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文档简介
TOC\o"1-3"轻骨架建筑的起源、定义和范围1现代轻骨架建筑所用的建筑材料及其延伸6轻骨架构件设计计算理论17轻骨架建筑用钢材材料特性23(五)腹板孔26设计中的妥协33轻骨架屋顶设计414.屋顶形状62(5)复斜屋顶75五、中国重钢建筑和轻钢建筑的定义错误107六、轻骨架建筑的结构力学特点与结构设计思想112轻骨架建筑的起源、定义和范围一、轻骨架建筑的起源、定义和范围现代轻骨架建筑的雏形——气球骨架是在19世纪发明的,经过多次改进,直到1850年左右才最终定型。1.
平台骨架建筑现代平台骨架建筑是在气球骨架建筑基础上发展起来的。在平台骨架建筑中,在第一层托梁上覆盖上楼层粗地板后,在外墙和内隔墙上方就形成了一个平台,这种类型的结构一般都是用在住宅建筑上(图1-1)。纳平台建筑容臂易矗立。它贝在每个楼层螺面提供了一污个工作平面室,并且便于柏适应各种预胳制方法。在滋平台系统中辣,通常的习斑惯是在楼层掘上组装墙骨粗架,然后再套倾斜整体单候元就位。判2.
近气球骨架建唱筑情在气球骨架笨建筑中,外慰墙柱连续穿悟过第一个第夜二层。第一倘层托梁和外彼墙柱都支撑磁在锚固底槛中上(图龟1-2芽)。第二层苍托梁支撑在翅已经放进外富墙柱的侧边建,其最小尺茂寸为仁1×4幕(幻25mm×驱89mm腔)的肋梁上唱。杠在覆盖砖和卷砌块外壳的吨二层建筑里丛,气球骨架码减少了骨架明和砌快外壳雪的沉降变化麻。在外墙是勇实心砌块时朱,内部分隔秧墙的气球骨颗架也减少了法横墙里门和望橱柜开口的葛扭曲。气球手骨架需要比平较长的柱子谱,并且难以魄符合当前的叫竖立习惯和钟挡火系统,表因而这个系开统现在已经防很少使用。则图肚1-1图1-2凤现代摔轻骨架建筑侍所用的建筑润材料及其延扔伸般二、现代轻黎骨架建筑所捕用的建筑材补料及其延伸瞒1.使轻木骨架(淡2×4沙)飘早期的轻骨梢架建筑(不拨论是气球骨概架建筑,还题是平台骨架液建筑)都是鸣采用稍2×4碎、穗2×6黎、滋2×8括、领2×10扫、常2×12沙(蓄38mm×瘦89mm赤、叼38mm×俱140mm飘、浮38mm×供203mm积、踪38mm×容254mm劝、劫38mm×妨305m加m酬)这样的定钥尺木材作为荐骨架材料(眉图堪2-1蚁)。单沫图添2-1图2-2纲2.参骑气轻钢骨架尤一直到冷轧反镀锌卷板问船世,人们才妹想到利用冷幻轧镀锌卷板农轧制的宫C丰形和迁U宾形钢构件来被替代定尺木陵材。因为也妨就产生了冷阳轧轻钢建筑排系统(图令2-3吧)。图2-3悟3.技改呜固SIP拔(结构保温肉板)怖SIP欲(约Struc屿tural妇insu青latin浮gpan疼els续,即结构保狼温板)就是愚在二层皮肤饱之间粘贴上塘轻质保温材冬料,形成一意个复合结构稀的墙板单元枣(图祥2-4每,招5盆)。图2-4图2-5析在额1990鸭年之前,美蒸国是把羡SIPs好称为预制木源基承重应力通皮肤板(鞋Prefa竟brica惜tedw蜘ood-b茅ased惑loadb流earin亿gstr春essed旁skin封pane糟ls劝),有时也渡简称其为应旷力皮肤板(贱stres句seds市kinp优anels才)或应力皮顺肤保温芯板昏(间Stres白sed-s姥kini谅nsula柜ting挺core地panel厕s抽,简称霸SSIC宗板),磨1990勒年之后,该云产业已经决锯定把它命名鞋为结构保温巴板(本Struc括tural毁insu货latin票gpan芳els坐,简称彻SIPs剧)。耍早在俭1930饭年,美国森筹林产品实验更室(狂FPL蝴)就开始了汇结构保温板番(城SIPs祝)的长期试雨验项目,经胳过几十年的枝试验,在退1979硬写出了总结对报告。但多缝年来,结构难保温板(骄SIPs陕)的结构力歌学理论一直塌没有什么重敬大突破。与剂大多数现代填建筑结构理踪论一样,结摧构保温板(城SIPs服)的结构力霜学要点是计学算弹性粘结列复合结构系甜统的组合作毙用效果。术SIP的(结构保温暗板)既可以址作为墙板,候也可以作为荐屋顶板使用苍(图改2-6饮)。图2-6逼SIP妄(结构保温炭板)的皮肤醉可以是木质年材料(图效2-7哄)、金属材随料(图甩2-8踪)、水泥基些材料等。图2-7图2-8狠SIP倚(结构保温掏板)的芯材醉可以是松EPS蚕、扁XPS碌、暑PU只和蜂窝纸等伶。挥1.何回荒ICF具(保温混凝待土成型)墙脏ICF末(保温混凝态土成型)墙配是采用臂EPS绒保温泡沫作蝶为模板来浇陪铸钢筋混凝捐土墙(图竿2-9柳)。图2-9割茫目前我除了菜ICF颗(保温混凝跟土成型)没火有搞过以外谨,其它轻骨呼架建筑都玩盆过了。总的论感觉是每种纤轻骨架建筑铲都各有所长乎,有时候需闹要结合到一冶起来应用,式才是最佳选拣择。附轻骨架构件粒设计计算理荡论眯三、轻骨架舍构件设计计拥算理论奶(铁一辫)重题外话返轻骨架建筑寄技术是目前检国际上最为赴流行的、外娃观和性能最失好的低层住惨宅建筑技术蝴。像日本、困美国、智利凉这样的地震泳多发国家,出基本上都是杯采用轻骨架素建筑技术来浆建造住宅,啦因而智利在鬼遭遇里氏如8.8库时,也不会赌因地震而使养房子倒塌而际砸死人。鸭但我们国家贱即便是遇到泼了汶川大地厦震这样的千怜年一遇自然熔灾害,抗震鸡技术极其优婚越的轻骨架罢建筑技术也夺无法顺利进岂入中国建筑讨市场。副这是因为轻盲骨架建筑技添术与我们目较前正在使用劣的、高等院消校正在教授衬的、设计院见会设计的钢咐筋混凝土砌截块建筑是截祝然不同的二赛种建筑体系借。一旦在中胸国推行轻骨凯架建心鸟筑技术,很仍多在现行体象制内混的很纠好的官员、扬学者、技术汽专家和设计肌人员所掌握眉的钢筋混凝眯土砌块建筑申技术知识就匙会贬值、缩祥水、甚至归溜零。牵
在美改革开放这腰三十年过程登中,很多行巾业都曾经出公现过因新技完术的出现,妻而使得旧知仆识贬值和归锹零的现象,聋甚至全行业说退出市场的肉现象。数
最痰具有代表性朋的当然数从浪光学像机到仔数码像机的特进步,当数真码像机全面布进入市场后患,普通用途丑的光学像机丝、胶卷,以尤及冲印设备捕等就瞬间退醒出了市场,栗从业人员也裁只能从新锐再就业了。永今天中国普漂通用途胶卷匀市场上早已听经不见了富概士、柯达和坚乐凯品牌的捐胶卷了,可赖笑的是当年疏他们可是在遇市场上打破劲了头,甚至熊还把胶卷品雀牌之争上须升到国家安斥全之争,上隶升到国家层赢面的意识形至态之争,。饲
在询汶川地震发全生后,一位路华裔建筑师寇叙述了他初号到美国找工率作的困境,甘一个中国国躁家注册建筑仆师,到了美响国居然不会蛛盖(轻骨架齿)房子了,渴所有应聘公辆司都对他在果中国积累的鱼钢筋混凝土标建筑技术不什感兴趣,认仗为毫无用处风,一切只好克都从头学起始。会
一诸位年轻的博核友向我诉苦月说竞:“东我在日本溉留学,学习川的就是建筑够结构,导师卫主要是搞钢衰结构的,手损下也有一组贤人在搞钢混宣抗震结构,桃当时来的时互候就想学钢芬结构。但是兵国内大学的越教授劝我还那是学钢混。碗说是国内倾钢结构最多防就是修建厂规方的大跨度趋的建筑。住乡宅上面是不催会使用钢结御构。为了以御后就业工作遵还是学钢混轰比较好。感污觉是国内的戒建筑业不信谋任钢结构,池或者说是欲不了解钢结雾构,所以大覆家都不才用挖”蹄。桨
他郑问我应该怎粉么办?我当毕然告诉他愤:“可能你琴国内的老师守自己就不懂麦钢结构,所奸以才劝你去除国外学钢混垦。其实学钢绣混结构,不奏用去国外,环国内学者和悠企业的水平充是全球最高壮的。到国外坟就要学习国蚀内没有的先荡进钢结构技向术,回国才航有用武之地撑。”。如
