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1 设计依据

 

1.1 自然条件

 

本设计拟建在福建省莆田地区。 莆田地区地处福建沿海中部， 位于东经118°27' - 118°56'，北纬 25°11' -25°43'之间，历年平均日照时数 1935.5 小时。境内地形以丘陵为主，海拔低于 500 m ，地下土质大多是软泥。莆田地区为亚热带海洋性季风气候，年平均降水量为 1300 - 2300 mm ，年平均气温 20.2℃，年平均风速 2.6 m/s，风向多为北风和东北风。

1.2 设计概况

 

结构体系 梁柱式

安全等级 二级

场地类别 Ⅱ类

地基基础设计等级 乙级

地面粗糙度 B 类

抗震设防类别 丙类

地震设防烈度 8 度（第三组）

地震加速度 0.2 g

特征周期 0.45 s

基本风压 0.7 kN/m ²（50 年）

 

1.3 规范规程

 

设计依据为：

 

《木结构设计规范》 GB50005 -2003

 

《建筑结构荷载规范》 GB50009 -2012

 

《建筑抗震设计规范》 GB50011 -2010

 

《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223 -2008

 

《工程结构可靠度设计统一标准》 GB 50153-2008

 

《建筑结构设计术语和符号标准》 GB/T50083-97

 

《工程结构设计基本术语和通用符号》 GBJ132-90

 

 

1.4 结构计算软件

 

本设计采用美国 CSI 公司的建筑结构设计软件SAP2000，分别在十种工况组合下进行结构模拟与计算。（具体工况详见《抗震设计说明书》）

2 建筑设计详情

 

建筑物长 12.14m，宽 9.14 m ，高 9.12 m ，总建筑面积为 220 m 2。

 

拟设本房屋住户为五口之家——一对夫妻、一个孩子和一对老人，根据人口数量与房间使用需求，将住宅设计为四室两厅三卫户型。一层层高 2.73m ，设有老人房、客房、客厅餐厅、厨房、洗衣房、卫生间与杂物间，建筑面积为 110 m 2；二层层高 2.73m ，设有主卧儿童房、书房、工作间、娱乐间、衣帽间、主卫和次卫，建筑面积为 110 m 2；屋架高度2.67 m ，不上人。为便于老人日常活动，将老人房置于一层西南角；儿童房出于采光与安全考虑， 置于二层西南角，不设阳台；主卧置于东南角，并设有主卫、衣帽间与阳台。

本设计空间划分合理，功能使用方便，动线设计流畅，符合住户需求。平面图、立面图以及效果图如图 2.1-2.3所示。

 

比例 1: 100

 

12140

130 2880 120 2880 120 2880 120 2880 130

 

3 结构设计详情

 

本设计采用梁柱式木结构建筑体系，该体系依靠梁、柱以及斜撑承受纵向及横向荷载。

 

3.1 基础设计

 

莆田地区地下土质大多是软泥，发生地震时易发生土壤液化现象。因此先挖孔桩，安放钢筋笼，浇灌混凝土形成桩基，桩基约 1 m 深；之后在桩基上浇灌钢筋混凝土形成条形基础，条形基础宽 105 mm ，高 450 mm 。并在条形基础上预埋地脚螺栓。

3.2 连接方式

 

本设计的结构连接部位借鉴日本现代梁柱体系中的钢制连接件连接方式——SE 构法

 

（Safety Engineering）。该构法是将最底部的水平地梁构件与地基及柱，通过地脚螺栓进行紧固连接；木结构承重框架的梁与柱之间，使用钢制连接件固定。用此构法连接形成的梁柱式木结构框架，具有稳定的力学性能和较高的结构强度。

3.3 构件设计

 

参见《抗震设计说明书》。

 

4 材料选取

 

4.1 结构用材

 

本设计选用日本柳杉及花旗松规格材作为结构用材。各材料的弹性模量、抗弯强度、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、尺寸参数如表 4.1-4.3 所示。

 

表 4.1 结构用材尺寸规格

 

名称 材料 尺寸(mm)

地梁 日本柳杉规格材 105*105

柱 日本柳杉规格材 105*105

梁 花旗松规格材 105*270

次梁 花旗松规格材 105*180

斜撑 花旗松规格材 105*45

檩条 花旗松规格材 105*45

椽条 花旗松规格材 105*45

 

覆面板 OSB 1220*2440*12

纸面石膏板 1220*2440*9.5

 

 

名称

密度(g/cm 2)

含水率(%) 弹性模量

(MPa)

 

阻尼比

 

泊松比 抗弯强度

(MPa) 顺纹抗压

(MPa) 顺纹抗拉

(MPa)

花旗松

 

规格材

0.54

12

10000

0.05

0.3

28.2

22.2

17.7

柳杉规

 

格材

0.38

12

7330

0.05

0.4

22.2

17.7

13.5

 

名称 泊松比 弹性模量(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

 

本设计所涉及到建筑用材的各项参数如表 4.4所示。

表 4.4 建筑用材属性

 

部件 材料 尺寸(mm)

 

墙体 纸面石膏板 1220*2440*9.5

OSB 1220*2440*12

玻璃棉 105(厚)

呼吸纸

 

隔条 20*100

外墙石材 10(厚)

 

楼板 玻璃棉 105(厚)

OSB 1220*2440*12

强化实木复合地板 12(厚)

 

天花板 OSB 1220*2440*12

纸面石膏板 1220*2440*9.5

 

屋面 OSB 1220*2440*12

防水层 10(厚)

太阳能电池板

屋面瓦

泛水板

落水管

4.3 连接件

 

本设计使用的连接件如下图 4.1所示。

 

《碳素钢结构》GB700 具有抗拉强度、伸长率、屈服点和硫、磷含量的合格保证，镀锌层重量

不低于 275 g/m2

 

螺栓

Q235 等级 D 的碳素结构钢 《六角头螺栓—A 和 B 级》GB5782 及《六角头

螺栓—C 级》GB5780 具有抗拉强度、伸长率、屈服点和硫、磷含

量的合格保证