（2a）冷轧钢(CFS)住宅设计——选型法
前言
（2020年）
一、冷轧轻钢建筑设计相关标准简介
（一）建筑结构设计的母规或总规
建筑结构设计的母规或总规是《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068－2018，其设计方法是“极限状态三系数法”（ S=γGSGK+ψQγQSQK+ψwγwSwK）。这个标准是1949年之后，全国各行各业一边倒向前苏联学来的。在此之前，ZG结构设计方法是安全系数法(ASD)。
也就是说，从1949年开始，将近70年的时间，ZG建筑行业在技术标准、规范体系方面就一直是“阎锡山的铁路”，和国际建筑界脱轨。
现在，ZG是全球唯一一个釆用“极限状态三系数法”（ S=γGSGK+ψQγQSQK+ψwγwSwK）进行结构设计的国家。
《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068－2018基本是搞现浇混凝土建筑的人掌握了话语权。不但冷弯轻钢领域，即便是搞重钢的专家、学者，那怕是院士，在这份标准面前，也是一点话语权都没有。
“极限状态三系数法”（ S=γGSGK+ψQγQSQK+ψwγwSwK）是建筑结构设计的母规或总规（如来佛），任何建筑结构（现浇混凝土建筑、装配式混凝土建筑、钢结构建筑、轻钢建筑、轻木建筑，以及其它任何新型建筑都是它的臣子）都要服从于它（冷弯轻钢这个孙悟空本事再大，也始终跳不出如来佛的手掌）！！！
近些年，房子成了金融产品，“快”字为先！“当天出图”、“两天一层”才有粥喝，设计、施工质量每况愈下，全国工程事故频发（主要是混凝土建筑），如何才能有效提高安全度？最简单粗暴（既没有理论研究成果支撑，也没有科学试验结果支撑）的方法，就是提高荷载分项系数（即“极限状态三系数法”中的三个系数值），近日《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018发布，最引人注意的变化就是恒荷载分项系数由1.2调整到1.3！活荷载分项系数由1.4调整到1.5！
（二）冷弯构件截面特性设计方法
全球冷弯构件截面特性都是采用有效截面设计方法。但是由于“迭代方法”不一样（或者说“精度”不一样），其计算结果还是有很大差距的。我在《低层轻钢骨架住宅设计一一工程计算》（纸质版）和《低层轻钢骨架住宅设计一一工程计算II》（微信公众号版）这二本书中都有详细介绍。
（三）冷弯薄壁型钢结构设计规范
1、历史渊源
1957年以前，ZG还没有自己的冷弯型钢结构规范，只能借用美国的冷弯型钢结构规范（1946版），所以当时的钢结构设计方法采用的总安全系数的容许应力（ASD）设计方法。
在学习前苏联的社会主义建设高潮中，ZG全部建筑设计标准都完全套用前苏联的设计标准和技术规范。
1957~1974年采用的是“苏修”的“极限状态三系数法”。
S=γGSGK+ψQγQSQK+ψwγwSwK
ZG最早一本《冷弯薄壁型钢结构技术规范》是1969年编制的。由于政治原因，该规范要区别于“苏修”的“极限状态三系数法”和“美帝国主义”的“容许应力法”，标准编制人员力争把该标准编制成具有ZG特色的规范，所以该标准的设计表达式为“标准荷载、基本应力和区别对待的各种条件的调整系数”的设计方法，即“基本应力法”。
实际上，69版的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》只是起了一个具有ZG特色的名字，“基本应力法”内容还是以“苏修”的“极限状态三系数法”为主。
75版的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》只是对69版的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》作了部分修改，采用了基于单一安全系数考虑调整系数的容许应力法，与69版的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》所采用的“标准荷载、基本应力和区别对待的各种条件的调整系数”的设计方法没有本质上的变化。
87版的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》采用了以概率论为基础的极限状态设计方法，并以分项系数设计表达式进行计算。基础理论没有重大突破，设计方法也没有发生重大变化，只是根据工程实践总结和一些试验数据来调整一些系数。在物理概念上进一步与国际接轨，物理名称上的ZG特色少了很多，这主要是为了国际交流而被迫作出的让步。
