木制别墅结构计算书 The manuscript was revised on the evening of 2021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平米，最高的屋面距室外地面高度为，主屋面至室外地面，房屋高度为。
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 kN/m2基本雪压 m2基本风压 m2 楼面 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，Ⅲ类场地，特征周期，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：级/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=；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f t=；顺纹抗剪强度设计值f v=；弹性模量E=9700MPa。
4、LVL材料力学性能：抗弯强度设计值fm =；顺纹抗压及承压强度设计值为fc=；顺纹抗拉强度设计值f t=；顺纹抗剪强度设计值f v=；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 m2防水卷才 m2板 m238*38木龙骨 KN/m2屋架间距@610 m210厚松木企口板檐口吊顶 m2屋盖保温棉 m2其他 KN/m2总计： m2（2）楼面荷载标准值(室内部分)装修层 KN/m240mm厚找平层 m2铁丝网 KN/m2楼面板 KN/m2平行弦桁架 m215mm石膏天花板 KN/m2吊顶及管道 KN/m2其他 KN/m2总计： m2（3）外墙荷载标准值砂岩板 m2砂浆层 0KN/m2板 m215mm石膏板 KN/m238mmx140mm间距406mm墙骨柱 KN/m2外墙铁丝网 KN/m2墙体保温棉 KN/m2其他 KN/m2总计： m2（4）内墙荷载标准值15mm石膏板(双层) KN/m2墙体保温棉 KN/m2其他 KN/m2总计： m2可变荷载（1）雪荷载标准值：s k=μr s0= KN/m2（2）屋面活荷载标准值：不上人屋面，活荷载为 KN/m2（3）楼面活荷载标准值：楼面活荷载为 KN/m2（4）风荷载标准值为：ωk=βzμsμzω0式中βz ———风振系数，取；μs ———风荷载体形系数，按荷载规范表取用；μz ———风压高度变化系数，B类地面粗糙度，离地面米处，取；ω0———基本风压，为m2；ωk=βzμsμzω0=μ =μs (kpa)1)屋盖水平风荷载横向：F2-H=[（+）x2++纵向：F2-Z=（+）x[2++ 2]=2)屋盖竖向风荷载F2-up=楼盖水平向风荷载横向：F1-H=（+）x2+2)=纵向：F1-Z=（+）x2+2)=4)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 =，η2=T=见GB50005-2003第条)<T<Tg=,所以α1＝δn－顶部附加地震作用系数，δn＝G eq－结构等效总重力荷载。
屋盖自重：G roof=楼面自重：G floor=二层楼层墙体自重：G2 =+一层楼层墙体自重：G1 =屋盖质点自重：G2-eq = G roof +* A roof *+* G2=+**+*=楼盖质点自重：G1-eq = G floor +* A floor *+* (G2+ G1)=+**+*+=结构等效总重力荷载：G eq =* (G1-eq+ G2-eq)=*+=F ek=*=F2-eq =***+*=F1-eq =***+*=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；μs ———风荷载体形系数，按荷载规范表取用；μz ———风压高度变化系数，B类地面粗糙度，离地面米处，取；ω0———基本风压，为m2；ωk=βzμsμzω0=μ =μs (kpa)1)屋盖水平风荷载横向：F2-H=[（+）x2++纵向：F2-Z=（+）x[2++ 2]=2)屋盖竖向风荷载F2-up=楼盖水平向风荷载横向：F1-H=（+）x2+2)=纵向：F1-Z=（+）x2+2)=4)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 =，η2=T=见GB50005-2003第条)<T<Tg=,所以α1＝δn－顶部附加地震作用系数，δn＝G eq－结构等效总重力荷载。