对伸于体制内的桨官员、学者咐、技术专家泡和设计人员稀们来说,因甜新技术而使铸得自己原来蚊所掌握的知栽识和技能贬需值、缩水、带甚至是归零派的情况,确猛实是无法忍偶受的,因而质这群人对于税轻骨架建筑缴技术的漠视税、轻视、抵来制,甚至是若反对就可以陡理解了。荡这也是轻骨碌架建筑技术脊无法在中国柄顺利推广的次一个重要原述因。音(差二情)
判概要外在发达国家光,因为经济睁条件许可,较所以不但在事建筑上是理秆论和实验二农条腿走路,沿甚至是宏观岛宇宙理论和执微观质子理秩论,都是理翼论和实验二祖条腿走路。妻由于建国初味期,我们国队家的经济水覆平非常低下齿,难有经济凭实力去搞实越验科学。加汽上前苏联的馆科学体制对木我们的影响丹,我们国家念的科学研究圆一直是重理胶论,轻实验狼和实践。迅延续至今,竿中国建筑规读范的制定和灾审批仍然只燥强调理论计攻算,很多计炒算方法都是持根据假想的掩模型胡编乱穗造出来的,恐理论模型与凭实际建筑物膜差别巨大,久结果只能靠激凑数据,甚贯至是反推法赚来满足要求凳。得发达国家的延建筑结构理宜论比较相信孤试验数据,强当然,要想六获得足尺建抄筑物的实验协数据,实验住设备和实验笋费用是非常葡昂贵的。所更以一旦发生紫大地震或飓盘风,发达国李家的科技人甘员都会忙不住跌的赶往出小事地点,以鲁获取第一手电资料。抢美国的《说何明性方法》妈是一帮技术搬专家根据现域行轻骨架设画计理论和实洁验数据编制邀出来的,并遇且处于不断摇更新之中。患普通用户,显只要认识字识,查一查表饼格,就可以臭进行轻骨架乘构件的选型堂设计,有经值验的木匠,方连查表都难私得去查,凭企经验就足够百了。饥当然,理论臭还是有必要图的,所以我羞才会写出《醉低层轻钢骨盏架住宅设计境——予工程计算》搁、《轻钢(很或木)骨架跳住宅结构设艳计》、《低委层轻钢骨架非住宅设计(扭直接强度法费)》(博客欲版)等一系稿列轻骨架设毙计理论书籍械。蝴这儿并不是给说轻骨架建渠筑理论没有叙用,而要强施调的是:轻辰骨架建筑理茎论是用来指沾导实践的,辟而不是用来妙限制轻骨架滴建筑实践的冻。胀通过技术专躺家们的轻骨未架理论研究鹿和分析,把田一线技术人约员和工人门桌的轻骨架实馆践经验总结当出来,加以犹提高,并上朋升到理论高肉度,就更加腿有利于工程他一线的技术宴人员和工人映放心大胆的暮去做轻骨架厚建筑实践。霞在这儿所说赤的轻骨架结担构构件是标忆准的完C谜型钢和察U伍型钢,是通耽过滚轧热浸拜镀锌钢板而水成。青(御三酬)
就物理尺寸辅标示符号由跃四个部分组麦成,第一个在数值代表腹痛板深度,第更二个数值代批表钢材骨架宿构件的类型蒙,第三个数辟值代表边缘型宽度,第四曲个数值代表纲最小基本金祝属厚度。监图势3-2最腹板深度:承这儿所选择原的实际腹板皇深度是袄89mm乞、陡140mm仍、陕203mm识、塌254mm采和湿305mm床。选择次89mm腊和济140mm袋腹板深度符杂合丈全当前住宅建里筑产业里使奶用的骨架尺深寸(即符合含窗户和门框筑)。这些尺倘寸可以直接蹲和传统的建尚筑材料和习桂惯一起使用诵,然而,如锐果换成稍微苦大一点的尺厕寸,例如用系92mm闲或类102mm尺柱子代替爹89mm翅柱子时,就搁不应该涉及悄任何结构了冶。对于撇203mm库、指254mm郑和端305mm捆构件来说,午与传统木材季构件相对应偶的腹板的餐附深度意义不彼大,因为它可们通常是用跃于水平骨架丝构件(即过垒梁和托梁)旬。乒注:有时也吼称为瞒“撑腹板高度狮”嚷,当说半“堂深度帝”缠时,指的就诚是墙柱子的超腹板牲“毛深度践”浇,当说壮“哥高度表”耻时,指的就推是托梁的腹厦板肌“似高度器”贝。弄边缘宽度:围标准的箭C晌型钢有着最迈小梁41mm误的边缘,最口大边缘尺寸匹是西51mm某。当增加的探边缘尺寸超舌过了趋51mm谷最大限制,造可能会导致括某些构件减纷少能力。粘注:按照有佛效截面计算贝,鬼32mm绞的边缘宽度搅就足够了,岸多余的宽度泥都变成了无望效截面(参咐见配图民3-3迫)沿,并不是越抽宽越好,太眼宽了还会降匠低构件的能例力,但为什胶么还必须要酸有最小技41mm犬的边缘宽度姜呢?这是为遇了使固定石者膏板或微OSB凝板的螺钉容座易准确的对夏准柱子或托森梁,才必须眉要有最小朋41mm修的边缘宽度顶。密图逢3-3趁唇缘尺寸:矛最小尺寸为爱12.7m量m士的加强唇缘贿。这个尺寸涝在产业里也购很普通。在彻许多情况里硬,减少唇缘胶尺寸会对承马重构件的承宵重能力带来婶有害的影响博,割要求钢材导笋轨有着最小匪32mm薯的边缘尺寸制。这个尺寸探确保了足够察的边缘宽度述,以允许把葡导轨固定到贝骨架构件和喷装修材料上烫。钢材导轨廊腹板是从边笔缘的内侧测章量到内窑漂侧,因此要渔比对应的标辽准的候C基型钢总的腹掠板深度宽。哑这种尺寸差积别就允许把献C似型钢完全嵌耽套进导轨截沟面里。钢材伯导轨在厚度骑上也与标准街的幸C纪型钢的厚度迎要求相匹配衣。反许在《说明性践方法》里,胀始终要求导慧轨最小钢材跌厚度等于或稳大于它们所私要固定的承残重构件。盐要求的钢材既厚度是最小暮未镀层钢材敬厚度(不包布括金属镀层午的厚度),桐并且是以惩mils期(粒1/100微0inch曲)为单位。妥这个单位偏似离了采用规汪格命名厚度巨的历史税赵习惯。宽“此规格誉”欲是已经过时而的代表厚度讯范围的参照败符号,因为宰当指定最小垃值时,它是牧含糊不清的弦测量单位。嫌在产业里已骑经废弃用泊“中规格答”迎作为测量依驱据的习惯。过为了民悉达到一致性鼓,采用了绵mil立名称。例如麦,仅33mil凉s卷(即犹0.033放inch夫或泪0.84m仓m奸),旬43mil牛s直(即强0.043勤inch父或腰1.09跌mm腾),垄54mil颗s懒(即棍0.054洁inch说或觉1.37m泰m驱),挂68mil蓬s站(即湖0.068刘inch医或捎1.73m覆m丢)和乱97mil歪s攻(即梨0.09欧7inch遥或祖2.46m滴m桂)都是指定昆的厚度。棵设计厚度遵啊循压AISI丰《规范》(庭AISI像,祝1999讯)的规定,夫定义为最小冬的交货厚度即除以闲0.95那。有意忽视健了在拐角弯收曲处发生的哗厚度减少,静并且结构计浊算所用的扁午钢的设计厚缺度不包含镀龙层。这种调浴整适当考虑壁了上述最小至交货材料厚型度必不可少替的正常的材土料厚度变化度。议在冷轧钢材悦构件里,是白在弯曲的内狸侧测量弯曲公半径。它对恳结构构件的大能力有影响意。由于众所夹周知的冷作肢硬化现象,舌在局部增加桥了钢材的屈访服强度,从校而在弯曲区配域里强度会沟增加。臭轻骨架建筑良用钢材材料焰特畅性蚂(暂四裕)
稼材料特性的它采用最小屈跑服强度为指230MP释a澡或愧345MP宇a份钢材。所有葱钢材楼层、催屋顶和过梁女部件最小要兔求采用乌230MP翁a库钢材。钢材即柱子表格规咬定了稀230MP坡a抱或枕345MP茧a马二种最小屈惑服强度。由输于注意到实往际应用中的亿经济利益,诚所以才把呀345MP边a薯屈服强度钢歪材作为单独前的墙柱子选傅项。续调我十多年前宾研究冷轧钢根建筑技术时烧,国内基本云生产不了符学合冷轧钢建菊筑的镀锌卷心板。浆希经过十多年箱的光景,中欧国钢铁行业抗发生了翻天事覆地的变化公,早已经成剂为全球第一创产钢大国,芳但由于中国央建筑行业对林冷轧钢材建只筑物知之甚拾少,所以至达今都没有可款以建造冷轧魂钢材建筑物狱的冷轧镀锌窃卷板国家标虹准。大部分稍钢铁企业都熟按照国际标盆准在生产可飞以建造冷轧烫钢材建筑物疲的冷轧镀锌附卷板。揭打我们国家把肿Q235垄列为《碳素叔结构钢》白GB/T7腐00项,把匙Q345劫列为《低合灵金高强度结误构钢》寨GB/T1坏591渡,并没有明凑确标明它们盆是建筑结构采用钢,更没稠有明确标明街它们可以用痰作建筑结构习用热镀锌钢怕带。这是因苹为最初制定步《碳素结构计钢》纷GB/T7视00僻,和《低合银金高强免矩度结构钢》昂GB/T1泰591勒标准时,我茂们国家的钢困结构建筑技需术、应用都敌还很落后,钉很少会考虑沃在建筑上使滚用热镀锌钢奔带,也就是肌说睡Q235掩和当Q345老并不是专困铜门针对建筑胸结构而开发爸的钢材产品颜,其化学成菜分和力学性烟能见表柿1底。口避而发达国家夏早就针对钢狂结构建筑而沿开发出了建贴筑结构用热短镀锌钢带标串准。例如,斩德国有慧DIN1痰7162-悬1987均系列建筑结罚构用热镀锌养钢带,美国勺有从ASTM论A653-程05a舰系列建筑结界构用热镀锌复钢带,欧盟奖有性EN10严326-2秆004/鸦EN10乞327-2拦004弹系列建筑结宣构用热镀锌挠钢带。日本失有稀JISG善3302渗-2005模系列建筑结尼构用热镀锌畏钢带(表茎2兄)。原码鞍山钢铁集扭团公司就是殿根据日本击JISG闷3302施-2005树系列建筑结牢构用热镀锌赶钢带标准编督制了企业标遮准考Q/ASB假387-牵2006组,代替欣Q/A战SB蛋387它-20摄04育。奸
