【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 標(biāo)準(zhǔn)。直到《冷軋鋼材結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)范》（AISI，1999），才不但考慮了冷軋鋼材構(gòu)件的冷作硬化（或屈曲后）強(qiáng)度σya，而且還考慮了構(gòu)件組合在一起的“重復(fù)與復(fù)合作用”，所以設(shè)計(jì)時(shí)取Φb=（或安全系數(shù)Ω=∑rL/ΦL≈r平均/Φ=）。由此可以看出，制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)不應(yīng)該無(wú)休止的，漫無(wú)邊際的，沒(méi)完沒(méi)了的討論，而是先干起來(lái)再說(shuō)，先制定一個(gè)簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)，哪怕是安全系數(shù)稍微大一點(diǎn)也無(wú)所 謂，只要能在以后的歲月里不斷的去完善和提高標(biāo)準(zhǔn)就行了。不要期望一步到位，一勞永逸的制定一個(gè)幾十年都不變化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。筆者認(rèn)為，如果中國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)仍然取安全系數(shù)Ω=（或Φb=∑rL/ΩL≈r平均/Ω=），那么安全富裕就確實(shí)與目前國(guó)際上通行標(biāo)準(zhǔn)的差距太大了，而取Φb=（或安全系數(shù)Ω=∑rL/ΦL≈r平均/Φ=），又不太切合目前中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平實(shí)際，因?yàn)橹袊?guó)目前的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)輕骨架鋼結(jié)構(gòu)還很陌生，又缺少工程實(shí)例支撐，所以，筆者認(rèn)為取Φb=（或安全系數(shù)Ω=∑rL/ΦL≈r平均/Φ=）比較好，“安全富?！睉?yīng)該足夠了，因?yàn)檫€有可觀的“構(gòu)件的重復(fù)與復(fù)合作用”可供使用。(八)在設(shè)計(jì)中的妥協(xié)因素已經(jīng)把工程學(xué)定義為人類需要和希望應(yīng)用的科學(xué)和藝術(shù)。這樣的定義暗示工程學(xué)一定是一個(gè)很實(shí)際的事情，科學(xué)發(fā)現(xiàn)將會(huì)與人類的需求和愿望相吻合，而且有時(shí)能夠 通過(guò)當(dāng)時(shí)的緊急要求，通過(guò)妥協(xié)嚴(yán)格的工程設(shè)計(jì)，以應(yīng)對(duì)特殊的情況。經(jīng)常在做出什么是令人想要的決定之后，工程師接下來(lái)就要決定什么是可以接受的結(jié)果，于是 就要盡可能把各方意見盡量合攏到一起，通過(guò)變通和妥協(xié)，產(chǎn)生令人滿意和可以達(dá)到的結(jié)果。所以在設(shè)計(jì)、制造和安裝冷軋鋼骨架住宅時(shí)，不能死腦袋瓜，要學(xué)會(huì)變通和妥協(xié)。因?yàn)樵S多預(yù)期的住宅購(gòu)買者都希望住宅結(jié)構(gòu)最安全，裝修最豪華，成本最低，但是 卻沒(méi)有足夠的資金來(lái)（或心甘情愿的）支付制造結(jié)構(gòu)最安全，裝修最豪華的住宅。從省錢的觀點(diǎn)來(lái)看，在設(shè)計(jì)一套住宅時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師有時(shí)必須要稍微偏離最佳效 果，例如，在設(shè)計(jì)計(jì)算方法不夠精確，或缺少把握時(shí)，可以稍微放大一點(diǎn)安全系數(shù)（頂多是浪費(fèi)一點(diǎn)材料），在計(jì)算方法足夠精確時(shí)，就可以減低一點(diǎn)安全系數(shù)；建 筑師有時(shí)也必須要稍微偏離最佳效果，例如，PVC外墻掛板雖然不如雪松外墻掛板豪華，但在中國(guó)卻是一個(gè)非常省錢的外墻裝飾方案，當(dāng)然，Stucco就更加 便宜了。