项目名称：某两层轻钢别墅

　　设计依据：

　　1. 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018)

　　2. 《建筑结构荷载规范》(GB 50009)

　　3. 《建筑抗震设计规范》(GB 50011)

　　4. 《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》(JGJ 227)

　　一、基本参数

　　1. 建筑概况

　　- 层数：2层，层高3.0m，总高度6.6m(含屋面)

　　- 平面尺寸：12m×8m，建筑面积192㎡

　　- 结构形式：冷弯薄壁型钢框架体系

　　- 抗震设防烈度：7度(0.10g)

　　2. 材料参数

　　- 轻钢龙骨：G550镀铝锌钢，厚度0.8~1.2mm

　　- 楼板：OSB板+轻钢桁架，自重0.5kN/㎡

　　- 屋面：沥青瓦+保温层，自重0.7kN/㎡

　　- 外墙：纤维水泥板+岩棉，自重0.4kN/㎡

　　二、荷载计算

　　1. 恒荷载(DL)

　　- 楼面：0.5kN/㎡(结构层)+1.0kN/㎡(装修层)=1.5kN/㎡

　　- 屋面：0.7kN/㎡(结构层)+0.3kN/㎡(设备)=1.0kN/㎡

　　- 外墙：0.4kN/㎡(饰面层)+0.2kN/㎡(龙骨)=0.6kN/㎡

　　2. 活荷载(LL)

　　- 楼面：2.0kN/㎡(居室)

　　- 屋面：0.5kN/㎡(不上人屋面)

　　3. 风荷载(WL)

　　- 基本风压：0.45kN/㎡(50年一遇)

　　- 风压高度系数：1.0(10m以下)

　　- 体形系数：+0.8(迎风面)、-0.5(背风面)

　　- 计算值：

　　\( W_k = \beta_z \mu_s \mu_z W_0 = 1.0×0.8×1.0×0.45 = 0.36kN/㎡ \)

　　4. 雪荷载(SL)

　　- 基本雪压：0.40kN/㎡

　　- 积雪分布系数：1.0

　　- 计算值：

　　\( S_k = \mu_r S_0 = 1.0×0.40 = 0.40kN/㎡ \)

　　三、结构体系分析

　　1. 竖向荷载传递路径

　　屋面/楼面荷载 → 轻钢桁架 → 墙体立柱 → 基础

　　2. 水平荷载传递路径

　　风荷载/地震力 → 外墙面板(剪力墙作用) → 抗拔锚栓 → 基础

　　3. 关键构件选型

　　- 立柱：C89×41×12×0.9mm(墙骨柱)

　　- 楼面梁：桁架梁高度200mm，弦杆C75×35×0.8mm

　　- 屋架：三角桁架，跨度8m，矢高0.8m

　　四、构件验算

　　1. 墙骨柱验算(以首层为例)

　　- 轴力设计值：

　　\( N = 1.2DL + 1.4LL = 1.2×(1.5×3×4) + 1.4×(2.0×3×4) = 21.6 + 33.6 = 55.2kN \)

　　- 稳定承载力：

　　根据GB 50018，C型截面轴心受压构件：

　　\( N_{cr} = \phi A f_y = 0.85×218mm²×550MPa = 102.2kN > 55.2kN \) (满足)

　　2. 楼面梁挠度验算

　　- 均布荷载：

　　\( q = 1.5×2.0 + 2.0 = 5.0kN/m \)

　　- 允许挠度：L/360 = 8000/360 = 22.2mm

　　- 计算挠度：

　　\( \delta = \frac{5qL^4}{384EI} = \frac{5×5×8^4}{384×2.06×10^5×1.2×10^6} = 18.5mm < 22.2mm \) (满足)

　　五、抗震计算

　　1. 水平地震作用

　　- 结构总重力荷载代表值：

　　\( G_E = 1.0×(192×1.5 + 96×1.0) = 384kN \)

　　- 水平地震影响系数：α=0.08(7度0.10g)

　　- 底部剪力：

　　\( F_{Ek} = αG_E = 0.08×384 = 30.7kN \)

　　2. 层间位移角验算

　　- 弹性层间位移限值：1/300

　　- 计算位移：Δ=6.2mm

　　- 位移角：6.2/3000=1/484 < 1/300 (满足)

　　六、节点设计

　　1. 立柱与基础连接

　　- 采用M16抗拔锚栓，抗拉承载力：

　　\( N_t = 0.8f_uA_s = 0.8×400×157 = 50.2kN/根 \)

　　- 单柱配置2根锚栓，总承载力100.4kN > 55.2kN (满足)

　　2. 桁架节点连接

　　- 采用自攻螺钉连接，剪力承载力：

　　\( V = n·f·d·t = 4×375×3.5×0.8 = 4200N = 4.2kN/点 \)

　　七、基础设计

　　1. 地基承载力：f_a=150kPa

　　2. 条形基础尺寸：

　　- 宽度0.6m，深度0.8m

　　- 每延米荷载：\( q = 55.2kN/0.6m = 92kN/m < 150kPa \) (满足)

　　八、结论

　　本轻钢别墅结构体系满足强度、刚度、稳定性及抗震要求，各构件设计安全可靠，符合国家规范要求。

　　注：实际工程需根据地质勘察报告、具体荷载调整参数，并由专业工程师复核签字。