规范信息
- 强制性
- 全文强制
共 516 条公开条文 · 本页 50 条
1.0.1
为使木结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量和保护环境,制定本标准。
条文说明
1.0.1 本条主要阐明编制本标准的目的。
就木结构建筑而言,除应做到保证安全和人体健康、保护环境及维护公共利益外,还应大力发展人工林,合理使用木结构,充分发挥木结构在建筑工程中的作用,改变过去由于对生态保护重视不够,我国森林资源破坏严重,导致被动地限制木结构在建筑工程中正常使用的状态,做到合理地使用木材(天然林材、速生林材),以促进我国木结构建筑的发展。近几年来,人们对绿色低碳建筑的认识不断深入和发展,以及我国经济水平的不断提高,给木结构建筑的应用提供了良好的基本条件。
1.0.2
本标准适用于建筑工程中方木原木结构、胶合木结构和轻型木结构的设计。
条文说明
1.0.2 关于本标准的适用范围:
1 根据修编任务提出的“积极总结和吸收国内外设计和应用木结构的成熟经验,特别是现代木结构的先进技术,使修订后的标准满足和适应当前经济和社会发展的需要”的要求,本标准在建筑中的适用范围应为民用建筑、单层工业建筑和多种使用功能的大中型公共建筑;随着建筑结构技术的发展,本标准也适用于木混合结构中承重木结构的设计。
2 按木结构承重构件采用的木材划分,适用于方木原木结构、胶合木结构和轻型木结构的设计。
3 由于本标准未考虑木材在临时性工程和工具结构中的应用问题,因此,本标准不适用于临时性建筑设施以及施工用支架、模板和把杆等工具结构的设计。
本标准依据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153及《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068的原则制定。由于《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068(以下简称《统一标准》)对建筑结构设计的基本原则(结构可靠度和极限状态设计原则)作出了统一规定,并明确要求各类材料结构的设计规范必须予以遵守。因此,本标准以《统一标准》为依据,对木结构的设计原则作出相应的具体规定。
1.0.3
木结构的设计除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
条文说明
1.0.3 主要明确规范应配套使用。由于与木结构设计相关的国家标准和行业标准较多,因此在实际使用时,其他强制性标准规范的相关规定也应参照执行。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 木结构 timber structure
采用以木材为主制作的构件承重的结构。
2.1.2 原木 log
伐倒的树干经打枝和造材加工而成的木段。
2.1.3 锯材 sawn timber
原木经制材加工而成的成品材或半成品材,分为板材与方材。
2.1.4 方木 square timber
直角锯切且宽厚比小于3的锯材。又称方材。
2.1.5 板材 plank
直角锯切且宽厚比大于或等于3的锯材。
2.1.6 规格材 dimension lumber
木材截面的宽度和高度按规定尺寸加工的规格化木材。
2.1.7 结构复合木材 structural composite lumber
采用木质的单板、单板条或木片等,沿构件长度方向排列组坯,并采用结构用胶粘剂叠层胶合而成,专门用于承重结构的复合材料。包括旋切板胶合木、平行木片胶合木、层叠木片胶合木和定向木片胶合木,以及其他具有类似特征的复合木产品。
条文说明
