《木结构设计标准》

3.1.5 一段时期来，工程建设所需的进口木材，在其订货、商检、保存和使用等方面，均因缺乏专门的技术标准，无法正常管理，而存在不少问题。例如：有的进口木材，由于订货时随意选择木材的树种与等级，致使应用时增加了处理工作量与损耗；有的进口木材，不附质量证书或商检报告，使接收工作增加很多麻烦；有的进口木材，由于管理混乱，木材的名称与产地不详，给使用造成困难。此外，有些单位对不熟悉的树种木材，不经试验便盲目使用，造成了一些不应有的工程事故。鉴于以上情况，提出了这些基本规定，要求工程结构的设计、施工与管理人员执行。

3.1.6~3.1.8 轻型木结构用规格材主要根据用途分类。分类越细越经济，但过细又给生产和施工带来不便。我国规格材材质等级定为三类七个等级，规定了每等的材质标准。规格材材质等级分为三类主要是用途各不相同。
与我国传统方法一样，采用目测法分级时，与之相关的设计值应通过对不同树种、不同等级规格材的足尺试验确定。本标准给出的规格材基本截面尺寸是为了使轻型木结构的设计和施工标准化。但是，目前大部分进口规格材的尺寸是按英制生产的，所以本标准允许在采用进口规格材时，其截面尺寸只要与本标准表8.1.1和表8.1.2所列规格材尺寸相差不大于2mm，在工程中视作等同。为避免对构件的安装和工程维修造成影响，在一栋建筑中不应将不同宽度规格系列的规格材混用，即不能将按英制生产的规格材与本标准规定的尺寸系列的规格材在同一栋建筑中混合使用。
考虑到我国木材加工业的状况，对于机械分级规格材定为8个等级，并规定了分级的基本强度指标。

3.1.6~3.1.8 轻型木结构用规格材主要根据用途分类。分类越细越经济，但过细又给生产和施工带来不便。我国规格材材质等级定为三类七个等级，规定了每等的材质标准。规格材材质等级分为三类主要是用途各不相同。
与我国传统方法一样，采用目测法分级时，与之相关的设计值应通过对不同树种、不同等级规格材的足尺试验确定。本标准给出的规格材基本截面尺寸是为了使轻型木结构的设计和施工标准化。但是，目前大部分进口规格材的尺寸是按英制生产的，所以本标准允许在采用进口规格材时，其截面尺寸只要与本标准表8.1.1和表8.1.2所列规格材尺寸相差不大于2mm，在工程中视作等同。为避免对构件的安装和工程维修造成影响，在一栋建筑中不应将不同宽度规格系列的规格材混用，即不能将按英制生产的规格材与本标准规定的尺寸系列的规格材在同一栋建筑中混合使用。
考虑到我国木材加工业的状况，对于机械分级规格材定为8个等级，并规定了分级的基本强度指标。

3.1.6~3.1.8 轻型木结构用规格材主要根据用途分类。分类越细越经济，但过细又给生产和施工带来不便。我国规格材材质等级定为三类七个等级，规定了每等的材质标准。规格材材质等级分为三类主要是用途各不相同。
与我国传统方法一样，采用目测法分级时，与之相关的设计值应通过对不同树种、不同等级规格材的足尺试验确定。本标准给出的规格材基本截面尺寸是为了使轻型木结构的设计和施工标准化。但是，目前大部分进口规格材的尺寸是按英制生产的，所以本标准允许在采用进口规格材时，其截面尺寸只要与本标准表8.1.1和表8.1.2所列规格材尺寸相差不大于2mm，在工程中视作等同。为避免对构件的安装和工程维修造成影响，在一栋建筑中不应将不同宽度规格系列的规格材混用，即不能将按英制生产的规格材与本标准规定的尺寸系列的规格材在同一栋建筑中混合使用。
考虑到我国木材加工业的状况，对于机械分级规格材定为8个等级，并规定了分级的基本强度指标。