S北GC400泡基本对应于毙Q235诱热镀锌钢带斧,其:悬援业屈服强度钩=295M浊Pa番>踩235MP稿a糕;葛龙黎最小抗拉强株度顺=400M叉Pa瓜>狼375MP热a绍;锋宰颈断后伸长率教(寿%扫)僻=18轮<踏20杜
S局GC490办基本对应于份Q345垒热镀锌钢带览,其:傅据址屈服强度电=365M杰Pa尼>血345MP绪a炭;胶帝样最小抗拉强践度为用490MP势a臣>卵470MP钥a编;岔猴援断后伸长率死(惧%滋)也=16缘<动20胸沸邯郸钢铁公袋司也根据日迎本吊JISG宵3302兽-2005梳系列建筑结盗构用钢产品骗标准制定了诞自己的热镀章锌钢带技术派标准献Q/HG0若07-20亭07犹(表吊3张)。鸦碳素结构钢舍Q235&充Q345始的化学成分效及力学性能薪(剧表银1述)躺牌星号科等级耐脱氧方法盗化学成分椒机械性能幸冲击试验采C鄙Mn礼最大桶屈服点蜡抗拉强度给/MPa从伸长率怨温度累℃医V缸型燥冲击力崇Si贝S标P塔16mm稻max线16.40威mm星%菜Q235桨A福F拖、汉b闹、镇z渔0.14~歼0.22木0.30~构0.65途0.3慕0.05痒0.045突235奏235涉375~慢500择26略25罩
敞
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膨≤秒0.2丰1.0~皮1.6丰≤闪0.55寄≤0.04轿≤漠0.04技345俗
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蓄抗拉强度薪
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困
述
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裹≤0.02夸5恭≤浑0.02边540~缝590望550~神690洪
殊AS139胡7颈(供货鱼1.5mm住)镰G450突≤住0.05饱0.22利
汁≤0.02阳5防≤歇0.02葛512编549资17与筐所以,扒Q235B品至少应该采屿用禾SGC40逢0争,其:鸦深救屈服强度虹=295M饭Pa喊>垮235MP爷a路;桌军赔最小抗拉强秋度为鼓400MP束a灾>味375MP退a鸣;慧秋谎断后伸长率服(揭%居)足=18斧<帖20笔墓所以,侄Q345B祖至少应该采得用确SGC49晴0键,其:熔植何屈服强度灿=365M楼Pa备>蔽345MP莫a复;躬革览最小抗拉强怀度为奋490MP顾a董>慢470MP枪a她;陶概寄断后伸长率缴(姿%泡)谈=16婆<脏20严惧由于乐Q235别和促Q345某只有中国人没认识,只能行在国内销售娃,而外国人诚不认识它,汤也不知道它港是不是建筑唐结构用钢,穗所以无法销册往国外,当保然,最重要约的是它的建冻筑结构性能块(曲屈后强蠢度)不如还SGC40货0磁和智SGC49蛮0埋。遇锯中国现在已文经是全球最负大钢材出口季国,钢厂要吊考虑经济效企益,以及大银多数买家的哲意愿,所以石基本都不愿声意生产换Q235核和艰Q345半镀锌卷板,坑而是愿意按愤照日本写JIS竞标准生产叛SGC樱系列结构钢近材,甚至企么业标准或行扣业标准都是顿等效或完全恨采用国际先耕进技术标准诚。这就是钢忽材市场很少司,或根本就运没有格Q235详和出Q345泊作变肌为基板的镀猾锌卷板的重碌要原因。声建筑行业虽早然在技术标蹈准上爱国,贴但建筑技术披却远远落后菊与发达国家拿,其它行业糠虽然在技术露标准上不爱喷国,但它们得所掌握的先练进技术标准单却在为国家预建设添砖加胀瓦。去如果建筑行录业也能够和众其它行业一定样,能够在吵一定范围内验等效或完全染采用国际先灰进技术标准鸣,中国建筑谦行业在建筑姜设计、建材衡制造、建筑完安装等诸多蕉方面就都会穗有一个突飞骑猛进的发展核。缎(耗五皆)权腹板孔养对于标准的鄙C另型构件,在欧计算弯曲构佩件,集中荷荷载受压构件疮和承受组合昌的轴向和弯何曲荷载构件肚的弯曲强度相时,可以利捐用(惨AISI母《规范》承池认的)成型启的冷作硬化化焰(这是机械献加工行业上储百年来一直原沿用至今的半术语)带来州的强度增加铃(自从英国绘人缩Carem栽an193哥2根年提出了板塑件屈曲理论锯之后,建筑镇结构行业就挎一直称其为半孟屈曲后强度发)(图能3-3连)。病从图租3-4鬼可以清楚的碎看到,在弯些曲部分(鸡A-B鼻、金F-G阴、也J-K雀和烧O-P浓区段)的屈膛服应力和最丽大应力增量绘最大,在平携直部分(阿C-E记、播H-I既和砌L-N稼)的屈服应班力和最大应浓力增量最小汤。捕图繁3-4去冷轧后的应克力变化曲线耻(驴五闻)
走腹板孔剥除了骨架构游件的悬臂部赤分之外,这撕里里采用的眯所有结构构吃件(即楼层昂和天花托梁遣、墙柱子和输过梁)都假奥设为图良A4-1少和图煎A4-2袋里所示的最按大孔直径。乞设计程序遵来循混AISI挨《规范》(督AISI社,弃1999炉)。轮图示A4-1坦图猴A4-2离(廊六吉)
蜂孔补缀帝当最大孔直敲径超出了图榨A4-1每和图扔A4-2首里所示的要技求时,就要尝进行加固(追图培A4-3辟和图永A4-4勤)。当旧(a)银越过腹板的鼠宽度测量出鸣孔的深度超陕过了腹板深寇音度的材70%造,和捞/呢或知(b)焦沿着腹板的扒长度测量出抚孔的长度超司过了阴254mm沸或超过了腹奔板的深度,耻取二者中的圆最大值,孔吸补缀详图(誉图即A4-3掘和图准A4-4候)就团河不适用了。知在实际应用有中。一般需胀要加固的情赚况很少会遇毛到。喜图柏A4-3叠图咽A4-4久设计中的妥堵协尝至于读“叙梁梅”林的腹部对于芳“革梁玉”脊的抗弯强度韵贡献很小,演在结构力学衣史上,还有腿一个很有趣罩的例子。治1901雨年,瑞士桥聪梁工程师罗恩伯特勇·暮马亚尔(记Rober班tMai干llart染)发现他在益因河上建造菊的佐兹桥有柴轻微的扭曲愚,在三角形闸桥身腹部中祥间还产生了魄裂缝(图晋3-8拼)。一般的省工程师一定止会被它(扭养曲和裂缝)佳吓擦闯坏,下次设仍计一定要加改强三角形桥崖身腹部,以茧免发生同样断的须“膀错误蒜”害。罗伯特样·诉马亚尔却不淡这么认为,考而是采用逆错向思维,既院然桥梁没有症因这些裂缝很而倒塌,那宅么那跪堵些产生裂缝度的区域就不龟再承受荷载惨,它们也一搅定是多余的丘。因而当罗席伯特拾·永马亚尔在悼1905恨年设计塔瓦霸纳薩桥时,疼就去掉了多梅余的(容易鸽开裂的)桥挂身腹部部分战,婆本从而创造了讲一种特殊和泽崭新的(空坡腹桥身)桥抚梁结构(图碗3-9舱)。并在以名后又设计了敢很多类似结艳构的桥梁(五图盈3-10坟,图捆3-11阁)。且图设3-8即(讨1全)忘图向3-8玉(铲2数)图3-9图3-10图3-11令罗伯特析·匹马亚尔设计橡的塔瓦纳薩易桥和中国隋牧代著名匠师屈李春于公元枪595匹年~止605剖年设计建造余的赵州桥有耻异曲同工之朱处,李春还辽把尤“内没有用莫”罚的三角形桥肢身腹部留出晌来作为泻洪签孔(图粘3-12额)。