由于轻骨架建筑所用的结构覆盖物规格尺寸早就定型(例如OSB板、胶合板、石膏板等),其基本尺寸都是:4’×8’(1219mm×2438mm),因此,轻骨架构件的间距就只能符合610 mm(=1219/2,2438/4)、406 mm(=1219/3,2438/6)和305 mm(=1219/4,2438/8)这些基本模数了。
国内建筑规范规定的建筑模数根本就没有考虑建筑材料早就已经形成的这些既成事实,如果一味强调轻骨架构件的间距要符合标准规定的建筑模数300 mm、400 mm和600 mm,那么如果那个工程师真得这么傻帽的听从了标准规定,按照300 mm、400 mm和600 mm的间距来设计,那绝对要被老板,甚至是被作业工人们骂得狗血喷头,因为根本就安装不上。图1是工人们按照安装平台上画好的墙柱模数线来放置墙柱。
图1
同样,层高也应该符合一定的模数要求,一般为8’(2438mm)、9’(2743mm)、10’(3048mm)、11’(3353mm)、12’(3657mm),这样就可以大大节省板材,尤其是节省了切割板材的工作量。如果不符合这些基本模数,不是不可以,但却要浪费大量板材,并消耗大量切割板材的时间。图2是安装平台上画好的墙高度线,工人们就是根据它们来放置天地龙骨和墙柱。
图2
墙体厚度一般以140mm(即140S41构件)为易,当然,89mm(即89S41构件)不是不可以,从力学性能上来讲,有时89mm(即89S41构件)的墙体强度是足够了,但89mm(即89S41构件)的墙体保温和隔音性能是很差的,所以建筑外墙尽量不要使用89mm(即89S41构件)的墙体,而是采用140mm(即140S41构件),再厚也就没有必要了(图3)。
图3
楼层托梁的高度一般以10”(254mm)和12”(305mm)为好。太小了不容易在楼层里走管线,太高了也是浪费(图4)。
图4
绘图时,应该确定一个统一的轻骨架构件的间距网格(例如610 mm、406 mm和305 mm),墙体、楼层、屋顶的所有构件都应该与此网格对应,以保证竖向荷载成一直线的传递到基础上。如果楼层布局和屋顶布局太复杂,很难保证成一直线的传递荷载,就必须要采用双顶板措施了。 目前国内钢材的强度已经可以确保轻骨架构件的间距采用610 mm没有问题,但国产OSB还不能满足610 mm的间距要求。因此如果采用国产OSB,最好还是采用406 mm间距。
另外,由于国内人住惯了钢筋混凝土建筑,脚长期踹在刚性混凝土楼层上,而轻骨架楼层多少会有一些振动,因此就更应该采用406 mm间距了。
在国际上,轻钢建筑一直使用“允许应力设计(ASD)”和“荷载和抵抗系数设计(LRFD)”这二种设计方法,最近“直接强度设计(DSM)”方法已经进入实用阶段。
由于中国建筑界一直游离于国际建筑技术之外,处于独立发展的状态之中,已经长达50~60年之久,加上一味强调建筑技术标准要关起门来自己搞,建筑模数尺寸与国际标准严重脱轨,设计方法原始落后,至今我们仍然还在使用上个世纪50年代从前苏联学来“极限状态三系数法”进行钢结构(包括冷轧轻钢结构)的设计,因此国际上几十年来所积累的技术经验、实验数据和技术标准都无法为中国建筑界所采用。