木制别墅结构计算书.docx

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木制别墅结构计算书

众安余姚金型二路北侧

B+C地块项目综合楼

结

构

计

算

书

设计：

_____________________

校对：

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审核：

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日期：

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第一部分结构计算总体介绍

一、项目基本情况

本工程位于浙江余姚金型二路北侧，为地上二层结构。

房屋由防震缝分为

五个区域，Ⅰ区及Ⅲ区为木结构；局部沙盘展区及八角休息室为钢结构；专用

变配电所为混凝土结构。

地上木结构部分总建筑面积865.0平米，最高的屋面

距室外地面高度为14.034m，主屋面至室外地面13.037m，房屋高度为10.933m。

二、本结构设计主要依据的规范（规程）

《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068—2001）

《建筑结构荷载规范》（2006版）（GB50009—2001）

《木结构设计规范》（2005版）（GB50005—2003）

《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）

《建筑抗震设计规范》（08版）（GB50011—2001）

《钢结构设计规范》（GB50017—2003）

《木结构设计手册》（第三版）

三、基本荷载

1、恒荷载

恒荷载按照建筑做法及实际材料计算。

2、活荷载

不上人屋面0.5kN/m2基本雪压0.3kN/m2

基本风压0.50kN/m2楼面2.0kN/m2

四、地震作用

该场地位于浙江余姚，场地设防烈度为6度，地面加速度0.05g，Ⅲ类场地，特征周期0.45s，地面粗糙度B类。

五、材料

1、规格材：

有木材认证机构的质量认证记号，墙骨柱木材采用Ⅴ级及以上级,窗过梁及屋面搁栅木材达到Ⅲc及以上。

材料名称

解释

含水率

SPF

进口云杉、松、冷杉结构材统称，强度等级TC11

≤18

CCA

SPF经防腐处理后的木材，强度等级TC11

≤18

LVL

胶合高强工程木

≤18

OSB

木基结构板材

≤18

2、螺栓：

4.8级/8.8级普通螺栓；锚栓：

材料为Q235。

3、SPF材料力学性能：

抗弯强度设计值fm=9.4MPa；顺纹抗压及承压强度设计值为fc=12MPa；顺纹抗拉强度设计值ft=4.8MPa；顺纹抗剪强度设计值fv=1.4MPa；弹性模量E=9700MPa。

4、LVL材料力学性能：

抗弯强度设计值fm=36.5MPa；顺纹抗压及承压强度设计值为fc=33.6MPa；顺纹抗拉强度设计值ft=4.8MPa；顺纹抗剪强度设计值fv=3.65MPa；弹性模量E=14000MPa。

六、计算方式

木结构部分按照木结构设计的基本概念手算,楼面桁架和屋面桁架采用MITEK软件辅助设计。

本计算书仅对典型构件进行设计验算。

第二部分木结构部分计算

一．项目资料

本工程平立面图纸如下

该建筑的外墙和部分内墙的墙面板采用剪力板加石膏板的组合墙面，局部采用双层剪力板,其余墙体的墙面板均采用石膏板墙面。

表1.1.1列出了该建筑使用的材料及自重。

名称

自重

石板瓦

油毡防水层

11.9mmOSB板

15.1mmOSB板

屋架间距610mm

15mm石膏天花板

保温棉

楼面搁栅

38x140间距406@墙骨柱

12mm石膏板

9.5mm石膏板

0.96KN/m2

0.050KN/m2

0.075KN/m2

0.09KN/m2

0.15KN/m2

0.15KN/m2

0.075KN/m2

0.5KN/m2

0.070KN/m2

0.125KN/m2

0.09KN/m2

二、荷载计算

Ⅰ区进行设计

1．永久荷载

（1）屋盖荷载标准值

石板瓦0.96KN/m2

防水卷才0.05KN/m2

11.9mmOSB板0.075KN/m2

38*38木龙骨0.012KN/m2

屋架间距@6100.15KN/m2

10厚松木企口板檐口吊顶0.05KN/m2

屋盖保温棉0.075KN/m2

其他0.03KN/m2

总计：

1.4KN/m2

（2）楼面荷载标准值（室内部分）

装修层0.20KN/m2

40mm厚找平层0.80KN/m2

铁丝网0.075KN/m2

15.1mm楼面板0.09KN/m2

平行弦桁架0.5KN/m2

15mm石膏天花板0.15KN/m2

吊顶及管道0.5KN/m2

其他0.03KN/m2

总计：

2.35KN/m2

（3）外墙荷载标准值

砂岩板0.50KN/m2

砂浆层0.40KN/m2

9.5mmOSB板0.15KN/m2

15mm石膏板0.15KN/m2

38mmx140mm间距406mm墙骨柱0.070KN/m2

外墙铁丝网0.075KN/m2

墙体保温棉0.050KN/m2

其他0.030KN/m2

总计：

1.43KN/m2

（4）内墙荷载标准值

15mm石膏板（双层）0.30KN/m2

38mmx89mm间距@406mm墙骨柱0.06KN/m2

墙体保温棉0.050KN/m2

其他0.030KN/m2

总计：

0.44KN/m2

可变荷载

（1）雪荷载标准值：

sk=μrs0=1.0x0.30=0.3KN/m2

（2）屋面活荷载标准值：

不上人屋面，活荷载为0.5KN/m2

（3）楼面活荷载标准值：

楼面活荷载为2.0KN/m2

（4）风荷载标准值为：

ωk=βzμsμzω0

式中βz———风振系数，取1.0；

μs———风荷载体形系数，按荷载规范表7.3.1取用；

μz———风压高度变化系数，B类地面粗糙度，离地面10.933米处，取1.03；

ω0———基本风压，为0.50KN/m2；

ωk=βzμsμzω0=1.0xμsx1.03x0.50

=0.515μs（kpa）

1）屋盖水平风荷载

横向：

F2-H=[（0.41+0.26）x（4.2/2+0.575）+（0.26-0.07）xsin26.57°x3.06]