图3-12慨1991栗年拔9院月,赵州桥趴被美国土木悦工程师学会谎选定为第十添二个玉“歪国际土木工惨程里程碑竹”懂,并在桥北慈端东侧建造脖了牌“聋国际土木工挣程历史古迹雹”泻铜牌纪念碑估(图智3-13嫩)。图3-13额由此可以看尚出,工程设联计不一定非森要有精确的院数学解。材究料力学和工恩程力学的理舱论带有一定鸣程度的近似跨性况——蛾与理论力学陵中以数学演秆绎方法为主魂的计算特点析有很大的治档差别。另外后,在复杂的爷工程实际问芹题中,对很恐多量(例如悔荷载的大小辈、材料的力炎学特性等)慢的了解又都茂不可能很精锅确。如果一梢味的去追求沉精确的数学垒解,就有点勿太迂延烫腐了。辛材料力学和缴工程力学的览理论是建立商在一些假设澡上,这些假至设通常是根酱据实验和实香践观察所得桥到的结果而弯提出的。按贱照理论分析帽所得到的结稻果的正确性惕需要通过实尤验和实践来素检验。由此磁可见,实验托和实践对于泳材料力学和鼠结构力学中御理论的建立吩具有非常重晌要的地位。眼1400魂多年前的李铜春和置100插多年前的罗智伯特鸽·岂马亚尔并不榴知道如何计沈算结构的弯洪曲特性,也他不会绘制图姑3-5殊那样的冲孔致尺寸对名义筒弯矩的性能冻曲线,不也渣一样剩厅建造了举世待瞩目的桥梁厘吗。即便是涝《冷轧钢材具结构构件设抗计规范》(壤AISI都,使1986籍),当时也干只是考虑了饭冷轧钢材构坝件的冷作硬价化(或屈曲姿后)强度选σ社ya橡,并没有考个虑构件组合礼在一起的基“抗重复与复合磨作用领”歼,设计时取米安全系数靠Ω=1.6火7牺(或荡Φ先b画=∑袍r销L/ΩL≈趋r夹平均阳/Ω=1.吃52/1.朗67=0.躲91蛾),虽然安修全富裕太大撕了,但毕竟过是有了一个竞可供操作的逆技术标准。笛直到《冷轧勾钢材结构构哗件设计规范纤》(欠AISI潜,借1999俗),才不但笋考虑了冷轧晴钢材构件的剖冷作硬化(宽或屈曲后)遗强度习σ记ya歇,而且还考厉虑了构件组拔合在一起的芝“旅重复与复合帽作用裹”扯,所以设计工时取检Φ态b愿=0.95途(或安全系钻数附Ω=∑弓r倍L/ΦL≈肿r毛平均红/Φ=1.古52/0.貌95=1.掉60揪)。烤由此可以看隙出,制定技兄术标准时不霞应该无休止掀的,漫无边世际的,没完斥没了的讨论煤,而是先干聋起来再说,列先制定一个毫简单的标准岛,哪怕是安蛾全系数稍微寻大一点也无映所位索谓,只要能普在以后的岁着月里不断的尺去完善和提内高标准就行甲了。不要期乔望一步到位枕,一劳永逸忽的制定一个辱几十年都不贿变化的技术值标准。潜笔者认为,犯如果中国轻虎钢结构设计请标准仍然取角安全系数敢Ω=1.6四7因(或摔Φ怨b题=∑恒r沃L/ΩL≈史r叔平均推/Ω=1.午52/1.玩67=0.锯91呢),那么安蔬全富裕就确烤实与目前国正际上通行标寻准的差距太猜大了,而取温Φ母b肌=0.95细(或安全系弟数壁Ω=∑符r衔L/ΦL≈或r羊平均虹/Φ=1.最52/0.港95=1.悟60搅),又不太逗切合目前中须国钢结构设厦计水平实际忙,因为中国净目前的钢结焰构设计人员肠对轻骨架钢织结构还很陌纯生,又缺少钉工程实例支沫撑,所以,辟笔者认为取浑Φ美b锈=0.93肉(或安全系捡数同Ω=∑便r馒L/ΦL≈剃r能平均浩/Φ=1.辅52/0.辅93=1.肾63季)比较好,怠取将1.63悔的漆“赴安全富裕投”该应该足够了毁,因为还有随可观的蛙“剖构件的重复事与复合作用却”替可供使用。动(蜡八御)喉在设计中的鸦妥协因素忽已经把工程惧学定义为人奏类需要和希骗望应用的科提学和艺术。找这样的定义蒸暗示工程学歌一定是一个兔很实际的事幻情,科学发绒现将会与人哈类的需求和球愿望相吻合潮,而且有时遍能够打给通过当时的咏紧急要求,只通过妥协严闷格的工程设侍计,以应对览特殊的情况绳。经常在做关出什么是令六人想要的决包定之后,工芝程师接下来民就要决定什量么是可以接奔受的结果,腥于是花姻就要尽可能划把各方意见扣尽量合拢到纤一起,通过兰变通和妥协珍,产生令人青满意和可以列达到的结果释。零所以在设计坛、制造和安浑装冷轧钢骨订架住宅时,臂不能死脑袋燥瓜,要学会器变通和妥协牛。因为许多讽预期的住宅亲购买者都希奉望住宅结构歼最安全,装肥修最豪华,废成本最低,蹄但是答件却没有足够顶的资金来(众或心甘情愿漆的)支付制大造结构最安察全,装修最甘豪华的住宅稍。从省钱的蠢观点来看,晌在设计一套阳住宅时,结留构工程师有竿时必须要稍扭微偏离最佳萌效监帅果,例如,夕在设计计算情方法不够精欢确,或缺少苗把握时,可蔽以稍微放大吩一点安全系遣数(顶多是震浪费一点材痛料),在计祥算方法足够丙精确时,就要可以减低一网点安全系数岩;建午照筑师有时也霉必须要稍微六偏离最佳效恰果,例如,梁PVC荡外墙挂板虽巴然不如雪松倚外墙挂板豪怜华,但在中雷国却是一个额非常省钱的旱外墙装饰方碌案,当然,魄Stucc感o蓄就更加逐搅便宜了。脾对预期的消领费者解释妥才协的确切特烟性是专业工朱程师的职责绪,好让他或寒她知道,采时购一套冷轧柏钢骨架住宅羡就像采购一嫂台汽车一样岁,性能与价凭格是紧密相分关的。三另外,经济跌因素和某些继其它的考虑感因素都可能洋要求偏离最屈佳效果。但迹偏离最佳效懒果,并非坏乡事,其性价局比往往却是幻最优的。例冶如构件材料嘱越厚,构件扯深度越深,殃楼层度请振动幅度就另越小,但成爹本却越高;怠越高档的装减修材料,价昌格当然就越若贵(但对于显普通客户来马说,选择高绝档装修材料踩有时只是满厉足心理上的蒜需求,对住条宅的外观和凳使用特寿并没有太大悟的影响);查家用电器,巨厨卫设备和众暖通空调也判是住宅成本愉中变化范围躬很大的一块肯,所以有时苍设计师还要哀为客户提供谋可选项目,鼻由客户自己跃决定做选择已。涝目前国内稍俯微高档一点宿的别墅,基爆本都不敢采敞用沥青多彩段瓦、金属瓦件、刷PVC胡挂板、文化职石、文化砖荡、碑Stucc海o吓等一些传统货装修材料。运不是它们不回好看,主要饿原因是它们株太便宜了。遣在轻骨架建铃筑设计和建殊造过程中,须很多甲方在轰结构设计上等,为多用那例么几吨钢材泛(每顿也就跳6~7趴千块钱)斤赚斤计较,一吸些项目在昌OSB浇板上也下足最了工夫,甚先至不用厅OSB测板,姥200~3暗00财平方米的房剖子最多也就诱能抠下几万赚块钱。但省聋下这点钱,里带来的却是耗后患无穷。恩在结构安全累上抠的很的愁老板们,往逮往在装修上求却痛下血本太,一盏吊灯旷可能就要花森掉他几万块姐钱,一点也欲不心痛,确钞实是很难以蓬费解。限这也中国建茄筑目前这种务只顾面子,肚不顾里子的老有趣现象之盏一。煎花了钱,把惊别墅打扮的库漂亮了,也直还好说。如路果花了钱,疮把别墅打扮雷成顷“赌刘姥姥腹”悦,就让人笑派掉大牙了。若轻骨架屋顶寻设计阔(股一饲)
琴轻骨架屋顶滴构造县1.
宁椽子屋顶抄这是最常见身的轻骨架屋鸭顶构造,主诊要是用于复趁杂屋顶造型缠。纯椽子屋顶又愚可以分为:帅椽子加支柱义(银图3-1和闪图3-2血)聪图队3-1户图霞3-2情这是最常见誓的轻骨架屋殿顶构造,主缠要是用于复摊杂屋顶造型划。赌椽子加约束诸托梁征(萌图3-3和幕图3-4咬)键图猜3-3苍图龟3-4浩这种轻骨架史屋顶构造比买较少见,主殊要是用于难腿以加装支柱般的复杂屋顶羊造型。惠1911赴年利用庚子抛赔款修建的春清华学堂就须是采用椽子远加约束托梁滋的屋顶骨架捆结构(图粗3-5策)。这可能习是中国最早耀的,目前还枪存在的,由异北美建筑师薪设计的轻木吵骨架建筑(松11葛月糠13龟日凌晨,建圣于锦1911手年的清华学冲堂起火,过杀火面积约栽3000拳平方米)。驼图韵3-5愚100脂年前设计建强造的清华学比堂,其轻木层骨架屋顶结恋构与今天的狗轻木骨架屋木顶结构基本娱没有差别,礼像剪力撑、哲椽子、天花篮托梁、约束垫托梁,这样捏的结构构件渠应有尽有。枪也就是说,位100红多年前,轻计木骨架建筑摸技术就已经备定型,并非心常成熟了。砖2.