對(duì)預(yù)期的消費(fèi)者解釋妥協(xié)的確切特性是專業(yè)工程師的職責(zé)，好讓他或她知道，采購(gòu)一套冷軋鋼骨架住宅就像采購(gòu)一臺(tái)汽車一樣，性能與價(jià)格是緊密相關(guān)的。另外，經(jīng)濟(jì)因素和某些其它的考慮因素都可能要求偏離最佳效果。但偏離最佳效果，并非壞事，其性價(jià)比往往卻是最優(yōu)的。例如構(gòu)件材料越厚，構(gòu)件深度越深，樓層 振動(dòng)幅度就越小，但成本卻越高；越高檔的裝修材料，價(jià)格當(dāng)然就越貴（但對(duì)于普通客戶來(lái)說(shuō)，選擇高檔裝修材料有時(shí)只是滿足心理上的需求，對(duì)住宅的外觀和使用 并沒(méi)有太大的影響）；家用電器，廚衛(wèi)設(shè)備和暖通空調(diào)也是住宅成本中變化范圍很大的一塊，所以有時(shí)設(shè)計(jì)師還要為客戶提供可選項(xiàng)目，由客戶自己決定做選擇。目前國(guó)內(nèi)稍微高檔一點(diǎn)的別墅，基本都不敢采用瀝青多彩瓦、金屬瓦、PVC掛板、文化石、文化磚、Stucco等一些傳統(tǒng)裝修材料。不是它們不好看，主要原因是它們太便宜了。在輕骨架建筑設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中，很多甲方在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，為多用那么幾噸鋼材（每頓也就6~7千塊錢）斤斤計(jì)較，一些項(xiàng)目在OSB板上也下足了工夫，甚至不用OSB板，200~300平方米的房子最多也就能摳下幾萬(wàn)塊錢。但省下這點(diǎn)錢，帶來(lái)的卻是后患無(wú)窮。在結(jié)構(gòu)安全上摳的很的老板們，往往在裝修上卻痛下血本，一盞吊燈可能就要花掉他幾萬(wàn)塊錢，一點(diǎn)也不心痛，確實(shí)是很難以費(fèi)解。這也中國(guó)建筑目前這種只顧面子，不顧里子的有趣現(xiàn)象之一。花了錢，把別墅打扮的漂亮了，也還好說(shuō)。如果花了錢，把別墅打扮成“劉姥姥”，就讓人笑掉大牙了。輕骨架屋頂設(shè)計(jì)(一)輕骨架屋頂構(gòu)造1.椽子屋頂這是最常見的輕骨架屋頂構(gòu)造，主要是用于復(fù)雜屋頂造型。椽子屋頂又可以分為： 椽子加支柱（圖31和圖32）圖31圖32這是最常見的輕骨架屋頂構(gòu)造，主要是用于復(fù)雜屋頂造型。 椽子加約束托梁（圖33和圖34）圖33圖34這種輕骨架屋頂構(gòu)造比較少見，主要是用于難以加裝支柱的復(fù)雜屋頂造型。1911年利用庚子賠款修建的清華學(xué)堂就是采用椽子加約束托梁的屋頂骨架結(jié)構(gòu)（圖35）。這可能是中國(guó)最早的，目前還存在的，由北美建筑師設(shè)計(jì)的輕木骨架建筑（11月13日凌晨，建于1911年的清華學(xué)堂起火，過(guò)火面積約3000平方米）。圖35100年前設(shè)計(jì)建造的清華學(xué)堂，其輕木骨架屋頂結(jié)構(gòu)與今天的輕木骨架屋頂結(jié)構(gòu)基本沒(méi)有差別，像剪力撐、椽子、天花托梁、約束托梁，這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)有盡有。也就是說(shuō)，100多年前，輕木骨架建筑技術(shù)就已經(jīng)定型，并非常成熟了。2.桁架屋頂這是最經(jīng)濟(jì)和容易安裝的輕骨架屋頂構(gòu)造，主要是用于簡(jiǎn)單的屋頂造型，稍為復(fù)雜一點(diǎn)的屋頂造型，就很難采用桁架構(gòu)造了。桁架屋頂又可以分為： 標(biāo)準(zhǔn)桁架加四面坡桁架（圖36）；圖36 標(biāo)準(zhǔn)桁架加半片式桁架（圖37和圖38）；圖37圖38 桁架加椽子（圖33）3.SIP屋頂SIP屋頂施工簡(jiǎn)單，并且保溫性能好（圖39）。圖39（二）、屋頂布局（二）、屋頂布局正如在這棟住宅里所見，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，屋頂?shù)男螤羁赡馨缪葜匾慕巧D411. 