2.1.7 结构复合木材是现代木结构经常采用的结构材料之一,它包括旋切板胶合木(单板层积材,LVL——Laminated Veneer Lumber)、平行木片胶合木 (单板条层积材,PSL——Parallel Strand Lumber)、层叠木片胶合木(定向木片层积材,LSL-—Laminated Strand Lumber)和定向木片胶合木(OSL——Oriented Strand Lumber ),以及其他具有类似特征的复合木产品。随着木材加工业的发展,将出现更多新的结构复合木产品。
2.1.8 胶合木层板 glued lamina
用于制作层板胶合木的板材,接长时采用胶合指形接头。
2.1.9 木材含水率 moisture content of wood
木材内所含水分的质量占木材绝干质量的百分比。
2.1.10 顺纹 parallel to graln
木构件木纹方向与构件长度方向一致。
2.1.11 横纹 perpendicular to grain
木构件木纹方向与构件长度方向垂直。
2.1.12 斜纹 an angle to grain
木构件木纹方向与构件长度方向形成某一角度。
2.1.13 层板胶合木 glued laminated timber
以厚度不大于45mm的胶合木层板沿顺纹方向叠层胶合而成的木制品。也称胶合木或结构用集成材。
2.1.14 正交层板胶合木 cross laminated timber
以厚度为15mm~45mm的层板相互叠层正交组坯后胶合而成的木制品。也称正交胶合木。
2.1.15 胶合原木 laminated log
以厚度大于30mm、层数不大于4层的锯材沿顺纹方向胶合而成的木制品。常用于井干式木结构或梁柱式木结构。
2.1.16 工字形木搁栅 wood I-joist
采用规格材或结构用复合材作翼缘,木基结构板材作腹板,并采用结构胶粘剂胶结而组成的工字形截面的受弯构件。
2.1.17 墙骨 stud
轻型木结构的墙体中按一定间隔布置的竖向承重骨架构件。
2.1.18 目测分级木材 visually stress-graded lumber
采用肉眼观测方式来确定木材材质等级的木材。
2.1.19 机械应力分级木材 machine stress-rated lumber
采用机械应力测定设备对木材进行非破坏性试验,按测定的木材弯曲强度和弹性模量确定强度等级的木材。
2.1.20 齿板 truss plate
经表面镀锌处理的钢板冲压成多齿的连接件,用于轻型木桁架节点的连接或受拉杆件的接长。
2.1.21 木基结构板 wood-based structural panels
以木质单板或木片为原料,采用结构胶粘剂热压制成的承重板材,包括结构胶合板和定向木片板。
2.1.22 木基结构板剪力墙 shear wall of wood-based structur
面层采用木基结构板,墙骨柱或间柱采用规格材、方木或胶合木而构成的,用于承受竖向和水平作用的墙体。
条文说明
2.1.22 木基结构板剪力墙主要用于梁柱式木结构或轻型木结构中的墙体。
2.1.23 指接节点 finger joint
在连接点处,采用胶粘剂连接的锯齿状的对接节点,简称指接。指接分为胶合木层板的指接和胶合木构件的指接。
2.1.24 速生材 fast-growing wood
生长快、成材早、轮伐期短的木材。
2.1.25 方木原木结构 sawn and log timber structures
承重构件主要采用方木或原木制作的建筑结构。
条文说明
2.1.25 方木原木结构在国家标准《木结构设计规范》GB50005-2003(2005年版)(以下简称“原2003版规范”)中称为普通木结构。在本次修订时,考虑以木结构承重构件采用的主要木材材料来划分木结构建筑,因而,将普通木结构的名称改为方木原木结构。其结构形式包括梁柱式结构、木框架剪力墙结构、井干式结构、穿斗式结构、抬梁式结构以及方木原木屋盖体系等。
2.1.26 轻型木结构 light wood frame constructlon
用规格材、木基结构板或石膏板制作的木构架墙体、楼板和屋盖系统构成的建筑结构。
2.1.27 胶合木结构 glued lamlnated timber structures