3.1.9 本条对木结构中使用的木基结构板材、结构复合材和工字形木搁栅等材料作了规定。
1 木基结构板材应满足集中荷载、冲击荷载以及均布荷载试验要求。同时，考虑到施工过程中，会因天气、工期耽误等因素，板材可能受潮，这就要求木基结构板材应有相应的耐潮湿能力、搁栅的中心间距以及板厚等要求，均应清楚地表明在板材上。
2 考虑到我国木结构建筑材料的现状，许多结构复合材构件及工字形木搁栅等产品需要进口，因此，对于这些进口工程木产品，当国内尚无国家标准时，可参考有关的国际标准或其他相关标准来执行，具体的有下列相关标准：
1) 《建筑用木基板特性、合格评定和标记》，EN 13986，Wood based panels for use in construction-characteristics, evaluation of conformity and marking
2) 《木基板——楼屋盖、墙体承重板性能规定和要求》，EN 12871, Wood-based panels-Performance specifications and requirements for load bearing boards for use in floors, walls and roofs
3) 《木结构——结构用单板层积材——要求》，EN 14374 , Timber structures-Structural laminated veneer lumber-Requirements
4) 《木结构——单板 层积材——结构属性》，ISO 22390，Timber structures-Laminated veneer lumber-Structural properties
5) 《结构复合材评定标准》，ASTM D 5456,Standard specification for evaluation of structural composite lumber products
6) 《预制工字梁结构承载力能力确定和监测的标准》，ASTM D5055, Standard specification for establishing and monitoring structural capacities of prefabricated Wood i-joists

3.1.10 关于层板胶合木用材等级及其材质标准对于普通层板胶合木用材材质标准的可靠性，曾经委托原哈尔滨建筑工程学院按随机取样的原则，做了30根受弯构件破坏试验，其结果表明，按现行材质标准选材所制成的胶合构件，能够满足承重结构可靠度的要求。同时较为符合我国木材的材质状况，可以提高低等级木材在承重结构中的利用率。
近几年，随着我国胶合木结构的不断发展，主要是采用目测分级层板和机械分级层板来制作胶合木。目测分级层板和机械分级层板的材质标准已在现行国家标准《胶合木结构技术规范》GB/T 50708和《结构用集成材》GB/T 26899中作出了具体规定。

3.1.11 正交胶合木作为现代木结构建筑的木材产品，被大量应用于木结构工程中，包括居住建筑和商业建筑。正交胶合木构件作为板式构件适用于楼面、屋面或墙体。目前，制作正交胶合木的顺向层板均采用针叶材，而横向层板除采用针叶材外也可采用由针叶材树种制作的结构复合材。由于在设计时不考虑横向层板的强度作用，因此，对于横向层板的材质要求可适当放松。
另外，正交胶合木的每层板可采用不同的强度等级进行组合。考虑到正交胶合木同一层层板的胶合性能应相同，本标准要求同一层层板应采用相同的强度等级和相同的树种木材。当设计允许时，同一层层板中大于90％的木板强度等级应符合该层规定的强度等级，不符合该层强度等级的木板，其强度设计值不应低于该层规定强度的35％。

