1輕型木結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)輕型木結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)案例分析案例分析 四川都江堰向峨小學(xué)宿舍樓四川都江堰向峨小學(xué)宿舍樓worse幾個(gè)關(guān)鍵問題：幾個(gè)關(guān)鍵問題：1.水平力的分配水平力的分配2.結(jié)構(gòu)不規(guī)則性結(jié)構(gòu)不規(guī)則性3.剪力墻抗側(cè)剛度計(jì)算剪力墻抗側(cè)剛度計(jì)算4.輕木結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)輕木結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年；建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)；地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)；地震作用地震作用：該項(xiàng)目場地位于都江堰市向峨鄉(xiāng)，根據(jù)GB18306-2001 中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖第1號(hào)修改單的要求，場地設(shè)防烈度為8度，地面加速0.20g，特征周期0.40s（二類場地第二組），乙類建筑；風(fēng)荷載風(fēng)荷載：四川省都江堰市50年基本風(fēng)壓0.3kN/m2；場區(qū)地面粗糙度類別為B類；雪荷載雪荷載：0.2 kN/m2豎向荷載豎向荷載：永久荷載，活荷載worse總平面worse教學(xué)綜合樓worse學(xué)生宿舍2一層平面一層平面二層、三層平面二層、三層平面結(jié)構(gòu)形式教學(xué)樓、宿舍樓采用輕型木結(jié)構(gòu)剪力墻體系；餐廳采用木框架結(jié)構(gòu)。建筑材料規(guī)格材：云杉-松-冷杉，Ic級(jí)；擱柵：工字型擱柵，平行弦桁架；木基結(jié)構(gòu)板：定向刨花板；混凝土：基礎(chǔ)：C25,上部結(jié)構(gòu)：C30；鋼筋：HPB235,HRB3352.抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù) 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2001.木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50005-2003.結(jié)構(gòu)體系規(guī)則判斷依據(jù)1.平面布置簡單、規(guī)則，沒有偏心；樓面連續(xù)，沒有較大凹 入或開洞；2.豎向布置規(guī)則、均勻，沒有過大的外挑和內(nèi)收；結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度下大上小，逐漸均勻變化；結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件上下對(duì)齊。此宿舍樓屬于規(guī)則結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算簡圖采用底部剪力法計(jì)算各樓層取一個(gè)自由度，集中在每一層的樓面處，第三層的自由度取在坡屋面的二分之一高度處。結(jié)構(gòu)水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值，按照下面的式子進(jìn)行確定。eqEKGF1nEKnjjjiiiFHGHGF113 Step 1.自振周期計(jì)算自振周期計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式:T=0.05H 0.75T=0.05 H 0.75=0.0514.39 0.75=0.369s Step 2.地震影響系數(shù)計(jì)算地震影響系數(shù)計(jì)算10.16 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 Step 3.水平地震力計(jì)算水平地震力計(jì)算eqEKGF1H3=5.395mH1=3.600mnEKnjjjiiiFHGHGF11G3=665.984kNG2=1449.349kNG1=1440.476kNH2=3.600mF1=104.450kNF2=210.188kNF3=168.952kN 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟水平地震力計(jì)算水平地震力計(jì)算水平地震力分配1.當(dāng)樓蓋及支撐樓蓋的剪力墻滿足以下條件時(shí)，樓層水平力可按面積分配法面積分配法進(jìn)行分配。a:輕型木樓蓋表面沒有連續(xù)的混凝土面層，或厚度不大35mm非結(jié)構(gòu)性混凝土面層；b:豎向抗側(cè)構(gòu)件由木基結(jié)構(gòu)板材和墻骨柱組成的木墻。2.平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)不規(guī)則結(jié)構(gòu)、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)、支撐樓蓋、屋蓋四周的一邊沒有豎向抗側(cè)構(gòu)件或樓蓋、屋蓋懸挑出下層剪力墻外墻時(shí)，樓層水平力應(yīng)按剛度分配法剛度分配法進(jìn)行分配。First PlaneFirst Plane1.3168.952 210.188 104.45628.667kN基底地震剪力基底地震剪力:以以 4軸為例（面積分配）軸為例（面積分配）:4(3.3/23.3/2)16628.66778.5826.4 16FkN-axisl1=1.76ml2=4.66mv1v2v3v411.76012341.7678.5810.771.76 4.66 1.76 4.66lVVkNllll24.663012344.6678.5828.521.764.66 1.764.66lVVVkNllll沿沿4軸，軸，剪力的大小與墻體的長度層正比剪力的大小與墻體的長度層正比4釘連接的剪力墻應(yīng)按下列要求進(jìn)行設(shè)計(jì)：1.剪力墻墻肢的高寬比不得大于3.5。