什么是木结构建筑结构计算?

木结构建筑结构计算,是证明木结构建筑的承重构件在竖向荷载、地震、风荷载和雪荷载作用下满足要求的计算。轻型框架体系的建筑中,墙体是由立柱、顶梁、横撑和覆面板组成的木剪力墙;楼板则由覆面板、楼板搁栅和横撑构成。因此,一份木结构住宅结构设计中,需要对大量杆件逐一验算。

土耳其木结构设计的依据,是 2024 年 3 月 24 日第 32499 号《官方公报》发布、自 2025 年 1 月 1 日起施行的《木结构建筑设计、计算与施工规范》(ABTHYE)。地震计算依据 TBDY 2018 进行。

StatiCAD 将这些计算集中在一个模型中:木剪力墙与楼板网格通过命令生成,规范对木结构要求的 87 种荷载组合自动定义,自动计算地震荷载和内力,每根杆件均按 ABTHYE 验算。屋面可在同一模型中通过向导建立;结果输出到计算报告和图纸。

StatiCAD 在木结构中能做什么?

从建模到计算报告和图纸,木结构建筑的完整计算流程。

木剪力墙(轻型框架墙)

  • 单面或双面覆面的木剪力墙:OSB 等级、面板厚度与宽度、连接间距和连接刚度
  • 边缘立柱、中间立柱、顶部弦杆和底部弦杆以及横撑,可通过网格命令自动生成,也可手动输入
  • 按 TBDY 2018 自动计算剪力墙抗剪承载力,并在报告中给出是否满足要求
  • 在剪力墙属性中定义抗拔锚固件和抗剪锚固件信息

木楼板、梁和柱

  • 由楼板覆面、楼板搁栅和水平横撑梁组成的木楼板
  • 通过“在选定楼板上创建肋梁/网格”命令生成搁栅和横撑
  • 独立木梁和木柱;从材料库中选择木材等级(如 C24)
  • 无楼板(无隔板)和半刚性楼板两种分析选项

依据 ABTHYE 的构件验算

  • 顺纹受拉与受压应力验算
  • 受弯极限状态验算和侧向屈曲极限状态
  • 剪应力、滚动剪应力以及扭矩的影响
  • 组合作用:弯矩与轴向力
  • 横纹受压验算;考虑湿度和尺寸调整系数
  • 对墙内立柱和横梁等每根杆件进行弱轴、屈曲和扭转验算

荷载与分析

  • 雪荷载和风吸力按 TS 498 输入;选择荷载作用的楼板和覆面
  • 外墙的风荷载根据墙所在边及其在平面中的角度自动计算
  • 自动定义包含竖向、地震和雪荷载的 87 种木结构建筑荷载组合
  • 自动计算地震荷载和构件内力

木楼板振动(ABTHYE 5.4.2)

  • 木搁栅楼板、组合楼板(机械连接覆面或现浇混凝土层)以及 3 层或 5 层 CLT 楼板
  • 从计算轴线内的构件中自动识别梁和覆面的数值
  • 结果显示在分析警告、项目检查清单和单独的报告页中
  • 该验算仅包含在 StatiCAD Ultimate 版本中

屋架与檩条向导

  • 包含 Fink、Howe、Pratt、Warren、中柱式、梯形、单坡和拱形在内的 13 种模板;带尺寸标注的预览
  • 在平面中通过两点成排布置屋架;用同一窗口编辑已建好的屋架
  • 节点处交汇的轴线、自动铰接,以及固定加滚动、带支承立柱的支座模型
  • 屋架之间自动布置檩条:按间距、数量或按屋架节点布置,并可延长至檐口边缘

屋面向导与屋面板

  • 由屋面多边形一次生成四坡屋面、双坡屋面和山墙屋面:椽条、檩条、屋脊、斜脊椽和斜沟椽、立柱、斜撑和檐口封檐板
  • 打开已保存的屋面并修改设置进行更新
  • 屋面板按椽条、檩条、屋脊和斜沟的标高自动划分网格
  • 将立柱、墙和剪力墙的顶部标高调整为与梁标高一致
  • 通过木梁和木柱设计对屋面构件进行验算

混合结构与不满足构件的处理

  • 同一项目中可包含木、砌体和钢筋混凝土构件;木构件也可在砌体和钢筋混凝土结构体系中定义
  • 在三维视图中显示不满足要求的构件,便于快速选择和编辑
  • 在构件设置中确定支承长度、侧向屈曲长度和湿度状态
  • 可选的 TS 647 梁验算(截面与挠度);主要设计仍依据 ABTHYE