簡(jiǎn)介在畫屋頂布局圖之前，必須深入考慮屋頂設(shè)計(jì)。建筑師或設(shè)計(jì)師通常是按照前面設(shè)計(jì)階段畫好的樓層布局和外立面來(lái)設(shè)計(jì)屋頂?shù)幕拘螤?。這并不意味著設(shè)計(jì)師在初期階段要設(shè)計(jì)整個(gè)屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)，但是要設(shè)計(jì)出基本形狀和所采用的屋頂材料類型。通過(guò)檢查圖41里的結(jié)構(gòu),可以容易的看到屋頂設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)有多大的影響。通常屋頂會(huì)呈現(xiàn)出比墻更大的視覺表面區(qū)域。正如圖42所示，除了考慮美學(xué)之外，當(dāng)墻面積充滿了玻璃之后，屋頂也用來(lái)提供結(jié)構(gòu)剛性。為了確保屋頂滿足設(shè)計(jì)師的標(biāo)準(zhǔn)，通常是由設(shè)計(jì)師提供結(jié)構(gòu)資料來(lái)畫出屋頂布局圖。為了畫出屋頂布局，設(shè)計(jì)師應(yīng)該弄懂屋頂布局的類型，何種坡度，普通的屋頂形狀，以及常用的屋頂材料。除了考慮美學(xué)之外。當(dāng)墻的結(jié)構(gòu)含有大量的玻璃時(shí)，屋頂通常是用來(lái)抵抗風(fēng)和地震力的。圖422. 屋頂布局的類型屋頂區(qū)域的布局圖不是屋頂布局，就是屋頂骨架布局。一些類型的屋頂也要畫出屋頂排水布局。(1) 屋頂布局屋頂布局是用來(lái)顯示屋頂?shù)男螤?。正如圖43所示，像屋頂材料、通風(fēng)和他們的位置，以及屋面襯墊材料等，通常也要在屋頂布局中畫出來(lái)。屋頂布局圖紙比例一般要小于樓層布局圖紙。屋頂布局通常采用1：100和1：200的比例。屋頂布局通常和在外立面畫在同一張圖紙上。在每個(gè)屋檐提供過(guò)濾通風(fēng)。在所有閣樓屋檐通風(fēng)處都用托梁間隔。在所有外露屋檐處。在15油毛氈上蓋莫尼?；裟匪固氐绿烊簧罨疑蓓斖?。按照制造商說(shuō)明書要求安裝。由業(yè)主核實(shí)顏色和風(fēng)格。安裝之前提供桁架制造商圖紙到建造商。顯示屋頂形狀的屋頂布局圖圖43(2) 屋頂骨架布局復(fù)雜的屋頂形狀，以及大多數(shù)商業(yè)項(xiàng)目通常都需要屋頂骨架布局。屋頂骨架布局要顯示出構(gòu)建屋頂所需要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸和方向。圖44顯示了一張屋頂骨架布局的例子。在非常復(fù)雜的項(xiàng)目中，應(yīng)該按照?qǐng)D45，顯示每個(gè)骨架構(gòu)件。屋頂骨架布局是用來(lái)顯示屋頂骨架構(gòu)件的。圖44對(duì)于復(fù)雜屋頂，可以畫出屋頂骨架布局，顯示出每個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸和位置。圖45再次強(qiáng)調(diào)，與“萬(wàn)能建筑體系”（即鋼筋混凝土建筑體系）不同，輕骨架建筑的外形，尤其是屋頂?shù)耐庑闻c構(gòu)件之間存在著很強(qiáng)的內(nèi)在聯(lián)系，一切建筑造型都是根據(jù)構(gòu)件布局順勢(shì)而成，而不是特意“雕塑”出來(lái)的。3. 屋頂坡度屋頂斜度，或坡度是描述屋頂?shù)慕嵌?，用?lái)比較水平方向和垂直抬起。當(dāng)畫立面和截面圖時(shí)，就要顯示坡度。在屋頂布局中必須顯示出不同的屋頂坡度引起的相交。為了繪制出二個(gè)屋頂表面之間恰到好處的相交，設(shè)計(jì)師必須理解不同的屋頂坡度并繪制出來(lái)。圖46顯示了構(gòu)想的坡度。設(shè)計(jì)師可以采用這種方法勾畫出任何坡度的屋頂形狀?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整已經(jīng)繪出來(lái)的屋頂角度三角形，以節(jié)省測(cè)量屋頂抬起和延伸的時(shí)間。如果設(shè)計(jì)師知道某些角度一定合適，也能夠畫出屋頂坡度。