阵风）风速为137km/hr，位向为C。开始这个例子时，就假定全部住宅都用覆盖材料覆盖。事实上，这是本书第五章5.8.2“结构覆盖物”部分满足墙拉紧要求的一个必要条件。
仅仅选择这个二层住宅的第一层，我们可见到最接近的屋顶斜度是9:12。在适当的风速/位向类别下，每个墙全高覆盖材料的最小百分比40%。设计屋顶斜度为8:12，因此：
⑴第一层端墙
■9:12（40%）减去6:12（30%）除以3等于增量3.33%；即（40%-30%）/3=3.33%，
9:12减去8:12（设计住宅斜度）等于3.33%增量。
■9:12（40%）减去1:12（3.33%）表示端墙需要覆盖36.67%。
■宽度为8534mm的住宅需要覆盖36.67%，相当于3129mm。圆整后的长度值要与夹板尺寸吻合，即3657mm长度，相当于3个1219mm长度的板。
■要按本书第五章5.8“墙拉紧”部分要求，每个角落最小要用一个1219mm宽度的板。
⑵第一层装饰外墙
■9:12（40%）减去6:12（30%）除以3等于增量3.33%；即（40%-30%）/3=3.33%
9:12减去8:12（设计住宅斜度）等于3.33%增量。
■9:12（40%）减去1:12（3.33%）表示端墙需要覆盖36.67%。
■长度为12192mm的住宅需要覆盖36.67%，相当于4470mm。这相当于4个1219mm宽度的板长。
■记得在本书第五章5.8“墙拉紧”部分要求，每个角落最小要用一个1219mm宽度的板。
⑶第二层端墙：
应用上述方法到该例建筑的第二层，可获得以下结果：
■9:12（25%）减去6:12（15%）除以3等于增量3.33%；即（25%-15%）/3=3.33%，
9:12减去8:12（设计住宅斜度）等于3.33%增量。
■9:12（25%）减去1:12（3.33%）表示端墙需要覆盖21.67%。
■8534mm乘以21.67%,得出1849mm的长度需要全高覆盖。
⑷第二层装饰外墙：
■12192mm乘以21.67%，得出2641mm的长度需要全高覆盖。
■在任何情况下都不能调整全高覆盖的长度。
7.4.1.3屋顶骨架的选型
⒈顶棚托梁选型
设计住宅的宽度为8534mm，根据端墙支撑的深度和中跨支撑梁或墙的要求，取顶棚托梁净跨度为4191mm。要求顶棚托梁跨度为4191mm，结合考虑构件中心间距为610mm和阁楼活荷载为0.958kN/m2，可从本书表6.2-8中选取203S41-1.37托梁构件。而且，顶棚托梁上没有加强肋。
除了托梁构件选择之外,表6.2-10还要求用2颗ST4.8螺钉将每个托梁连接到承重墙的顶部导轨上。所选的顶棚托梁不需要支撑加强肋。
所选顶棚托梁的横向拉紧是假定为覆盖材料，平钢带或石膏板。可以用一个89S41-0.84C型或U型构件或钢带绑到顶部边缘上。至少要用1颗ST4.2螺钉将绑扎带紧固到每个顶棚托梁的顶部边缘上。支撑块或剪力撑也要和最大间距为3658mm的绑扎带从头到尾安装在一条线上。支撑块和剪力撑的安装类似于钢材楼层组装。依据本书第六章6.2.3“顶棚托梁底部边缘拉紧”部分，用ST3.5螺钉将石膏板安装在顶棚托梁底部边缘。
⒉椽子的选型
设计住宅宽度为8534mm，因此水平椽子跨度就是4267m。地面雪荷载为2.39kN/m2，设计（3秒阵风）风速为137km/hr，位向是C。
第一步是用下面的表6.3-2将设计风速转换为等效雪荷载。表中（3秒阵风）风速为137km/hr，位向是C，屋顶斜度为8:12，其等效地面雪荷载等于1.436kN/m2。
第二步是用最大地面雪荷载2.39kN/m2，或由风速等效转换而来的1.436kN/m2等效地面雪荷载选择椽子的尺寸。这种情况下，地面雪荷载为2.39kN/m2。用表6.3-1，选择203S41-1.37椽，其最大允许跨度为4191mm，中心距间隔610mm。
如下面表6.2-9所示，用5颗均匀分布的ST4.8螺钉将顶棚托梁连接到椽（根部节点）上。
① 螺钉应该是ST4.8
②20psf=958N/m2；30psf=1436N/m2；50psf=2394N/m2；70psf=3352N/m2
按表6.3-3所示，在扣角钢的每条腿上用4个ST4.8螺钉将椽子连接到屋脊构件上。
用38×0.84mm钢带，0.84mmC型钢，或0.84mmU型钢，沿着椽子的跨度方向，以2438m最大间距来拉紧椽子的底部边缘是成熟技术。这里中跨选择89S41-0.84C型钢构件。至少要用１颗ST4.2螺钉将C型钢构件紧固到每个椽子上。依据本书的表6.2-10，该例子建筑的永久屋顶支撑为结构（屋顶）覆盖物，至少要用ST4.2螺钉将覆盖物固定到椽子上，边缘处螺钉中心距为152mm，内部的螺钉中心距为305mm。在屋顶覆盖材料装上以前的建造过程中，为了稳定需要，应有适当的屋顶骨架临时支撑。