4.2 计算方法与基本要求

　　对于多层轻钢住宅，尽管采用单向板，但由于纵横向均有墙体荷载分布，宜采用三维空间计算模型。本工程采用的是普通楼板，不考虑楼盖对钢架梁刚度增大的作用，忽略楼板的空间联系作用，空间模型为纯框架结构。计算分析是采用有限元分析软件ANSYS完成。在结构计算中采用三维梁单元，质量单元计算结构自振周期以及静力分析。

　　相对于工业建筑而言，多层民用建筑的荷载工况简单明了。主要考虑以下三种工况：

　　工况一：1.2×恒载标准值+1.4×活荷载标准值

　　工况二： 1.2×恒载标准值+0.85×1.4×(风荷载+活荷载)标准值

　　工况三：1.2×重力代表值+1.3×水平地震作用标准值

　　对于多层轻钢住宅地震荷载计算，由于楼层较低，结构布置对称，采用底部剪力法就可满足要求。

　　多层轻钢住宅侧向位移具体要求如下：

　　(1)在风荷载作用下的顶点水平位移与总高度之比不宜大于1/500.

　　(2)层间相对位移与层高之比不宜大于1/400.

　　(3)在常遇地震作用下，层间侧移不超过楼层高度1/250.

　　对于多层轻钢住宅，还要满足刚架柱构件稳定性与钢框架的整体稳定性要求。

　　4.3 计算分析

　　由于活荷载与基本风压较小，所以工况三为控制工况。计算设计时将两种方案进行了比较，不改变刚架梁的截面形式，只对刚架柱进行改动。方案一，刚架柱为工字形;方案二，刚架柱为箱形。

　　(1)两种方案的刚架柱在强轴方向惯性矩相同，即在横向结构的刚度相同，因此横向主自振周期以及地震作用下横向最大层间位移基本一致。

　　(2)本工程长宽比5，纵横双向刚接，因此对于方案一，当横向侧向刚度满足要求时，纵向刚度也能达到要求。

　　(3)在满足规范要求的前提下，方案一节约钢材用量，单位面积用钢量减少约10%，经济性好。因此，在设计中选择了工字形刚架柱。但是由于轻钢体系刚架柱的腹板很薄，为了防止局部失稳引起的结构失效，刚架柱宜在纵向梁柱刚接处做成局部箱形柱。

　　5. 结论

　　从示范楼的实例可以看出，相对于传统住宅，这种新体系传力明了，计算简单，具有很好的延性。并且由于组合扁梁的应用，可以实现楼盖与钢梁的一体化，从而降低楼层高度。综合经济效益优良的多层轻钢住宅，将会有广阔的应用前景。

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