朝桁架屋顶膏这是最经济愤和容易安装抗的轻骨架屋句顶构造,主毙要是用于简踩单的屋顶造凑型,稍为复玉杂一点的屋玻顶造型,就牌很难采用桁狮架构造了。炭桁架屋顶又肤可以分为:物标准桁拼架加四面坡别桁架露(遮图3-6趋)农;籍图绿3-6密标准桁架加尘半片式桁架格(爪图3-7和蚂图3-8派)够;黑图氏3-7图3-8袄桁架加椽子昏(秤图3-3并)卵3.
SI馋P肿屋顶剪SIP肚屋顶施工简旺单,并且保罩温性能好(缓图透3-9丸)。政嫁图离3-9冬(二)、屋洒顶布局降(二)、屋的顶布局粥掘正如在这栋桐住宅里所见粱,在结构设失计中,屋顶狠的形状可能爽扮演着重要泼的角色。图4-1朵1.卖荣供简介炕在画屋顶布捉局图之前,覆必须深入考圆虑屋顶设计潜。建筑师或掘设计师通常裙是按照前面苍设计阶段画眉好的楼层布渐局和外立面永来设计屋顶胸的基本形状碗。这并不意傲味着设计师酱在初期阶段轿要设计整个达屋顶的结构扛系统,但是覆要设计出基回本形状和所暑采用的屋顶等材料类型。碰通过检查图蹦4-1里的辰结构,可以问容易的看到津屋顶设计对夜结构有多大吴的影响。通拘常屋顶会呈萌现出比墙更蝇大的视觉表灵面区域。正止如图4-2萝所示,除了妇考虑美学弹之妹外,当墙面欢积充满了玻浮璃之后,屋牺顶也用来提光供结构刚性达。为了确保慨屋顶满足设辉计师的标准柳,通常是由畜设计师提供锯结构资料来庭画出屋顶布焰局图。为了步画出屋顶布彩局,设计师让应该弄懂屋金顶布局的类益型,何种坡令度,普通的搁屋顶形状,惜以及常用的瓦屋顶材料。态除了考虑美执学之外,。栗当墙的结构榴含有大量的冈玻璃时,屋羊顶通常是用号来抵抗风和秩地震力的。图4-2软拘2.薄蛙坑屋顶布局的威类型冤屋顶区域的似布局图不是暗屋顶布局,忍就是屋顶骨仰架布局。一完些类型的屋田顶也要画出宰屋顶排水布栏局。尸(1)援趣策屋顶布局善屋顶布局是青用来显示屋简顶的形状。木正如图4-受3所示,像蜂屋顶材料、芬通风和他们援的位置,以纲及屋面衬垫泊材料等,通河常也要在屋竖顶布局中画喜出来。屋顶万布局图纸比坟例一般要小叼于楼层布局短图纸。屋顶扔布局通常采产用1:10注0和1:2启00的比例于。屋顶布局狸通常和在外扯立面画在同缓一张图纸上除。伯在每个屋檐婚提供过滤通炉风。在所有浑阁楼屋檐通乒风处都用托本梁间隔。在嚷所有外露屋塌檐处,都采狗用12.7兆mm外露夹蔽板。在15绣#油毛毡上遗盖莫尼埃·配霍姆斯特德男天然深灰色段屋顶瓦。按起照制造商说都明书要求安当装。由业主付核实颜色和和风格。安装性之前提供桁挪架制造商图炼纸到建造商彻。语显示屋顶形负状的屋顶布盾局图图4-3规(2)拨腔企屋顶骨架布夺局呆复杂的屋顶傻形状,以及肌大多数商业翼项目通常都患需要屋顶骨奉架布局。屋令顶骨架布局狮要显示出构储建屋顶所需伏要的结构构蹄件的尺寸和如方向。图4组-4显示了卡一张屋顶骨爆架布局的例持子。在非常浮复杂的项目凑中,应该按错照图4-5历,显示每个朵骨架构件。著屋顶骨架布扩局是用来显够示屋顶骨架剧构件的。图4-4展对于复杂屋郑顶,可以画挂出屋顶骨架眠布局,显示蔑出每个结构碍构件的尺寸网和位置。图4-5陕再次强调,杆与“万能建旦筑体系”(翻即钢筋混凝赴土建筑体系鸭)不同,轻艰骨架建筑的枪外形,尤其彩是屋顶的外攀形与构件之工间存在着很学强的内在联商系,一切建珍筑造型都是止根据构件布烧局顺势而成爱,而不是特犹意“雕塑”磁出来的。左3.垮浩庆屋顶坡度姥屋顶斜度,慈或坡度是描蝇述屋顶的角网度,用来比槽较水平方向桨和垂直抬起司。当画立面粮和截面图时呢,就要显示亚坡度。在屋恼顶布局中必麻须显示出不亮同的屋顶坡颗度引起的相裕交。为了绘求制出二个屋饲顶表面之间冻恰到好处的软相交,设计朽师必须理解好不同的屋顶蚂坡度并绘制刃出来。图4志-6显示了么构想的坡度物。设计师可游以采用这种鄙方法勾画出唯任何坡度的丘屋顶形状。营可以通过调狐整已经绘出撒来的屋顶角吹度三角形,简以节省测量逮屋顶抬起和钉延伸的时间条。如果设计冷师知道某些指角度一定合键适,也能够神画出屋顶坡歼度。知道4际:12等于践18.5度镰,,设计师胃就可以绘制叶出正确的角捉度,而不需侵要绘制展开仍图。图4-屠7显示了普尿通屋顶坡度俭的角度。哲在确定屋顶糖坡度时,把必角度表达为里同样的单位袭来比较。只悲要水平和垂霉直单位是同幻等长度,单缠位可以是英娃寸、英尺、舒米等等。灶图4-6
都常用屋顶坡征度和角度。稳角度显示的吉是近似值,层并且只是用蓬来画图的。诚大部分情况戏下,都应该维根据实际的答屋顶坡度(脸例如上面的蚕4:12等肆)三角形来拒复制屋顶坡毫度,在通过僻延长手段来摔画出屋顶截叉面形状。施罪工中要采用才专用角尺,印或特制角尺谎来画线切割欧轻骨架构件婚。图4-7垮4.址屋顶形城状堪分类复:呜参轻骨架建筑板设计与施工薯尘平屋顶的常挺用结构构件图4-8注4.
绣屋顶形状卧通过变化屋丘顶坡度,设翅计师就可以避变化屋顶的塞形状。普通犹的屋顶形状撞包括平屋顶恢、棚屋顶、昆山墙屋顶、既塔形屋顶、蚊复斜屋顶、裕四面坡屋顶德和双重斜坡寇的屋顶。段(1)
认平屋顶李在少雨雪地怀区,平屋顶柜是很普通的死。除了在住夜宅建筑里应索用外,平屋临顶通常是用案在商业建筑沾上,以便为近加热或其它场机械设备提盒供一个平台催。平屋顶建要造起来经济拘的,汪揪因为取消了挽天花托梁,挎并且是用椽雁子来支撑屋流顶和天花荷衣载。图毅4-8湿通常用于构伙建平屋顶的迎骨架材料。吉图萌4-9仇显示了如何熔在屋顶布局篮图中显示平劫屋顶。悠在平面图中乳看平屋顶图4-9芽通常平屋顶本的椽子稍微龟有一点坡度趟。经常采用绣2mm/m顺(支2%嗓坡度),以测便屋顶落水坑。一旦水流往到边缘,通烂常放在檐口崇的金属导向饥件就能够防煮止往通道上企滴水。沿罩款着平屋顶四阿周经常有一拒个小矮墙,披或女儿墙。港图优4-10矮提供了一个争小矮墙例子真。这面墙可提以用来装饰球或保护机械著设备。当采狸用女儿墙时悠,就必须要高在屋顶布局纪图中残批显示出来。明经常在平屋介顶的四周布阶置女儿墙,阔以隐藏屋顶罢机械设备。递应该在屋顶珠布局中显示司墙的厚度。图4-10杠(2)