3.1.12 本条为强制性条文。木材含水率是指木材中所含水分的质量占其烘干质量的百分比。规定木材含水率的理由和依据如下：
1 木结构若采用较干的木材制作，在相当程度上减小了因木材干缩造成的松弛变形和裂缝的危害，对保证工程质量作用很大。因此，原则上应要求木材经过干燥。考虑到结构用材的截面尺寸较大，只有气干法较为切实可行，故只能要求尽量提前备料，使木材在合理堆放和不受曝晒的条件下逐渐风干。根据调查，这一工序即使时间很短，也能收到一定的效果。
2 原木和方木的含水率沿截面内外分布很不均匀。原西南建筑科学研究所对30余根云南松木材的实测表明，在料棚气干的条件下，当木材表层20mm深处的含水率降到16．2％～19．6％时，其截面平均含水率为24.7％～27.3％。基于现场对含水率的检验只需一个大致的估计，引用了这一关系作为检验的依据。但是，上述试验是以120mm×160mm中等规格的方木进行测定的。若木材截面很大，按上述关系估计其平均含水率就会偏低很多，这是因为大截面的木材内部水分很难蒸发之故。例如，中国林业科学研究院曾经测得：当大截面原木的表层含水率已降低到12％以下，其内部含水率仍高达40％以上。但这个问题并不影响使用这条补充规定，因为对大截面木材来说，内部干燥总归很慢，关键是只要表层干到一定程度，便能收到控制含水率的效果。
3 当前结构用材的干燥过程完全采用工业化手段，对于各种不同木材都能使其满足规定的含水率要求。本标准规定的含水率是最基本的要求。
条文中，方木、原木受拉构件的连接板是指利用方木原木制作的木制夹板。连接件是指在构件节点中起主要作用的木制连接件，例如，在不采用金属齿板连接的轻型木桁架中，采用定向刨花板(OSB)作为构件节点连接的连接板。

3.1.13 本标准根据各地历年来使用湿材总结的经验教训，以及有关科研成果，作了湿材只能用于原木和方木构件的规定（其接头的连接板不允许用湿材）。因为这两类构件受木材干裂的危害不如板材构件严重。
湿材是指含水率大于25％的木材，湿材对结构的危害主要是：在结构的关键部位可能引起危险性的裂缝；促使木材腐朽易遭虫蛀；使节点松动，结构变形增大等。针对这些问题，本标准采取了下列措施：
1 防止裂缝的危害方面：除首先推荐采用钢木结构外，在选材上加严了斜纹的限值，以减少斜裂缝的危害；要求受剪面避开髓心，以免裂缝与受剪面重合；在制材上，要求尽可能采用“破心下料”的方法，以保证方木的重要受力部位不受干缩裂缝的危害；在构造上，对齿连接的受剪面长度和螺栓连接的端距均予以适当加大，以减小木材开裂的影响等。
2 减小构件变形和节点松动方面，将木材的弹性模量和横纹承压的计算指标予以适当降低，以减小湿材干缩变形的影响，并要求桁架受拉腹杆采用圆钢，以便于调整。此外，还根据湿材在使用过程中容易出现的问题，在检查和维护方面作了具体的规定。
3 防腐防虫方面，给出防潮、通风构造示意图。
“破心下料”的制作方法作如下说明：
因为含髓心的方木，其截面上的年层大部分完整，内外含水率梯度又很大，以致干缩时，弦向变形受到径向约束，边材的变形受到心材约束，从而使内应力过大，造成木材严重开裂。为了解除这种约束，可沿髓心剖开原木，然后再锯成方材，就能使木材干缩时变形较为自由，显著减小了开裂程度。原西南建筑科学研究院进行的近百根木材的试验和三个试点工程，完全证明了其防裂效果。但“破心下料”也有其局限性，即要求原木的径级至少在320mm以上，才能锯出屋架料规格的方木，同时制材要在髓心位置下锯，对制材速度稍有影响。因此本标准建议仅用于受裂缝危害最大的桁架受拉下弦，尽量减小采用“破心下料 ”构件的数量，以便于推广。

3.2.1 本标准在钢结构设计规范有关规定的基础上，进一步明确承重木结构用钢宜以我国常用的钢材为主。这些钢材有长期生产和使用经验，具有材质稳定、性能可靠、经济指标较好、供应也较有保证等优点。

3.2.2 考虑到目前我国木结构工程中大量使用进口的金属连接件，对此本标准作了原则性的规定。要求国外进口金属连接件其质量应符合相关的产品要求或应符合工程设计的要求，且应对其材料进行复验。

3.2.4 主要明确在钢材质量合格保证的问题上，不能因用于木结构而放松了要求。另外，考虑到钢木桁架的圆钢下弦、直径d≥20mm的钢拉杆（包括连接件）为结构中的重要构件，若其材质有问题，易造成重大工程安全事故，因此，有必要对这些钢构件作出“还应具有冷弯试验合格保证”的补充规定。