2002版的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》只是在87版的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》基础上调整了一些参数和时限。标准中所涉及的一些物理名称更加接近国际标准，这就更加方便了国际交流。
由于《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB 50018-2002设计方法太过于简单和保守，因而该规范正在修订中。
（四）低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程
由于《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068－2018和《冷弯薄壁型钢结构设计规范》 GB 50018-2002都具有ZG建筑规范特色，在这二本规范的制约下，《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》JGJ227－2011能跳得出如来佛的掌心吗？当然不能。
《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》JGJ227-2011是根据《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068－2018（“极限状态三系数法”）和《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB 50018-2002来设计计算的，属于阎锡山的铁路，与国际冷轧轻规范不接轨。实际上，这本规程是设计不了轻钢建筑的，因为它没有具体的设计方法（公式、表格、软件小程序等）。
即便要强行“硬算”，其用钢量也会大得离谱。尤其是在《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018发布后，恒荷载分项系数由1.2调整到1.3！活荷载分项系数由1.4调整到1.5！。
就是因为它有设计方法，所以PKPM无法提供冷轧轻钢设计模块。
体制内轻钢领域的专家、学者也都知道这个现状。但是他们不能，也不敢捅破这层窗户纸。因为太得罪人了。而且，搞轻钢的人势单力薄，捅也捅不破，捅了只会自讨没趣，所以20多年来，体制内专家、学者都没有人去捅这件事。
二、国际通行的冷轧轻钢建筑设计标准
（一）历史渊源
1939年，由美国钢铁学会（AISI）出资，由康耐尔大学（Cornell University）的乔治·温特（George Winter）教授负责对薄壁冷轧钢材构件进行实验和设计理论研究。
1946年，第一本薄壁冷轧钢材构件的容许应力设计（ASD）规范问世。
1986年，美国钢铁学会（AISI）首次采用屈曲强度理论和允许应力设计（ASD）方法编制了《冷轧钢材结构构件设计规范》（AISI 1986）。
1996年，美国钢铁学会（AISI）首次采用荷载和抵抗系数设计（LRFD）方法编制了《冷轧钢材结构构件设计规范》（AISI 1996）。
2004年，美国钢铁学会（AISI）首次采用直接强度方法（DSM）编制了《冷轧钢材结构构件设计规范》（AISI 2004）。
1946~1996这60年是国际上薄壁冷轧钢材应用技术普及期，发达国家的《冷轧钢材结构构件设计规范》基本都是采用容许应力设计（ASD）方法。
1996年以后，是国际上薄壁冷轧钢材应用技术高速发展期，发达国家的《冷轧钢材结构构件设计规范》基本都是更换成荷载和抵抗系数设计（LRFD）方法。
1996年以后，是国际上薄壁冷轧钢材应用技术高速发展期，发达国家的《冷轧钢材结构构件设计规范》基本都是更换成荷载和抵抗系数设计（LRFD）方法。
但是几十年来，ZG的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》在设计理论和设计方法上却没有根本性的变化，都是在“极限状态三系数法”基础上做文章，与国际上通行的允许应力设计（ASD）方法，以及最近非常流行的荷载和抵抗系数设计（LRFD）方法严重脱节，根本就谈不上先进与落后。不但是钢结构规范，几乎所有建筑规范都成了阎锡山的铁路，都基本无法与国际先进建筑规范接轨。
目前北美（美国、加拿大、墨西哥）、欧盟、澳大利亚（包括新西兰）、日本等发达国家和地区，《冷轧钢材结构构件设计规范》基本都是采用允许应力设计（ASD）方法，、荷载和抵抗系数设计（LRFD）方法，以及直接强度方法（DSM）。