掉棚屋顶薯正如图乌4-11件所示,和平海屋顶一样,益棚屋顶提供折了一个简单圆和经济的建丘造方法,但秤是没有平屋严顶所涉及的塞排水问题。肠图浩4-12剩显示了棚屋处顶的建造方顺法。可以建私通造任何坡度谋的棚屋顶。奴屋顶材料和趟美学考虑只址是限定坡度贤的因素。正养如图互4-13锻所示,在布扔局图中画出谎的棚屋顶类纵似于平屋顶葱。撇许多现代住晒宅都兼有平君屋顶和棚屋历顶,以产生淋令人满意的脚设计。图4-11耍主棚屋顶的常程用结构构件董。图4-12圾认在平面布局逐图中看棚屋朱顶图4-13昆(3)
皮山墙屋顶叹正如图禽4-14稻所示,山墙脂屋顶是住宅基建筑中最普细通的屋顶类社型之一,在吩支撑墙之间涨采用二个棚枝屋顶就形成桐了一个屋脊拍。图文4-15作显示了山墙屠屋顶系统的献建造。可选艘以采用任何娇坡度拉来建席造山墙,坡惕度限制只有链屋顶材料和孩想要的效果蠢。在设计中抽采用山墙屋根顶看起来是涌传统的外观的和对称均衡彩。图秆4-16投显示的山墙吴屋顶是布局张图岭征里典型的代况表。许多布缘局都采用二屿个或更多的坊相互成全90土度的山墙。葡山墙表面的叨交叉线就称狗为四面坡或朋屋谷。通常猫,都要在屋礼顶布局中指饱明屋谷和四遥面坡。急胳山墙屋顶是渐在二个平面誉之间的二个策交叉平面形完成的尖峰(裂屋脊)。姿图鹿4-14A犬有时也把山序墙屋顶称之割为二面坡屋服顶(图4-泥14B)。二面坡屋顶秤图钓4-14B赢山墙屋顶的烫主要结构构私件。图4-15纸在平面图里丝看山墙屋顶亲。图4-16悦(4)
糕塔形屋顶虾塔形屋顶构潜建墙的方法张和构建屋顶薯系统一样。薄正如图驶4-17街所示,塔形膊屋顶结构采护用椽子来形货成它的支撑复墙。由屋顶尽和楼层系统墙形成的字母浇A养形状得出了县它的结构杠婆名称。见图予4-18断。塔形屋顶奋屋顶布局非稿常类似于山偿墙屋顶布局够。然而,骨气架材料通常萌是完全不同煤的。图却4-19申显示了在屋昨顶布局中所铜代表的塔形筹屋顶。比上层的墙形刃成陡坡屋顶舌的塔形建筑纲物。图4-17织塔形建筑物舌常用构件。图4-18偷在平面图里射看塔形建筑勉物图4-19骆(5)民复斜非屋顶导经常采用复督斜屋顶来增王强传统住宅正的表现。蛋图4-20璃本(5)敬殊亩复斜屋顶来
在爽图4-20侧里可以看到云复斜屋顶。批复斜屋顶是双传统形状,两时间可以追鞋溯到殖民时缝期。图4-乔21显示了筛复斜屋顶建贪造方法。上屡层盖有台阶讲式屋顶表面静,采用更加之轻微的坡度稍连接到屋顶北系统中。上笨层采用屋顶币材料覆盖,根而不是外挂冈板,结构显哈得比实际更惕加短。这种限屋顶系统采扒用了便宜的悠屋顶材料,牵所以也可以法减少外挂板刚材料成本。财图4-22板显示了复斜昏屋顶的平面砌图。头在上层和下序层屋顶之间溜可以带有或梅不带有檐口脆板来建造复萝斜屋顶。图4-21亏在平面图里乒看复斜屋顶图4-22桐(6)程掀忘四面坡屋顶赔四面坡屋顶旬(图4-2射3)是一个左传统形状,咐可以采用帮阔助除去一量些屋顶块,勇并形成类似浊外观的结构碗。四面坡屋史顶和山墙屋袜顶很类似,蜻但是由四个捏屋顶表面代土替了二个屋袭顶表面。屋绞顶表面之间守的交叉就称惯之为四面坡墙。如果健在烂一个方形争结构,四面乡坡将聚到一怕点。如果建数造一个矩形喷结构,四面棵坡将形成二货个点,在二炒个点之间的塌距离就成为浸了屋脊。当芦把四面坡放柄在L或T形吴结构上,就册形成了一个施内部交叉;上这就称之为倒屋谷。四面罪坡屋顶的屋输谷和山墙屋恭顶的屋谷一殃样。正如图域4-24所那示,在布局年图中可以看闷到四面坡和霜屋谷。各三个或更多率交叉平面形股成的四面坡字屋顶。这套蛙住宅结合了奏四面坡屋顶辛和山墙屋顶始,在入口区奇域形成了一鼻个令人愉悦兼的屋顶结构毛。图4-23调在平面图里熄看四面坡和叙屋谷。图4-24疫(7)妨计萌非全高山墙幼四面坡屋顶隙图4-25辈显示了1/脾2层房间的春外墙,可以暴看到121荷9mm高外屡墙,243者8mm的非雁三角形山墙曲,这样屋顶雅就成了非全抽高山墙四面姜坡屋顶。牲图4-25侍A腔图4-25位B而图4-25谣C
况(8)减援顽荷兰四面坡衫屋顶疏荷兰四面坡证屋顶是四面法坡和山墙屋指顶的复合。存见图4-2招6。采用类撞似于山墙屋耕顶的骨架方谋法来构建屋谦顶的中间部摆分。采用融春合进山墙中让的局部四面架坡来构建屋棋顶的端部。塘正如图4-袋27所示,床在四面坡和浩山墙屋顶之表间形成一面子小墙。正如冤图4-28唯所示,在屋共顶布局中,俯必须显示出厅外形距离,菠以及墙位置奔。宿荷兰四面坡醋结合了四面催坡和山墙屋裳顶。图4-26印在四面坡和喂山墙屋顶之怨间形成的墙哥。图4-27荣在平面图里把看荷兰四面评坡屋顶。图4-28寻(9)映锅塔双重斜坡的呆屋顶展
双什重斜坡的屋在顶类似于复哄斜屋顶,但屠是在所有四螺面都有带角晓度的低屋顶郑,而不是只坛有二面。例筐如在图4-树29中可以辩看出,双重厕斜坡的屋顶再经常采用女姜儿墙来隐藏盛屋顶上的机始械设备,或用帮助隐藏结释构上部的高宜度。可以采停用许多不同争的方法来构解建双重斜坡钓的屋顶。图府4-30显梨示了二种常膨用的构建双僚重斜坡的屋圈顶的方法。懒双重斜坡的不屋顶的屋顶没布局看起来币就像图4-泄31中显示搂的布局一样瓜。福采用双重斜新坡屋顶,有垒助于有掩盖吧结构的高度霸。图4-29缺建造双重斜猴坡屋顶的常步用方法。跌图4-30券在平面图里猜看双重斜坡沫屋顶。图4-31凳(10)痛毫欠老虎窗妹
老介虎窗是屋顶斤上一个放置援窗户的开口谁骨架。老虎价窗又可以分泥为二面坡老馅虎窗和单面逝坡老虎窗。扁图4-32亲A显示了为袭阁楼空间房树间提供采光差和通风的二好面坡老虎窗皂,图4-3向2B显示了假为阁楼空间盾房间提供采摄光和通风的极单面坡老虎蝇窗。在山墙踩或四面坡屋燥顶这些传统坡屋顶上经常纷采用老虎窗搜。图4-3址3显示了建痛造老虎窗的书许多方法之书一。正如图部4-34所匪示,老虎窗秋通常要显示从在屋顶布局圈上。历老虎窗允许眨窗户增加阁疼楼面积。守图4-32熔A堵图4-32猫B修老虎窗建筑膜的典型构件百。图4-33窗在平面图里倘看老虎窗。图4-34竿5.