程序截图

木结构建筑的首层平面图:木剪力墙与楼板搁栅

楼层平面图中的木剪力墙与楼板搁栅。

墙属性窗口的木剪力墙选项卡:面板覆面与连接

木剪力墙中的面板覆面、连接间距和墙内构件。

两层木结构建筑的三维有限元模型

带木剪力墙与楼板网格的三维有限元模型。

屋架向导:Howe 模板与带尺寸标注的预览

屋架向导:13 种模板与带尺寸标注的预览。

屋面向导窗口中四坡屋面的三维预览

屋面向导:由屋面多边形生成四坡屋面及三维预览。

首层模板图:木梁与 CLT 楼板

首层模板图中的木梁与 CLT 楼板。

逐步查看两层木结构建筑算例

工作流程

  1. 在“项目总体设置”中选择木结构荷载组合;输入雪荷载和风吸力。
  2. 绘制墙体并将构件类型设为木剪力墙;输入面板覆面和墙内构件截面,然后生成网格。
  3. 绘制楼板;在选定楼板上创建肋梁/网格,生成楼板搁栅和横撑。
  4. 用屋面向导,或用屋架与檩条向导建立屋面;通过宏将屋面板调整到梁的标高。
  5. 运行分析;在三维视图中找到不满足要求的构件并进行编辑。
  6. 生成计算报告;将基础放线图、楼层平面图、模板图以及各轴线立面图保存为 DXF。

计算报告与图纸

在“木构件报告”组和绘图部分中:

  • 木剪力墙设计(TBDY 2018 和 ABTHYE 2025)
  • 木构件设计(ABTHYE 2024)
  • 木梁设计(TS 647,可选)
  • 木楼板振动(ABTHYE 5.4.2 / 4.8.4.7.1;Ultimate)
  • 基础放线图、楼层平面图和模板图
  • 建筑各轴线立面图;DXF 输出

帮助文档

知识库中的分步使用说明、示例解答、理论基础和验证工作。

验证与适用范围

木楼板振动验算已与木结构指南的算例进行对比:刚度、一阶自振频率(14.27 Hz)、挠度和速度准则的数值均与指南一致。对于组合楼板,连接刚度、γ 系数和有效抗弯刚度已与指南数值和手算结果对照,示例项目中的楼板也已手算验证。

振动验算不涵盖 7 层及以上的 CLT 楼板以及带混凝土层的 CLT 楼板。

查看对比表

规范

ABTHYE 2025 TBDY 2018 TS 498 TS 647(可选)
哪些版本包含? 木结构建筑设计包含在 StatiCAD Hybrid、Ultimate、Profesyonel 和 Standart 版本中。楼板振动验算仅在 Ultimate 中提供。屋架、檩条和屋面向导在所有版本中均可使用。

常见问题

木结构建筑结构计算依据哪部规范?

木构件依据自 2025 年 1 月 1 日起施行的 ABTHYE 的强度设计原则进行验算。地震计算和木剪力墙的抗剪承载力依据 TBDY 2018;雪荷载和风吸力按 TS 498 输入。TS 647 在软件中仅作为可选的旧式梁验算提供。

可以用 StatiCAD 做木结构住宅的结构设计吗?

可以。轻型框架体系木结构住宅的剪力墙、楼板、屋面以及独立的梁和柱,都可以在同一个模型中建立。分析完成后,可生成计算报告,以及基础放线图、楼层平面图、模板图和各轴线立面图。

可以进行木屋面计算吗?

可以。屋架向导通过 13 种模板建立屋架,檩条向导在屋架之间布置檩条,屋面向导由屋面多边形一次生成四坡、双坡和山墙屋面。这些构件进入分析模型,并通过木梁和木柱设计进行验算。

会验算木楼板振动吗?

会,在 StatiCAD Ultimate 版本中。木搁栅、组合和 CLT 楼板依据 ABTHYE 5.4.2 和 4.8.4.7.1,通过计算轴线进行验算。该验算不会改变分析结果;结果会写入分析警告、项目检查清单和单独的报告页。

木构件可以用于钢筋混凝土或砌体建筑吗?

可以。木构件也可以在砌体和钢筋混凝土结构体系中定义;同一项目中木、砌体和钢筋混凝土构件一起求解,计算报告在同一个文件中输出。

哪些 StatiCAD 版本包含木结构设计软件?

木结构建筑设计包含在 StatiCAD Hybrid、Ultimate、Profesyonel 和 Standart 版本中;Betonarme、Yığma Pro 和 Yığma Standart 版本不包含。楼板振动验算仅在 Ultimate 中提供。屋架、檩条和屋面向导在所有版本中均可使用。

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