屋盖自重：G roof=楼面自重：G floor=二层楼层墙体自重：G2 =一层楼层墙体自重：G1 =屋盖质点自重：G2-eq = G roof +* A roof *+* G2=+**+*=楼盖质点自重：G1-eq = G floor +* A floor *+* (G2+ G1)=+**+*+=结构等效总重力荷载：G eq =* (G1-eq+ G2-eq)=*.+=F ek=*=F2-eq =***+*=F1-eq =***+*=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。
由《木结构设计规范》GB50005-2003第条规定：本工程遵照其相应规定，轻型木结构抗侧力设计即可按构造要求进行：1)建筑物每层面积不超过600m2，层高不大于。
2)抗震设防烈度为6°和7°（）时，建筑物的高宽比不大于；抗震设防烈度为7°（）时和8°（）时，建筑的高宽比不大于时；建筑物高度指室外地面到建筑物屋顶二分之一高度处。
3)楼面活荷载标准值不大于m2，屋面活荷载标准值不大于m2，雪荷载按照国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的有关规定。
4）不同抗震设防烈度和风荷载时，剪力墙的最小长度符合表的规定。
5）剪力墙的设置符合下列规定：（1）单个墙段的高宽比不大于2：1；（2）由于该建筑抗震设防烈度为6度，故同一轴线上墙段的水平中心距不得大于；（3）相邻墙之间横向间距与纵向间距的比值不大于：1；大于：1时至少横向外墙的面板应采用两面木基结构板，其它所有外墙均采用木基结构板作为面板。
（4）墙端与离墙端最近的垂直方向的墙段边的垂直距离不大于；（5）一道墙中各墙段轴线错开距离不大于6）构件的净跨距不大于12m。
7）除专门设置的梁柱外，轻型木结构承重构件的水平中心距不大于600mm。
8）建筑物屋面坡度不小于1:2，也不大于1:1，纵墙上檐口悬挑长度不大于，山墙上檐口悬挑长度不大于。
三、结构构件设计对于轻型木结构，结构设计一般假定由规格材或工程木产品组成的木构架承受竖向荷载，由木基结构板材和木框架组成的楼、屋盖和剪力墙承受水平荷载。
1.屋面桁架设计现以沿B轴线剖面为例，对轻型木桁架屋架进行结构内力分析（用MITEK软件进行辅助设计）：屋面坡度为°，屋面桁架间距为406mm，采用SPF（云杉-松-冷杉）类规格材，材质等级Ⅲc。
上弦杆选用38mmx89mm规格材，下弦杆选用38mmx89mm规格材，腹杆选用38mmx89mm规格材。
上弦杆及跨中的腹杆上设有38mmx89mm侧向支撑，以保证侧向稳定性。
选取其中跨度最大的桁架进行验算，过程如下：2.屋面梁设计（选取受荷最大的梁进行验算）WL1两端均由墙体支撑，支座之间的中心距为6990mm，其计算简图及节点图见。
根据估算初步选定材料为3-45mmx457mmLVL梁。
计算参数为：W=bh2/6=135x4572/6=I= bh3/12=135x4573/12=屋面桁架在该梁上产生的均布荷载设计值为：*+* 2=m梁的自重设计值为 x7x3=m故梁承受的均布荷载设计值为：g+q=+=m图 WL1计算简图M=（g+q）L2/8 =（g+q）L/2=（1）弯曲强度验算M/Wn==mm2＜f m= N/mm2满足设计（2）剪切强度验算3V/2A=3**103/(2*135*457)=mm2＜f v=mm2 满足设计（3）变形验算屋面桁架在该梁上产生的均布荷载标准值为：+ 2=m梁的自重标准值为 x7x3=m故梁承受的均布荷载标准值为：g+q=+=m5qL4/ 384EI= 满足设计（4）支撑处局部受压验算局部受压面积：A c=140X135=18900mm2局部压应力f c=v f/ A c=54990/18900= N/mm2> N/mm2故此处的墙骨加密至5根3.屋盖设计屋盖结构单元由12mm的木基结构板材和屋架组成，面板边缘钉的间距为150mm。
假设所产生的侧向力均匀分布，则所作用在屋盖上横向的水平荷载设计值为ωf=。
根据建筑物平面图，屋盖的边界杆件位于8轴线、5轴线, 3轴线。
（1）屋盖抗剪承载力验算由《木结构设计规范》GB50005-2003附录P知：屋盖的设计抗剪承载力为：V=f d xB=f vd xk1xk2Xb其中f d－采用木基结构板材的楼盖，屋盖抗剪强度设计值，由规范表查f vd＝mK1－木基结构板材含水率调整系数，取k1=K2－骨架构件材料树种的调整系数，对于本工程采用的云杉－松－冷杉类，k2＝B－屋盖平行于荷载方向的有效宽度，取故由上述公式得：V=f d xB= 满足设计（2）屋盖边界杆件承载力验算屋盖边界杆件由二层外墙的双层顶梁板2－38mmx140mm SPFⅢc级进口云杉、松、冷杉结构材组成，强度等级TC11。