承重构件主要采用胶合木制作的建筑结构。也称层板胶合木结构。
条文说明
2.1.27 胶合木结构主要包括梁柱式结构、空间桁架、拱、门架和空间薄壳等结构形式,以及包括直线梁、变截面梁和曲线梁。
2.1.28 井干式木结构 log cabins;log house
采用截面经适当加工后的原木、方木和胶合原木作为基本构件,将构件水平向上层层叠加,并在构件相交的端部采用层层交叉咬合连接,以此组成的井字形木墙体作为主要承重体系的木结构。
2.1.29 穿斗式木结构 CHUANDOU-style timber structure
按屋面檩条间距,沿房屋进深方向竖立一排木柱,檩条直接由木柱支承,柱子之间不用梁,仅用穿透柱身的穿枋横向拉结起来,形成一榀木构架。每两榀木构架之间使用斗枋和纤子连接组成承重的空间木构架。
2.1.30 抬梁式木结构 TAILIANG-style timber structure
沿房屋进深方向,在木柱上支承木梁,木梁上再通过短柱支承上层减短的木梁,按此方法叠放数层逐层减短的梁组成一榀木构架。屋面檩条放置于各层梁端。
2.1.31 木框架剪力墙结构 post and beam with shear wall con
在方木原木结构中,主要由地梁、梁、横架梁与柱构成木框架,并在间柱上铺设木基结构板,以承受水平作用的木结构体系。
条文说明
2.1.31 木框架剪力墙结构是方木原木结构中的主要结构形式之一,该结构形式在现代木结构建筑中受到广泛应用,其具体的形式可参考第7.1.1条的条文说明。
2.1.32 正交胶合木结构 cross laminated timber structure
墙体、楼面板和屋面板等承重构件采用正交胶合木制作的建筑结构。其结构形式主要为箱形结构或板式结构。
条文说明
2.1.32 正交胶合木结构是近年来国际上研究较多的一种木结构,大多数研究的目的是为了将其应用于高层木结构建筑中。本标准对正交胶合木结构作出了基本规定。
2.1.33 销连接 dowel-type fasteners
是采用销轴类紧固件将被连接的构件连成一体的连接方式。销连接也称为销轴类连接。销轴类紧固件包括螺栓、销、六角头木螺钉、圆钉和螺纹钉。
2.2 符 号
条文说明
2.2 符号
2.2.1
作用和作用效应
C——设计对变形、裂缝等规定的相应限值;
Cr——齿板剪-拉复合承载力设计值;
M——弯矩设计值;
Mx、My——构件截面x轴和y轴的弯矩设计值;
M0——横向荷载作用下跨中最大初始弯矩设计值;
Mr——齿板受弯承载力设计值;
N——轴向力设计值;
Nb——保险螺栓所承受的拉力设计值;
Nr——板齿承载力设计值;
Ns——板齿抗滑移承载力设计值;
Rd——结构或结构构件的抗力设计值;
Rf——按耐火极限燃烧后残余木构件的承载力设计值;
Sd——作用组合的效应设计值;
Sk——火灾发生后验算受损木构件的荷载偶然组合的效应设计值;
Tr——齿板受拉承载力设计值;
V——剪力设计值;
Vd——剪力墙、楼盖和屋盖受剪承载力设计值;
Vr——齿板受剪承载力设计值;
Wd——六角头木螺钉的抗拔承载力设计值;
Zd——销轴类紧固件每个剪面的受剪承载力设计值;
Z——受剪承载力参考设计值;
ω——构件按荷载效应的标准组合计算的挠度;
ωx、ωy——荷载效应的标准组合计算的沿构件截面x轴和y轴方向的挠度。
2.2.2
材料性能或结构的设计指标
Cr1、Cr2——沿l1、l2方向齿板剪-拉复合强度设计值;
E——木质材料弹性模量平均值;
Ek——木质材料弹性模量标准值;
fck、fc——木质材料顺纹抗压及承压强度标准值、设计值;
fcα——木质材料斜纹承压强度设计值;
fc,90——木材的横纹承压强度设计值;
fmk、fm——木质材料抗弯强度标准值、设计值;
ftk、ft——木质材料顺纹抗拉强度标准值、设计值;
fvk、fv——木质材料顺纹抗剪强度标准值、设计值;
fvd——采用木基结构板材作面板的剪力墙、楼盖和屋盖的抗剪强度设计值;