知道4：,，設(shè)計(jì)師就可以繪制出正確的角度，而不需要繪制展開圖。圖47顯示了普通屋頂坡度的角度。在確定屋頂坡度時(shí)，把角度表達(dá)為同樣的單位來(lái)比較。只要水平和垂直單位是同等長(zhǎng)度，單位可以是英寸、英尺、米等等。圖46常用屋頂坡度和角度。角度顯示的是近似值，并且只是用來(lái)畫圖的。大部分情況下，都應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的屋頂坡度（例如上面的4：12等）三角形來(lái)復(fù)制屋頂坡度，在通過(guò)延長(zhǎng)手段來(lái)畫出屋頂截面形狀。施工中要采用專用角尺，或特制角尺來(lái)畫線切割輕骨架構(gòu)件。圖47分類： 輕骨架建筑設(shè)計(jì)與施工 平屋頂?shù)某Ｓ媒Y(jié)構(gòu)構(gòu)件圖484.屋頂形狀通過(guò)變化屋頂坡度，設(shè)計(jì)師就可以變化屋頂?shù)男螤?。普通的屋頂形狀包括平屋頂、棚屋頂、山墻屋頂、塔形屋頂、?fù)斜屋頂、四面坡屋頂和雙重斜坡的屋頂。(1) 平屋頂在少雨雪地區(qū)，平屋頂是很普通的。除了在住宅建筑里應(yīng)用外，平屋頂通常是用在商業(yè)建筑上，以便為加熱或其它機(jī)械設(shè)備提供一個(gè)平臺(tái)。平屋頂建造起來(lái)經(jīng)濟(jì)的， 因?yàn)槿∠颂旎ㄍ辛?，并且是用椽子?lái)支撐屋頂和天花荷載。圖48通常用于構(gòu)建平屋頂?shù)墓羌懿牧?。圖49顯示了如何在屋頂布局圖中顯示平屋頂。在平面圖中看平屋頂圖49通常平屋頂?shù)拇由晕⒂幸稽c(diǎn)坡度。經(jīng)常采用2mm/m（2%坡度），以便屋頂落水。一旦水流到邊緣，通常放在檐口的金屬導(dǎo)向件就能夠防止往通道上滴水。沿 著平屋頂四周經(jīng)常有一個(gè)小矮墻，或女兒墻。圖410提供了一個(gè)小矮墻例子。這面墻可以用來(lái)裝飾或保護(hù)機(jī)械設(shè)備。當(dāng)采用女兒墻時(shí)，就必須要在屋頂布局圖中 顯示出來(lái)。經(jīng)常在平屋頂?shù)乃闹懿贾门畠簤Γ噪[藏屋頂機(jī)械設(shè)備。應(yīng)該在屋頂布局中顯示墻的厚度。圖410(2) 棚屋頂正如圖411所示，和平屋頂一樣，棚屋頂提供了一個(gè)簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的建造方法，但是沒(méi)有平屋頂所涉及的排水問(wèn)題。圖412顯示了棚屋頂?shù)慕ㄔ旆椒ā？梢越?造任何坡度的棚屋頂。屋頂材料和美學(xué)考慮只是限定坡度的因素。正如圖413所示，在布局圖中畫出的棚屋頂類似于平屋頂。許多現(xiàn)代住宅都兼有平屋頂和棚屋頂，以產(chǎn)生令人滿意的設(shè)計(jì)。圖411棚屋頂?shù)某Ｓ媒Y(jié)構(gòu)構(gòu)件。圖412在平面布局圖中看棚屋頂圖413(3) 山墻屋頂正如圖414所示，山墻屋頂是住宅建筑中最普通的屋頂類型之一，在支撐墻之間采用二個(gè)棚屋頂就形成了一個(gè)屋脊。圖415顯示了山墻屋頂系統(tǒng)的建造?？?以采用任何坡度拉來(lái)建造山墻，坡度限制只有屋頂材料和想要的效果。在設(shè)計(jì)中采用山墻屋頂看起來(lái)是傳統(tǒng)的外觀和對(duì)稱均衡。圖416顯示的山墻屋頂是布局圖 里典型的代表。許多布局都采用二個(gè)或更多的相互成90度的山墻。山墻表面的交叉線就稱為四面坡或屋谷。通常，都要在屋頂布局中指明屋谷和四面坡。山墻屋頂是在二個(gè)平面之間的二個(gè)交叉平面形成的尖峰（屋脊）。圖414A有時(shí)也把山墻屋頂稱之為二面坡屋頂（圖414B）。二面坡屋頂圖414B山墻屋頂?shù)闹饕Y(jié)構(gòu)構(gòu)件。圖415在平面圖里看山墻屋頂。圖416(4) 塔形屋頂塔形屋頂構(gòu)建墻的方法和構(gòu)建屋頂系統(tǒng)一樣。正如圖417所示，塔形屋頂結(jié)構(gòu)采用椽子來(lái)形成它的支撐墻。由屋頂和樓層系統(tǒng)形成的字母A形狀得出了它的結(jié)構(gòu) 名稱。見圖418。塔形屋頂屋頂布局非常類似于山墻屋頂布局。然而，骨架材料通常是完全不同的。圖419顯示了在屋頂布局中所代表的塔形屋頂。上層的墻形成陡坡屋頂?shù)乃谓ㄖ?。圖417塔形