木制别墅结构计算书
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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:_____________________审核:_____________________日期:_____________________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0.5 kN/m2基本雪压0.3kN/m2基本风压0.50kN/m2 楼面 2.0 kN/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。
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f m=9.4MPa;顺纹抗压及承压强度设计值为f c=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。
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/m211.9mmOSB板0.075KN/m238*38木龙骨0.012 KN/m2屋架间距@610 0.15KN/m210厚松木企口板檐口吊顶0.05KN/m2屋盖保温棉0.075KN/m2其他0.03 KN/m2总计: 1.4KN/m2 (2)楼面荷载标准值(室内部分)装修层0.20 KN/m240mm厚找平层0.80KN/m2铁丝网0.075 KN/m215.1mm楼面板0.09 KN/m2平行弦桁架0.5KN/m215mm石膏天花板0.15 KN/m2吊顶及管道0.5 KN/m2其他0.03 KN/m2总计: 2.35KN/m2 (3)外墙荷载标准值砂岩板0.50KN/m2砂浆层0.4 0KN/m29.5mmOSB板0.15KN/m215mm石膏板0.15 KN/m238mmx140mm间距406mm墙骨柱0.070 KN/m2外墙铁丝网0.075 KN/m2墙体保温棉0.050 KN/m2其他0.030 KN/m2总计: 1.43KN/m2 (4)内墙荷载标准值15mm石膏板(双层) 0.30 KN/m238mmx89mm间距@406mm墙骨柱0.06 KN/m2墙体保温棉0.050 KN/m2其他0.030 KN/m2总计:0.44KN/m2 可变荷载(1)雪荷载标准值:s k=μr s0=1.0x0.30=0.3 KN/m2(2)屋面活荷载标准值:不上人屋面,活荷载为0.5 KN/m2(3)楼面活荷载标准值:楼面活荷载为2.0 KN/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=1.0xμs x1.03x0.50=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=34.48KN2)屋盖竖向风荷载F2-up=(0.07x7.62+0.26x6.12)xcos26.57°x20.2=38.4KN3)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=35.06KN4)地震作用F i=G iH i/∑G j H j [F EK(1-δn)]= G i H i/∑G j H jα1G eq(1-δn)式中α1———水平地震影响系数;α1=(T g/T)rη2αmax其中T g =0.45,η2=1.0T=0.05H0.75=0.05x10.9330.75=0.30(见GB50005-2003第9.2.2条)0.1<T<Tg=0.45,所以α1=0.04δn-顶部附加地震作用系数,δn=0.0G eq-结构等效总重力荷载。
屋盖自重:G roof=1.4x406.6=569.24KN楼面自重:G floor=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 = G roof +0.5* A roof *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 = G floor +0.5* A floor *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:G eq =0.85* (G1-eq+ G2-eq)=0.85*(1018.45+1825.21)=2417.11KNF ek=0.04*2417.11=96.68KNF2-eq =1018.45*10.655*96.68/(1018.45*10.655+1825.21*3.9)=58.38KNF1-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=1.0xμs x1.0x0.50=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=73.67KN3)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=41.7KN4)地震作用F i=G iH i/∑G j H j [F EK(1-δn)]= G i H i/∑G j H jα1G eq(1-δn)式中α1———水平地震影响系数;α1=(T g/T)rη2αmax其中T g =0.45,η2=1.0T=0.05H0.75=0.05x10.9330.75=0.30(见GB50005-2003第9.2.2条)0.1<T<Tg=0.45,所以α1=0.04δn-顶部附加地震作用系数,δn=0.0G eq-结构等效总重力荷载。
屋盖自重:G roof=1.4x450.3=630.42KN楼面自重:G floor=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 = G roof +0.5* A roof *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 = G floor +0.5* A floor *2.0+0.5* (G2+ G1)=1097.64+0.5*467.08*2.0+0.5*(695.31+835.14)=2329.95KN结构等效总重力荷载:G eq =0.85* (G1-eq+ G2-eq)=0.85*(1045.62.+2329.95)=2869.23KNF ek=0.04*2869.23=114.77KNF2-eq =1045.62*9.755*114.77/(1045.62*9.755+2329.95*3.9)=60.7KNF1-eq =2329.95*3.9*114.77/(1045.62*9.755+2329.95*3.9)=54.07KN由此可见,对于Ⅲ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。