fem——主构件销槽承压强度标准值;
fes——次构件销槽承压强度标准值;
fyb——销轴类紧固件抗弯强度标准值;
ft,j,k、fm,j,k——指接节点的抗拉强度标准值、宽度方向的抗弯强度标准值;
G——木构件材料的全干相对密度;
Kw——剪力墙的抗剪刚度;
nr——板齿强度设计值;
ns——板齿抗滑移强度设计值;
tr——齿板抗拉强度设计值;
υr——齿板抗剪强度设计值;
βn——木材燃烧1.00h的名义线性炭化速率;
[ω]——受弯构件的挠度限值;
[λ]——受压构件的长细比限值。
2.2.3
几何参数
A——构件全截面面积,或齿板表面净面积;
An——构件净截面面积;
A0——受压构件截面的计算面积;
Ac——承压面面积;
Be——楼盖、屋盖平行于荷载方向的有效宽度;
b——构件的截面宽度;
bn——变截面受压构件截面的有效边长;
bt——垂直于拉力方向的齿板截面计算宽度;
bv——剪面宽度,或平行于剪力方向的齿板受剪截面宽度;
d——原木或销轴类紧固件的直径;
def——有效炭化层厚度;
e0——构件的初始偏心距;
h——构件的截面高度;
hd——六角头木螺钉有螺纹部分打入主构件的有效长度;
hn——受弯构件在切口处净截面高度;
hw——剪力墙的高度;
I——构件的全截面惯性矩;
i——构件截面的回转半径;
l——构件长度;
l0——受压构件的计算长度;
le——受弯构件计算长度;
lv——剪面计算长度
S——剪切面以上的截面面积对中性轴的面积矩;
tm——单剪连接或双剪连接时,较厚构件或中部构件的厚度;
ts——单剪连接或双剪连接时,较薄构件或边部构件的厚度;
W——构件的全截面抵抗矩;
Wn——构件的净截面抵抗矩;
Wnx、Wny——构件截面沿x轴和y轴的净截面抵抗矩;
α——上弦与下弦的夹角,或作用力方向与构件木纹方向的夹角;
λ——受压构件的长细比;
λB——受弯构件的长细比。
2.2.4
计算系数及其他
a——支座条件计算系数;
Cm——一含水率调整系数;
Ct——温度环境调整系数;
KB——局部受压长度调整系数;
KZcp——局部受压尺寸调整系数;
kd——永久荷载效应控制时,木质材料强度设计值调整系数;
kh——桁架端节点弯矩影响系数;
kg——销轴类紧固件受剪承载力的群栓组合作用系数;
kl——长度计算系数;
kmin——销槽承压最小有效长度系数;
t——而火极限;
β一材料剪切变形相关系数;
ρ——可变荷载标准值与永久荷载标准值的比率;
φ——轴心受压构件的稳定系数;
φl——受弯构件的侧向稳定系数;
φm——考虑轴向力和初始弯矩共同作用的折减系数;
φy——轴心压杆在垂直于弯矩作用平面》/—y方向按长细比入v确定的稳定系数;
ψv——考虑沿剪面长度剪应力分布不均匀的强度折减系数;
γ0——结构重要性系数;
γRE——构件承载力抗震调整系数。
3 材 料
3.1 木 材
3.1.1
承重结构用材可采用原木、方木、板材、规格材、层板胶合木、结构复合木材和木基结构板。
条文说明
3.1.1 本次修订时,承重结构用木材首次增加了“结构复合材”等现代工业化生产的木结构用材。
3.1.2
方木、原木和板材可采用目测分级,选材标准应符合本标准附录A第A.1节的规定。在工厂目测分级并加工的方木构件的材质等级应符合表3.1.2的规定,选材标准应符合本标准附录A第A.1.4条的规定。不应采用商品材的等级标准替代本标准规定的材质等级。
条文说明
3.1.2 我国对方木原木承重结构所用木材的分级,历来按其材质分为三级,这次修订未对该材质标准进行修改。本次修订增加了在工厂大批量、工业化生产的目测分级方木的材质等级。
工厂目测分级是指木材在工业化加工流程中,通过具有相应资质的目测分级专业技术人员对木材进行分等分级。为了便于使用材质标准,现就板、方材的材质标准中,如何考虑木材缺陷的限值问题作如下简介:
1 木节