哗屋顶材料障用在屋顶上罢的材料取决峰于坡度、外福观风格、结洞构成本和气凯候等。普通记的屋顶材料烫包括合成屋笔顶、复合和蒸木质屋面板束瓦、黏土和乎水泥瓦,以匙及金属板等滚。为了描述戏这些材料,洁经常要采用鱼俗语疫平方洗。默平方棍是用来描述星覆盖彼100轿平方英尺(便9.3m2誓)屋顶的面趟积。设计师娇必须知道每部平方米的重特量,以及绘赌制布局图所匆要求的坡度钞。屋顶材料亮的重量将影托响到所有把碌荷载传递到止基础上的骨帝架构件的尺狱寸。屋顶材理料也会影响宰要求的坡度及,以及所选祖择的坡度形既成的外观。雀(1)
诞卷材屋面袖在欧美国家追,大部分低压坡商业屋面鞭均采用卷材虫屋面系统。控TPO芽、术PVC众、溪EPDM藏等防水卷材膜几乎都应用弱于卷材屋面翠系统。在欧沙洲也有采用阁改性沥青防跪水卷材建成饿的屋顶。迷在平或小于弟3升:燥12沾的低坡度屋估顶上采用毛近毡和沥青卷斩材屋面。当呀屋顶坡度比性较低时,水献将汇聚,或侵排泄不畅。店为了防止水摧漏进结构中京,而采用卷既材屋面,因仙为卷材俩迟屋面没有接炼缝。在住宅竭里,卷材屋裁面可能包括纯放在实心屋贼顶铺板上的接三层毛毡和滴热沥青。屋兰顶铺板通常搂为夹板。在室商业应用中抢,经常用四隶到五层毛毡练,以增加耐冠久菌茅性。经常采训用砂砾作为握外部修饰层芦,以便覆盖何住毛毡。在呆坡度超过碎2/12部的屋顶上,滤。采用直径条50–75败mm捞的鹅卵石来揉保护屋顶及赢其外观。当夏在屋顶布局爬中指真挣定卷材屋面藏时,注意应蹲该包括层数谱、所用材料蒸,以及修饰饲材料的尺寸策。典型的注投意应该是:舅在层之间带集有惰6mm帜细砾元,姻用热沥青胶巷来粘接卷材吹屋面凳其它适合低构坡度屋顶(略1/4/1亚2艘的最小坡度隐)的屋顶材锤料和典型的游规格包括:隶改甜性沥青——把改性沥青片邪屋顶绳。讽单颠层热塑性塑亿料——热塑捕性塑料单层仇屋顶系统识。元喷雾聚亚安蚕酯泡沫检——喷雾聚洒亚安酯泡沫谣屋顶胜。淘液体应归用涂层——掀液体防水膜围。管每种材料都效能够使用到丝1/4/1挪2兰的最小坡度俯屋顶上。在绑最小坡度为艺1/12挽的屋顶上可崭以使用矿物脚表面屋面卷显材。阅(2)
武屋面板瓦此沥青、玻璃茧纤维和木材寇都是最典型谦的用作屋顶舅材料的屋面炮板瓦。大多晋数建筑规范险和制造商都塌要求屋顶最绘小坡度为殃4/12肃,带有一层族屋面衬垫材郊料。如果在列玻璃纤维急治沥青瓦下面沈铺设阶2但层毛毡,并扎且如果沥青锤瓦是密封的察,就可以把农沥青和玻璃汗纤维屋面板阻瓦铺在低于币2/12纳坡度的屋顶瓶上。木屋面狐板瓦一般必义须安装在坡藏度至少为泊3/12瞒屋顶上面。头沥青和玻璃捎纤维在外观筒和应用上上魂是类似的。型沥青屋面板栗瓦有各种各评样的颜色和粗图案。也被拜称为沥青瓦垮,它们通常刺都是由玻璃诚纤维做衬垫怨,并且覆盖象上沥青胶和他细微的碎石浑粒填充料。荡沥青防水层疮,以及填充瞧料提攻晚供了防火保绍护。标准的迟沥青瓦是三持段长方条,国每平方米英台尺课235笔磅。条字的丽上部覆盖有食自密封黏合墙剂,并且覆经盖到下一排钉沥青瓦上。激三段沥青瓦余的下部分成巧三块暴柜柿露到大气中颈。见图谊4-35猎。北合成或三段善式沥青瓦督图按4-35a火合成或三段架式沥青瓦是瞧高坡度屋顶咬里常用的屋学顶材料。漆图值4-35b毁沥青瓦也可务以以随机的答宽度和厚度竹使用,得到酸雪松板的外刻观。这些沥篇青瓦重量大三约为每平方麻米英尺宏300耕磅。二中类填型的沥青瓦岩可以应用在迷各种屋顶条继件下,最小归坡拐段度为也2竖:瓜12溉。沥青瓦的临寿命从恢20醒年到跌40小年不等的保旱质期。见图堆4-36急。也可以使绍用石棉水泥也屋面板瓦;茧它们的重量法大约在每平洁方米英尺怖560摔磅。棒300妨磅沥青瓦是盼由随机宽度繁和高度的片旗块构成。图4-36扣通常在图上水指明沥青瓦叫,形成一份酱材料、重量粉和屋面衬垫撒材料清单。英也要指明颜冒色和制造商况。在住宅建禽筑中经常遗孙漏这些信息群。触木材也用作键板瓦和屋面购板瓦。木材辨挂板比屋面恒板瓦要厚一践点。并且在罗质感上也是路非常不规则让的。见图叹4-37欧。木材板瓦杜和沥青瓦一往般是安装在央最小坡度为晨2/12咱的屋顶上,旬采用的基层恰为宅15语磅毛毡。额咱外增加一层乓457mm蔬宽的秆15船磅毛毡放在焦每层屋面板嗓瓦之间。可贿以把木材板况瓦和沥青瓦堆安装在实心朝或隔开的覆尘盖物上。气荣紧候,材料适仅应性,以及下劳动力习惯痕影响着屋面滑衬垫材料的借应用。护雪松板瓦是干粗糙的木材伪,但是是漂习亮的屋顶材昏料。图4-37衔根据区域不掏同,通常由钢雪松、红松耕或柏树来制横造板瓦和屋恒面板瓦。可五以把它们加送工成不同的仔长度。当在近屋顶布局中功指定了板瓦大或屋面板瓦淹时,注意通冷常应该包括申厚县闹度、材料、挽露出量、屋菠面衬垫材料晶和覆盖物类坊型。其它像抛纤维板和金墨属这样的材尿料也可以模别仿板瓦。通窄常在布局中旧指定这些材裹料,形成一选个材料、屋唤面衬垫材料鹿和屋梳换面板瓦露出铃到大气中的浪量的清单。盲典型的木材攻板瓦说明如酷下:框在457m召m拔宽要的15#碎毛毡上盖适鉴中的雪松板条瓦佳。兔露出257喜mm息。紧有时在贷3条:税12掘,或更大一崭点坡度屋顶恨上采用金属群屋顶板瓦。膛金属提供了狱耐久的、防省火屋顶材料翁。通常安装捎金属屋面板赖瓦与沥青多货彩瓦采用同拔样的注意事颠项。通常在亮屋顶布局中拳指明金属,劲列出制造商垂、屋顶板瓦遇的类型和屋伞面衬垫材料遮。约(3)
际陶土和水泥支瓦绳对于高端价滔格住宅或在绳极容易着火阴的地方,陶隐瓦是最常用垄的材料。尽垂管陶瓦比好饼的沥青多彩凶瓦贵二倍,阻但它的寿命苏也长。陶瓦悄可以是不同猜的颜色、材颗料、图案。苗陶图、混凝峡土和金属都腰是最普通的孤材料。见图街4-38a址和使4-38b亚。孤(a)贿因为瓦耐久需,所以瓦是稿极好的屋顶殿材料。害图插4-38a挠(b)丈许多瓦花样事是模拟西班防牙陶瓦制造陶的。鸭图昏4-38b凉屋顶瓦制造沾成曲面或平纳面形状。经足常把曲面瓦丽称为西班压辱陶瓦,并且轨可以有各种劣不同的形状域和颜色。也持生产许多不贺同颜色和形汇状的平瓦。抹陶瓦通常安烂装在困2.5:1屑2犁,或更大坡耐度的屋顶上储。陶瓦既可漠以间隔放置帐,也可以放殃置在实心覆购盖物上。如阻果采用实心宣覆盖物,一就般要在覆盖割物的顶部增回加木挂瓦条辟来支撑陶瓦诊。涌当采用陶瓦缘时,必须要存特别注意结扎构设计。陶灰瓦屋顶重量厚在每平方英饶尺固850阀和宿1000显磅之间。这棵些重量需要如椽子、过梁乘和其它支撑梨构件大于其冤它类型屋顶朵材料正常要绳求。在屋顶倒布局注释中亮要指明用陶押瓦,列出制雄造商、风格伴、颜色、重慕量、紧固方浸法,以及屋榆面衬垫材料却。始屋顶布局中贡典型的注释候是:驳在15#毛疤毡和覆盖物呼上铺设某某竞品牌屋顶瓦爸。鞠端部至少搭窃接76mm史,膀并且要按照啦制造商的规枣范要求安装残。突(4)
嗽金属板维金属板作为赌一种屋面围创护系统,其悉历史可以追酿溯到旱12域世纪,当时倘的欧洲人就泛已经在一些恰标志性建筑喊的屋顶上安访装金属瓦。局中国最早的爽金属瓦可能厌要数上个世怖纪初外国人辜在庐山上建狼造的度假别脖墅了。时因为快速和老容易安装,牵所以金属屋朴顶非常节省乒。金属屋顶陡板提供防水掉和耐火材料包,保证寿命类范围长达买20~50为年。金属瓦率通常是由宽牛度为消457mm手~610m乘m勇的泉0.5~0殃.7mm妻厚金属制造智而成。见图迅4-39飞。可以指定辣金属瓦的长错度,以满足缸长达挣12m寒的屋顶长度弄的要求。金悟属瓦重量通妹常在每平方找英尺渗50~10工0塔磅之间。可票以制造不同绳颜色和图案主的金属瓦,拾并且几乎可喂以和任何材百料混和使用抗。金属瓦最晓常用的是钢英材、不锈钢绝、铝、铜和锐锌合金。钢岁瓦是重的,锤并且比其它篇金属婚谋更耐久,但滑是必须覆盖岭保护涂层,邮以防止生锈减和腐蚀。通川常是烘干丙循烯酸涂层,苍以提供色彩劳和耐候保护晕。不锈钢不肾会生锈或腐傲蚀,但是比拍钢材贵多了耳。铝是极端染轻债诱的,并且不汤生锈。修饰洽涂层类似于干钢材所用的季涂层。铜作纹为屋顶瓦,析已经用了数尊百年。铜绿殊色的铜瓦耐室候,并且不红生锈。在屋愉顶布局中指仰定金属瓦,尼注释应该包们括制跑浸造商、图案逆、材料、屋棍面衬垫材料篇,以及修饰普和防水板。初典型的驻扎字如下:颂914mm僚宽家,帮褐棕色金属执瓦孩。句按照制造商泪的规范要求岂安装在15侮#毛毡上猎。翠因为金属耐林久,并且有惑着漂亮的外泼观,所以经沫常选用金属玩瓦。岂图客4-39a德金属瓦也可召以做成陶瓦宽外观形状。伏图亿4-39b让6.
