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1 設計依據(jù)

 

1.1 自然條件

 

本設計擬建在福建省莆田地區(qū)。 莆田地區(qū)地處福建沿海中部， 位于東經(jīng)118°27' - 118°56'，北緯 25°11' -25°43'之間，歷年平均日照時數(shù) 1935.5 小時。境內(nèi)地形以丘陵為主，海拔低于 500 m ，地下土質(zhì)大多是軟泥。莆田地區(qū)為亞熱帶海洋性季風氣候，年平均降水量為 1300 - 2300 mm ，年平均氣溫 20.2℃，年平均風速 2.6 m/s，風向多為北風和東北風。

1.2 設計概況

 

結(jié)構(gòu)體系 梁柱式

安全等級 二級

場地類別 Ⅱ類

地基基礎設計等級 乙級

地面粗糙度 B 類

抗震設防類別 丙類

地震設防烈度 8 度（第三組）

地震加速度 0.2 g

特征周期 0.45 s

基本風壓 0.7 kN/m ²（50 年）

 

1.3 規(guī)范規(guī)程

 

設計依據(jù)為：

 

《木結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》 GB50005 -2003

 

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB50009 -2012

 

《建筑抗震設計規(guī)范》 GB50011 -2010

 

《建筑工程抗震設防分類標準》 GB50223 -2008

 

《工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》 GB 50153-2008

 

《建筑結(jié)構(gòu)設計術語和符號標準》 GB/T50083-97

 

《工程結(jié)構(gòu)設計基本術語和通用符號》 GBJ132-90

 

 

1.4 結(jié)構(gòu)計算軟件

 

本設計采用美國 CSI 公司的建筑結(jié)構(gòu)設計軟件SAP2000，分別在十種工況組合下進行結(jié)構(gòu)模擬與計算。（具體工況詳見《抗震設計說明書》）

2 建筑設計詳情

 

建筑物長 12.14m，寬 9.14 m ，高 9.12 m ，總建筑面積為 220 m 2。

 

擬設本房屋住戶為五口之家——一對夫妻、一個孩子和一對老人，根據(jù)人口數(shù)量與房間使用需求，將住宅設計為四室兩廳三衛(wèi)戶型。一層層高 2.73m ，設有老人房、客房、客廳餐廳、廚房、洗衣房、衛(wèi)生間與雜物間，建筑面積為 110 m 2；二層層高 2.73m ，設有主臥兒童房、書房、工作間、娛樂間、衣帽間、主衛(wèi)和次衛(wèi)，建筑面積為 110 m 2；屋架高度2.67 m ，不上人。為便于老人日常活動，將老人房置于一層西南角；兒童房出于采光與安全考慮， 置于二層西南角，不設陽臺；主臥置于東南角，并設有主衛(wèi)、衣帽間與陽臺。

本設計空間劃分合理，功能使用方便，動線設計流暢，符合住戶需求。平面圖、立面圖以及效果圖如圖 2.1-2.3所示。

 

比例 1: 100

 

12140

130 2880 120 2880 120 2880 120 2880 130

 

3 結(jié)構(gòu)設計詳情

 

本設計采用梁柱式木結(jié)構(gòu)建筑體系，該體系依靠梁、柱以及斜撐承受縱向及橫向荷載。

 

3.1 基礎設計

 

莆田地區(qū)地下土質(zhì)大多是軟泥，發(fā)生地震時易發(fā)生土壤液化現(xiàn)象。因此先挖孔樁，安放鋼筋籠，澆灌混凝土形成樁基，樁基約 1 m 深；之后在樁基上澆灌鋼筋混凝土形成條形基礎，條形基礎寬 105 mm ，高 450 mm 。并在條形基礎上預埋地腳螺栓。

3.2 連接方式

 

本設計的結(jié)構(gòu)連接部位借鑒日本現(xiàn)代梁柱體系中的鋼制連接件連接方式——SE 構(gòu)法

 

（Safety Engineering）。該構(gòu)法是將最底部的水平地梁構(gòu)件與地基及柱，通過地腳螺栓進行緊固連接；木結(jié)構(gòu)承重框架的梁與柱之間，使用鋼制連接件固定。用此構(gòu)法連接形成的梁柱式木結(jié)構(gòu)框架，具有穩(wěn)定的力學性能和較高的結(jié)構(gòu)強度。

3.3 構(gòu)件設計

 

參見《抗震設計說明書》。

 

4 材料選取

 

4.1 結(jié)構(gòu)用材

 

本設計選用日本柳杉及花旗松規(guī)格材作為結(jié)構(gòu)用材。各材料的彈性模量、抗彎強度、順紋抗拉強度、順紋抗壓強度、尺寸參數(shù)如表 4.1-4.3 所示。

 

表 4.1 結(jié)構(gòu)用材尺寸規(guī)格

 

名稱 材料 尺寸(mm)

地梁 日本柳杉規(guī)格材 105*105

柱 日本柳杉規(guī)格材 105*105

梁 花旗松規(guī)格材 105*270

次梁 花旗松規(guī)格材 105*180

斜撐 花旗松規(guī)格材 105*45

檁條 花旗松規(guī)格材 105*45

椽條 花旗松規(guī)格材 105*45

 

覆面板 OSB 1220*2440*12

紙面石膏板 1220*2440*9.5

 

 

名稱

密度(g/cm 2)

含水率(%) 彈性模量

(MPa)

 

阻尼比

 

泊松比 抗彎強度

(MPa) 順紋抗壓

(MPa) 順紋抗拉

(MPa)

花旗松

 

規(guī)格材

0.54

12

10000

0.05

0.3

28.2

22.2

17.7

柳杉規(guī)

 

格材

0.38

12

7330

0.05

0.4

22.2

17.7

13.5

 

名稱 泊松比 彈性模量(MPa) 密度(g/cm³)

OSB 0.25 1125 0.5

石膏板 0.24 3500 1.2

 

4.2 建筑用材

 

本設計所涉及到建筑用材的各項參數(shù)如表 4.4所示。

表 4.4 建筑用材屬性

 

部件 材料 尺寸(mm)

 

墻體 紙面石膏板 1220*2440*9.5

OSB 1220*2440*12

玻璃棉 105(厚)

呼吸紙

 

隔條 20*100

外墻石材 10(厚)

 

樓板 玻璃棉 105(厚)

OSB 1220*2440*12

強化實木復合地板 12(厚)

 

天花板 OSB 1220*2440*12

紙面石膏板 1220*2440*9.5

 

屋面 OSB 1220*2440*12

防水層 10(厚)

太陽能電池板

屋面瓦

泛水板

落水管

4.3 連接件

 

本設計使用的連接件如下圖 4.1所示。

 

《碳素鋼結(jié)構(gòu)》GB700 具有抗拉強度、伸長率、屈服點和硫、磷含量的合格保證，鍍鋅層重量

不低于 275 g/m2

 

螺栓

Q235 等級 D 的碳素結(jié)構(gòu)鋼 《六角頭螺栓—A 和 B 級》GB5782 及《六角頭

螺栓—C 級》GB5780 具有抗拉強度、伸長率、屈服點和硫、磷含

量的合格保證