3.2.9 工地乱用焊条的情况时有发生，容易导致工程安全事故的发生，因而有必要加以明确。

4.1.1 根据《统一标准》规定，本标准仍采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。
在本标准1988版的修订过程中，重新对目标可靠指标β0进行了核准。校准所需要的荷载统计参数（表3) 及影响木结构抗力的主要因素的统计参数（表4), 分别由建筑结构荷载规范管理组和木结构设计规范管理组提供。这些参数的数据是通过调查、实测和试验取得的。在统计分析中，还参考了国内外有关文献推荐的经过实践检验的方法。因而，不论从数据来源或处理上均较可靠，可以用于木结构可靠度的计算。
假定主要的随机变量服从下列分布：
恒荷载：正态分布；
楼面活荷载、风荷载、雪荷载：极值Ⅰ型分布；
抗力：对数正态分布。
根据上述计算条件，反演得到按“原2003版规范”设计的各类构件，其可靠指标如下：
受弯 3.8
顺纹受压 3.8
顺纹受拉 4.3
顺纹受剪 3.9
按照《统一标准》的规定，一般工业与民用建筑的木结构，其安全等级应取二级，其可靠指标不应小于下列规定值。
对于延性破坏的构件 3.2
对于脆性破坏的构件 3.7
由此可见，均符合《统一标准》要求。

4.1.6 本条为强制性条文。木材具有的一个显著特点就是在荷载的长期作用下强度会降低，因此，荷载持续作用时间对木材强度的影响较大，在确定木材强度时必须考虑荷载持续时间影响系数KQ3 。另外，在确定木材强度时也要满足《统一标准》对可靠度的相关规定。具体方法可见本标准第4.3.7条的条文说明。

4.1.7 承载能力极限状态可理解为结构或结构构件发挥允许的最大承载功能的状态。结构构件由于塑性变形而使其几何形状发生显著改变，虽未达到最大承载能力，但已彻底不能使用，也属于达到或超过这种极限状态。因此，当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为达到或超过承载能力极限状态：
1 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；
2 结构构件或连接因材料强度被超过而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不适于继续承载；
3 结构转变为机动体系；
4 结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）。
正常使用极限状态可理解为结构或结构构件达到或超过使用功能上允许的某个限值的状态。例如：某些构件必须控制变形、裂缝才能满足使用要求，因过大的变形会造成房屋内粉刷层剥落，填充墙和隔墙开裂及屋面漏水等后果。过大的裂缝会影响结构的耐久性，过大的变形、裂缝也会造成用户心理上的不安全感。因此，当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为达到或超过了正常使用极限状态：
1 影响正常使用或外观的变形；
2 影响正常使用或耐久性能的局部损坏，包括裂缝；
3 影响正常使用的振动；
4 影响正常使用的其他特定状态。
根据协调，有关结构荷载的规定，一律由现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009（以下简称《荷载规范》）制定。本条文仅为规范间衔接的需要作些原则规定，其中需要说明的是：
1 荷载按现行《荷载规范》施行，应理解为：除荷载标准值外，还包括荷载分项系数和荷载组合系数在内，均应按该规范所确定的数值采用，不应擅自改变。
2 对于正常使用极限状态的计算，由于资料不足，研究不够充分，仍沿用多年以来使用的方法，即仅考虑按荷载标准组合进行计算。并只考虑荷载的短期效应组合，而不考虑长期效应的组合。
建筑结构的安全等级主要按建筑结构破坏后果的严重性划分。根据《统一标准》的规定分类三级。大量的一般工业与民用建筑定为二级。从过去修订规范所作的调查分析可知，这一规定是符合木结构实际情况的，因此，本标准作了相应的规定。但应注意的是，对于人员密集的影剧院和体育馆等建筑应按重要建筑物考虑，对于临时性的建筑则可按次要建筑物考虑。至于纪念性建筑和其他有特殊要求的建筑物，其安全等级可按具体情况另行确定，不受《统一标准》约束。结构重要性系数综合《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001第1．0．5条和第1．0．8条因素来确定。