压屋顶通风和块通道砖当绘制出屋青顶布局后,桃设计师必须址确定阁楼空攻间的尺寸。数阁搂是在天职花托梁和椽考子之间形成微的空间。必陕须为阁楼空程间提供盖有的3.2mm赤网眼的通风暮口。这些通孔风口面积必咸须达到阁楼令面积的现1/150絮。如果在阁且楼楼层的正醋面提供了蒸意汽障,通风战口面积就可寇以减少到阁范楼面积的韵1/300乒。田可以把通风嫂口放置在山习墙端,靠近滴屋脊的地方范。这就允许茶屋顶表面维视持通风。在伐某些区域里争,是把连续拨的通风口放宣置在屋檐里膛,或可以每指隔三根椽子德放一个通风闯口。设计师覆需要指定通拜风口区域的款数量和放置朴地点。颂设计师也必霜须指定风如上何进入阁楼千空间。通常违在楼层布局想中显示进入眯阁楼空间的厅实际开口,瞒但是当绘制登屋顶布局时何,就必须要牢考虑它的位庆置。入口的杜尺寸是做560m志m×760鬼mm图,带有最小收净空踩760mm昆。当规划屋谅顶形状时,省设计师必须余知道阁楼进席风口实际的氏位置,满足通规范和美学蕉要求。应该称把通风入口便放在容易嘉势到达,但是易不破坏视觉奉的地方。避腔免把通风入终口放在车库朱这样的地方会;高含水的丝地方,例如验浴室和洗衣伶房;或年轻衫小孩的卧室久。通常在大林厅放置通风毫入口,容易阶接哥煎近,而又不混是结构的汇白集点。贵五、核熄中国重钢建梦筑和轻钢建晋筑的定义错习误寇100咽多年来,钢阿结构建筑物书的材料是从卧铸铁逐步转楼向了铸钢、牵锻钢和热轧络钢材,再进恢一步向冷轧抗钢材方向发最展。幻国际上是根未据钢材的加巧工工艺(热夸轧和冷轧)原来定义重钢笨建筑结构和膀轻钢建筑结扇构的。慨1.等旷哥宪重钢结构凡国际上一般蜻认为:采用淘铸钢、锻钢模和热轧钢材始作为建筑结追构材料的建货筑物都属于松重型钢结构化体系(图峡4-1伯),与层高翁没有关系。图4-1盟胳热轧钢材(饼Hot-f锯ormed内Stee肠l东)是把钢材雨加热,再进相行轧制成型命。用热轧钢闹材建造建筑僻物,其结构秩特点和传统戴的梁柱建筑赏结构体系没猎有很大差别疲。爽2.泊屋愈爪轻钢结构并国际上一般惭认为:采用抵冷轧钢材作衡为建筑结构僚材料的建筑欲物都属于轻即型钢结构体爬系,也与层约高没有关系腐。姻冷轧钢材(鄙Cold-蒙Forme荣dSte万el址)是在室内灯环境温度下汪,也就是没斧有明显的热练成型加热要谣求,把从薄徒板、定尺长魄度的钢材卷归板或钢板上免剪下来的钢柜板压弯成型便,或通过滚晋轧来成型的辉钢材。彻轻规格钢(对Light量Gaug昂eSte交el胀)这一名称南继承了轻木虹骨架结构(腾Light逐Wood存Fram炎e显)的说法。否轻规格钢采武用的钢材是峰冷轧钢材(速Cold-喇forme慢dSte哭el例)(图搞4-2睛)。狂良轻钢建筑力向学特性与结乡构特点和传兼统的梁柱建抹筑结构体系篮有很大差别悬。图4-2架3.膨诞披跟中国重钢建提筑与轻钢建汉筑的定义错正误吵从严格意义不上来讲,中委国现阶段很肤少有国际上秩普遍认为的显真正意义上堆的轻钢结构恼建筑物。吗中国建筑界躬是根据建筑航物的层高来祥定义重钢建夏筑结构和轻逮钢建筑结构婚的:三层或饺三层以上的掩钢结构建筑正物为重钢建费筑;三层以盗下的钢结构灾建筑物为轻菊钢建筑。蔬实际上国际枝上现在已经罪开始采用冷鬼轧钢材来建顶造多层建筑娱(钢材厚度离最多也就道3~4mm趴),层高已丑达耗9笼层(图购4-3即),按照中泪国建筑界的摩定义,它应井当属于重钢垮建筑,你相匪信吗?图4-3膏国内三层以虎下的钢结构寇建筑大多数竟是采用热轧扣或焊接亿H辱型钢来建造念的,按照国纪际惯例,这清当然不属于驾轻钢建筑。脖严格来说,暴它应该称之去为:原“采用重钢止结构建造的圣低层建筑”鱼。凡轻规格钢结窜构就是冷轧寻钢结构这一姨不容置疑的能现实在中国范建筑界遭到崖了普遍的怀针疑,很多专毒家、学者和割企业都一直化都想把低层束重钢建筑结龙构纳入“轻绢型钢结构建猜筑体系”之篮内,并且还锯试图从设计脸与计算理论躺方面去给它话定义。侍这就搞得真要正的轻钢建璃筑没有办法沈,为防止鱼绒目混珠,只听好把真正的煌轻钢建筑起扫了一些非常妨奇怪的名字就,例如什么顾“超轻钢建国筑”、“薄累壁轻钢建筑天”、“冷轧绪轻钢建筑”床等等。嚷我经常在一衡些场合,把州轻钢建筑称护之为:谁“真正的轻惨钢建筑”;碗以区别于捏“采用重钢惧结构建造的矿低层建筑”慰。天六、岛孙征轻骨架建筑难的结构力学询特点与结构五设计思想球在传统的梁暂柱建筑结构特体系里,所但有建筑构件裤都是在独立贡的承担荷载乖。一旦一个荣构件出现问黎题,整个建吩筑体系就会厕出现多米诺吸骨牌效应,这都会一个跟悲着一个的倒枪下来。传统蕉的梁柱建筑佳结构体系是溜采用牛顿力爸学理论(迷F=ma刃)作为依据赛来计算构件悄力学性能的玩。届在轻骨架建览筑结构中,眉每个单独的留构件都是非悠常弱小,软径不拉肌的,句无法独立承较担荷载。但悔如果把它们纤组装到一起线,形成一面喉墙、一个楼毙层、或屋顶役系统,情况灿就大不相同方了。它们所疯能够承担的挪荷载数量之毁大是牛顿力喂学理论(脚F=ma棍)无法解释墨的。组轻骨架建筑辩的力学特点个主要表现有壳二个,即荷柱载共享和重欺复与复合作阁用。嗓荷载共享就淡是说系统里俯所有构件既唱有分工,也员有合作,同剃心协力地承按担荷载。即梁使某个构件锦失效——无瓣法承担它所旋应该承担的集那部分荷载泉,也没有关峡系,左邻右包舍都会搭上浪一把手,争兽抢着去分担孔失效构件留低下来的荷载碌,使整个建匙筑系统丝毫绸不受影响。拨要想达到荷欺载共享的目觉的,就必须冒采取重复与筑复合的建筑答结构。重复赤与复合结构韵就是把同样壤的构件一个演接一个(即榜重复)的排吐列起来(图合5-1辣),再用结触构覆盖物把追它们联成一搏体(即复合石)(图狭5-2报),形成一妹个“重复与木复合构件”欢时,其整体呢能力和刚度卸要大大大于芝单个构件的休能力和刚度腾的总和。图5-1图5-2汉所以轻骨架岸建筑的结构急设计思想就搬是一定要用彼结构覆盖物师把重复的构读件串成一体鸡,有可能的系话,还应该引把从屋顶到平地面的所有荡构件排列成舍一条直线,赶以便把屋顶而、楼层荷载患直接传递到稀基础上,而辞不是想像梁教柱建筑结构忠体系那样拐层弯磨角的把醒荷载传递到魄基础上。甜在设计轻骨扶架建筑时,别千万不要有促“独木立千桶斤”(在梁妹柱建筑体系御里普遍采用尸)的力学思环想,而要采卖用“团结就娱是力量”(缴即重复与复惧合作用)的掩力学思想来敞设计。绣传统的混凝食土砌块建筑零是燕子衔泥素垒窝式的施筒工(图愿5-3伤),建筑师英的工作就像因一个雕塑家盆在做雕塑艺赛术创作。所愤以土木建筑颗师一般不需贴要懂太多的洋建筑结构知哲识,只需要日把建筑形状块和色彩画出甲来,交给结倒构工程师就合算完活了。图5-3同至少一群中阔国的前卫艺导术家是这么秀认为的。尤烂其是雕塑家披更是这样认怀为,他们认揉为造房子和绪搞雕塑没有醒啥太大的区樱别,只不过册建筑物要比云他们的雕塑绑作品的体量迫稍微大一点五而已,在设绕计、施工方怒面并没有太街大差异,都知是布筋、支达模、灌浆、滥粉刷、涂色辣或贴面。键少数从事前食卫艺术的艺悦术家的手开排始痒了,因行而开始了建渡筑的新实验痕。膝吕澎,一个朽极具乌托邦娃精神的艺术荣批评家,将反12营位前卫艺术明家会聚在西咏夏王陵贺兰何山下造房子拘,这听上去懂似乎只是一陕个充满浪漫堡主义色彩的碌想法而已,判而这些艺术庸家在这之前序从未进行过狮建筑设计,加这个想法使织他们更加疯尊狂。拿出的币设计图超越着了建筑的边暮界。变唐途在“贺兰山重房”建筑群疮中,耿建翌溪的作品是将鄙日常经验中海熟悉的石膏洒模型的几何单体放大变成窑一座建筑的它外形;王广响义是将一个吩巨大的类似枕火车车厢大还铁盒摆在了姜戈壁滩;宋虫永平更是直育接将一个国典外著名建筑阵师的经典作泻品的外形和榜室内空间直床接颠倒,便冠形成了建筑树作品默……叉周春芽在提走到自己的设塘计时,更多骡的是把它当悠成一件作品李,可以永久内伫立
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