由图1可见,外观相同的木节对板材和方材的削弱是不同的。同一大小的木节,在板材中为贯通节,在方木中则为锥形节。显然,木节对方木的削弱要比板材小,方木所保留的未割断的木纹也比板材多,因此,若将板、方材的材质标准分开,则方木木节的限值,便可在不降低构件设计承载力的前提下予以适当放宽。为了确定具体放宽尺度,编制组曾以云南松、杉木、冷杉和马尾松为试件,进行了158根构件试验,并根据其结果制定了材质标准中方木木节限值的规定。
2 斜纹
我国材质标准中斜纹的限值,早期一直沿用苏联的规定。过去修订规范时曾对其使用效果进行了调查。结果表明:
1) 有不少树种木材,其内外纹理的斜度不一致,往往当表层纹理接近限值时,其内层纹理的斜度已略嫌大;
2) 如木材纹理较斜、木构件含水率偏高,在干燥过程中就会产生扭翘变形和斜裂缝,而对构件受力不利。因此,有必要适当加严木材表面斜纹的限值。
为了评估标准中斜纹限值加严后对成批木材合格率的影响,本标准1973年版编制组曾对斜纹材较多的落叶松和云南松进行抽样调查。其结果表明,按现行标准的斜纹限值选材并不显著影响合格率(表1)。
3 髓心
现行材质标准对方木有髓心应避开受剪面的规定。这是根据以前北京市建筑设计院和原西南建筑科学研究所对木材裂缝所作的调查,以及该所对近百根木材所作的观测的结果制定的。因为在有髓心的方木上最大裂缝(以下简称主裂缝)一般生在较宽的面上,并位于离髓心最近的位置,逐渐向着髓心发展(见表2)。一般从髓心所在位置,即可判定最大裂缝将发生在哪个面的哪个部位。若避开髓心即意味着在剪面上避开了危险的主裂缝。因此,这也是防止裂缝危害的一项很有效的措施。
另外,在板材截面上,若有髓心,不仅将显著降低木板的承载能力,而且可能产生危险的裂缝和过大的截面变形,对构件及其连接的受力均很不利。因此,在板材的材质标准中,作了不允许有髓心规定。多年来的实践证明,这对板材的选料不会造成很大的损耗。
4 裂缝
裂缝是影响结构安全的一个重要因素,材质标准中应当规定其限值。试验结果表明,裂缝对木结构承载能力的影响程度,随着裂缝所在部位的不同以及木材纹理方向的变化,相差悬殊。一般说来,在连接的受剪面上,裂缝将直接降低其承载能力,而位于受剪面附近的裂缝,是否对连接的受力有影响,以及影响的大小,则在很大程度上取决于木材纹理是否正常。至于裂缝对受拉、受弯以及受压构件的影响,在木纹顺直的情况下,是不明显的。但若木纹的斜度很大,则其影响将显得十分突出,几乎随着斜纹的斜度增大,而使构件的承载力呈直线下降;这以受拉构件最为严重,受弯构件次之,受压构件较轻。
综上所述,本标准以加严对木材斜纹的限制为前提,作出了对裂缝的规定:一是不容许连接的受剪面上有裂缝;二是对连接受剪面附近的裂缝深度加以限制。至于“受剪面附近”的含义,一般可理解为:在受剪面上下各30mm的范围内。
3.1.3
方木原木结构的构件设计时,应根据构件的主要用途选用相应的材质等级。当采用目测分级木材时,不应低于表3.1.3-1的要求;当采用工厂加工的方木用于梁柱构件时,不应低于表3.1.3-2的要求。
条文说明
3.1.3 本条为强制性条文。方木原木材料按强度分为8个等级,按材质分为3个级别,因此,采用方木原木构件时,确定了采用树种也就明确了材料强度等级。但是,相同强度等级的方木原木构件更重要的是,应根据构件主要用途来确定选用的材质等级,以保证结构安全。
3.1.4
方木和原木应从本标准表4.3.1-1和表4.3.1-2所列的树种中选用。主要的承重构件应采用针叶材;重要的木制连接件应采用细密、直纹、无节和无其他缺陷的耐腐硬质阔叶材。
条文说明
3.1.4 近几年来,我国每年从国外进口相当数量的木材,其中部分用于工程建设。考虑到今后一段时期,建筑工程采用的木材大量还是依靠进口木材,故在本条中增加了进口木材树种。考虑到这方面的用途,对材料的质量与耐久性的要求较高,而目前木材的进口渠道多,质量相差悬殊,若不加强技术管理,容易使工程遭受不应有的经济损失,甚至发生质量、安全事故。因此,有必要对进口木材的选材及设计指标的确定,作出统一的规定,以确保工程的安全、质量与经济效益。