4.1.10 根据同济大学对两层轻型木结构足尺房屋模型振动台试验研究表明，木结构建筑的弹性和弹塑性层间位移角限制值可以达到1/250和1/30。考虑到木结构整体抗变形能力较强的特点，故建议木结构建筑的水平层间位移不应超过结构层高的1/250 。

4.1.13 木构件腐朽或被虫蛀将严重影响木结构建筑的使用年限，因而，要求必须采取相应的防腐和防虫措施，以确保木结构建筑达到设计使用年限。确保木结构耐久性的基本原则应采用整体防护原则，从设计、施工、材料选择、维护维修出发，针对不同区域、具体位置的气候、腐朽和白蚁危害程度，延长使用寿命，提高耐久性。在所有这些措施中，合理设计和施工应该是最为根本的措施，可以最为有效地提高整个建筑的性能和使用寿命。

4.1.14 本条为强制性条文。胶合结构的承载能力首先取决于胶的强度及其耐久性。因此，对胶的质量要有严格的要求：
1 应保证胶缝的强度不低于木材顺纹抗剪和横纹抗拉的强度。
因为不论在荷载作用下或由于木材胀缩引起的内力，胶缝主要是受剪应力和垂直于胶缝方向的正应力作用。一般说来，胶缝对压应力的作用总是能够胜任的。因此，关键在于保证胶缝的抗剪和抗拉强度。当胶缝的强度不低于木材顺纹抗剪和横纹抗拉强度时，就意味着胶连接的破坏基本上沿着木材部分发生，这也就保证了胶连接的可靠性。
2 应保证胶缝工作的耐久性。
胶缝的耐久性取决于它的抗老化能力和抗生物侵蚀能力。因此，主要要求胶的抗老化能力应与结构的用途和使用年限相适应。但为了防止使用变质的胶，故提出对每批胶均应经过胶结能力的检验，合格后方可使用。
所有胶种必须符合有关环境保护的规定。对于新的胶种，在使用前必须提出经过主管机关鉴定合格的试验研究报告为依据，通过试点工程验证后，方可逐步推广应用。

4.2.2 参考抗震规范中对“8、9度框架结构房屋防震缝两侧结构层高相差较大时，可根据需要在防震缝两侧沿房屋全高各设置不少于两道垂直于防震缝的抗撞墙”的规定，对木结构建筑设置抗震缝作出类似的规定。“防震缝两侧均应设置墙体”不仅仅是针对轻型木结构，对于梁柱式木结构也适用。

4.2.6 “结构基本周期的水平地震影响系数α1应取水平地震影响系数最大值”是根据同济大学对8个足尺轻型木结构房屋模型的基本自振周期的实测数据及试验结果分析确定。在同济大学的试验中可知，房屋基本自振周期与剪力墙刚度、激振程度及扭转等因素密切相关，仅考虑房屋的高度是不够的；采用“原2003版规范”第9.2.2条的规定所得周期小于结构的实测基本自振周期，且随着抗侧剪力墙长度的减小、激振程度的增大、结构不对称性的增强等两者差值不断增大。因此，本标准建议对于3层及以下轻型木结构房屋的地震影响系数直接取最大值。

4.2.7 以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度分布比较均匀的胶合木结构或其他梁柱式木结构建筑的结构基本自振周期，目前无法给出具体的计算公式，因此本标准建议由计算机整体分析模型进行计算。对于抬梁式、穿斗式等传统木结构，其基本自振周期大约在0.4s～0.7s之间。对于抬梁式和穿斗式的基本自振周期，可以考虑按照其自振周期的范围、计算机整体分析模型互相参照进行确定。

4.2.8 对于不规则的木结构建筑的抗震验算参照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的相关规定，宜采用振型分解反应谱法计算。