2.單面覆板的有橫撐剪力墻，其抗剪承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：式中:fvd每米剪力墻的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kN/m）；Lw平行于荷載方向的剪力墻墻肢長度（m）；k1使用環(huán)境調(diào)整系數(shù)；當(dāng)建筑物處于干燥使用環(huán)境時(shí)，k1=1.0；當(dāng)建筑物處于潮濕使用環(huán)境時(shí)，k1=0.67；k2骨架構(gòu)件材料樹種調(diào)整系數(shù)；k3強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)，僅用于無橫撐水平覆板的剪力墻，取值與剛度調(diào)整系數(shù)相同。1 23vdwVf k k k L Step 5.墻體抗剪承載力計(jì)算墻體抗剪承載力計(jì)算 Step 5.墻體抗剪承載力計(jì)算墻體抗剪承載力計(jì)算1.76vd1232/=2 4.3 1.0 0.8 1.0 1.76/0.815.125REVfkkkkN 4.66vd1232/=2 4.3 1.0 0.8 1.0 4.66/0.840.075REVfkkkkN 1.761.7615.12510.77VkNFkN4.664.6640.07528.52VkNFkN樓層樓層軸號(hào)軸號(hào)釘間距釘間距(mm)描述描述第一層第一層68751.定直徑定直徑:3.3mm;2.最小釘入深度：最小釘入深度：35mm;3.木基結(jié)構(gòu)板厚度木基結(jié)構(gòu)板厚度:9.5mm;4.墻骨柱尺寸墻骨柱尺寸:38mm 140mm;5.墻骨柱間距墻骨柱間距:406mm;15,9150AF75第二層第二層6810015,9150B/E75A/C/D/F150第三層第三層19150AF150剪力墻主要參數(shù)剪力墻主要參數(shù) Step 6 墻體邊緣墻骨柱設(shè)計(jì)剪力墻兩端邊界墻骨柱的軸力按下式計(jì)算：式中:M=風(fēng)荷載及地震作用在剪力墻平面內(nèi)產(chǎn)生的彎矩（kNm）；L0=剪力墻兩側(cè)邊界墻骨柱的中心距（m）。0rMNL剪力墻承載力驗(yàn)算H3=5.395mH1=3.600mG3=665.984kNG2=1449.349kNG1=1440.476kNH2=3.600mF1=104.450kNF2=210.188kNF3=168.952kNH3=5.395mH1=3.600mH2=3.600mf1=16.97kNf2=34.16kNf3=27.45kN結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)4-軸軸27.45 12.59534.16 7.2 16.97 3.650.846.42 2fNkN 抗拉驗(yàn)算抗拉驗(yàn)算：2根墻骨柱作為邊緣構(gòu)件：根墻骨柱作為邊緣構(gòu)件：32 38 140 4.8 101.366.39tNkN 66.3950.8482.990.8tfRENNkNkN 抗壓驗(yàn)算抗壓驗(yàn)算（強(qiáng)度破壞驗(yàn)算）：（強(qiáng)度破壞驗(yàn)算）：140.44850.84175.560.8cfRENNkNkN32 38 140 12 101.1 140.448cNkN 抗壓驗(yàn)算抗壓驗(yàn)算（穩(wěn)定破壞驗(yàn)算）（穩(wěn)定破壞驗(yàn)算）.341140 765121386.66712Imm2140 7610640Amm5121386.66721.9410640IimmA0122055.621.94li毛截面彈性模量毛截面彈性模量毛截面面積毛截面面積22110.6741/80155.6/80穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)322050.84 107.09/1.1 1213.2/0.674 38 140 2fcNN mmkfN mmA 局部承壓驗(yàn)算局部承壓驗(yàn)算3,902250.84 104.78/6.125/106400.8fccNfN mmN mmA5 抗拔錨固件抗拔錨固件驗(yàn)算驗(yàn)算CCConcrete foundationBoundary memberBottom plateEmbedded boltAnchorage Step 7 墻與樓板釘連接驗(yàn)算一層橫墻與二層樓蓋之間釘連接一層橫墻與二層樓蓋之間釘連接抵抗地震剪力抵抗地震剪力1.3168.952210.188 104.45628.667kN一層地震力一層地震力:22310.2 3.812 100.51vvcNk dfkN單個(gè)直徑單個(gè)直徑3.8mm的釘?shù)目辜舫休d力：的釘?shù)目辜舫休d力：墻與樓板釘連接驗(yàn)算釘數(shù)量釘數(shù)量:一層橫墻總長一層橫墻總長:628.6671232.680.51171.76 4.66109.14m釘間距：釘間距：3109.14 1088.51232.68mm因此，設(shè)計(jì)釘間距為因此，設(shè)計(jì)釘間距為 75mm Step 8 螺栓驗(yàn)算螺栓驗(yàn)算.1.3168.952210.188 104.45628.667kN一層橫向地震總剪力一層橫向地震總剪力:單個(gè)螺栓單個(gè)螺栓(M20)抗剪承載力抗剪承載力:2235.5 2012 107.62vvcNk dfkN 墻與基礎(chǔ)螺栓連接驗(yàn)算628.66782.57.62螺栓螺栓(M20)數(shù)數(shù):171.76 4.66109.14m3109.14 10132382.5mm墻長度墻長度:螺栓螺栓(M20)間距間距:因此，設(shè)計(jì)螺栓間距為因此，設(shè)計(jì)螺栓間距為 1200mmworseWood-framed shear walls under constructionworseWood-framed shear walls and floor dia hra m under worse6worse四川都江堰向峨小學(xué)四川都江堰向峨小學(xué) 我國第一現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)學(xué)校我國第一現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)學(xué)校