X20.2=41.4KN

纵向：

F2-Z=（0.41+0.26）x[（4.2/2+0.575）+3.06/2]x12.24=34.48KN

2）屋盖竖向风荷载

F2-up=（0.07x7.62+0.26x6.12）xcos26.57°x20.2=38.4KN

3）楼盖水平向风荷载

横向：

F1-H=（0.41+0.26）x（4.2/2+4.35/2）x20.2=57.8KN

纵向：

F1-Z=（0.41+0.26）x（4.2/2+4.35/2）x12.24=35.06KN

4）地震作用

Fi=GiHi/∑GjHj[FEK（1-δn）]=GiHi/∑GjHjα1Geq（1-δn）

式中α1———水平地震影响系数；

α1=（Tg/T）rη2αmax其中Tg=0.45，η2=1.0

T=0.05H0.75=0.05x10.9330.75=0.30（见GB50005-2003第9.2.2条）

0.1

δn－顶部附加地震作用系数，δn＝0.0

Geq－结构等效总重力荷载。

屋盖自重：

Groof=1.4x406.6=569.24KN

楼面自重：

Gfloor=2.35x379.8=892.53KN

二层楼层墙体自重：

G2=（1.43x99+0.44x98.4）x4.2=776.44KN

一层楼层墙体自重：

G1=（1.43x98.9+0.44x91.81）x3.9=709.11KN

屋盖质点自重：

G2-eq=Groof+0.5*Aroof*0.3+0.5*G2

=569.24+0.5*406.6*0.3+0.5*776.44=1018.45KN

楼盖质点自重：

G1-eq=Gfloor+0.5*Afloor*2.0+0.5*（G2+G1）

=892.53+0.5*379.8*2.0+0.5*（776.44+709.11）=1825.21KN

结构等效总重力荷载：

Geq=0.85*（G1-eq+G2-eq）

=0.85*（1018.45+1825.21）=2417.11KN

Fek=0.04*2417.11=96.68KN

F2-eq=1018.45*10.655*96.68/（1018.45*10.655+1825.21*3.9）=58.38KN

F1-eq=1825.21*3.9*96.68/（301.31*7.767+1042.42*3.9）=37.3KN

由此可见，对于Ⅰ区屋盖水平荷载，本结构横向纵向均由地震控制，对于楼盖水平荷载，本结构横向由风荷载控制，纵向由地震控制。

Ⅲ区进行设计

风荷载及地震作用计算如下，其他参数同Ⅰ区

（5）风荷载标准值为：

ωk=βzμsμzω0

式中βz———风振系数，取1.0；

μs———风荷载体形系数，按荷载规范表7.3.1取用；

μz———风压高度变化系数，B类地面粗糙度，离地面9.755米处，取1.0；

ω0———基本风压，为0.50KN/m2；

ωk=βzμsμzω0=1.0xμsx1.0x0.50

=0.50μs（kpa）

1）屋盖水平风荷载

横向：

F2-H=[（0.4+0.25）x（3.5/2+0.575）+（0.25-0.07）xsin26.57°x3.26]

X31.82=56.4KN

纵向：

F2-Z=（0.4+0.25）x[（3.5/2+0.575）+3.26/2]x16.345=42.02KN

2）屋盖竖向风荷载

F2-up=（0.07x8.32+0.25x8.025）xcos26.57°x31.82=73.67KN

3）楼盖水平向风荷载

横向：

F1-H=（0.4+0.25）x（3.5/2+4.35/2）x31.82=81.18KN

纵向：

F1-Z=（0.4+0.25）x（3.5/2+4.35/2）x16.345=41.7KN

4）地震作用

Fi=GiHi/∑GjHj[FEK（1-δn）]=GiHi/∑GjHjα1Geq（1-δn）

式中α1———水平地震影响系数；

α1=（Tg/T）rη2αmax其中Tg=0.45，η2=1.0

T=0.05H0.75=0.05x10.9330.75=0.30（见GB50005-2003第9.2.2条）

0.1

δn－顶部附加地震作用系数，δn＝0.0

Geq－结构等效总重力荷载。

屋盖自重：

Groof=1.4x450.3=630.42KN

楼面自重：

Gfloor=2.35x467.08=1097.64KN

二层楼层墙体自重：

G2=（1.43x111.2+0.44x90.1）x3.5=695.31KN

一层楼层墙体自重：

G1=（1.43x103.2+0.44x151.28）x3.9=835.14KN

屋盖质点自重：

G2-eq=Groof+0.5*Aroof*0.3+0.5*G2

=630.42+0.5*450.3*0.3+0.5*659.31=1045.62KN

楼盖质点自重：

G1-eq=Gfloor+0.5*Afloor*2.0+0.5*（G2+G1）

=1097.64+0.5*467.08*2.0+0.5*（695.31+835.14）=2