木结构规范

木结构设计规范主要符号作用效应M--弯矩设计值；N--轴心力设计值；Nb--保险螺栓承受的拉力设计值；V--剪力设计值σt--轴心受拉应力设计值；σe--轴心受压应力设计值；σm--受弯应力设计值；τ--受剪应力设计值；w--受弯构件的挠度。材料性能和抗力E--木材顺纹弹性模量；ft--木材顺纹抗拉强度设计值；fe--木材顺纹抗压及承压强度设计值；fe,90--木材横纹承压强度设计值；fcα--木材斜纹承压强度设计值；+fm--木材抗弯强度设计值；fv--木材顺纹抗剪强度设计值；Nv--连接物每一剪面的设计承载力；[w]--受弯构件的容许挠度值。几何参数A--毛截面面积；An--净截面面积；A0--截面的计算面积；Ac--承压面面积；Av--剪面面积；时间:2003-12-2910:28:18|[][]1/50I--毛截面惯性矩；S--毛截面面积矩；W--毛截面抵抗矩；Wn--净截面抵抗矩；b--截面宽度；bv--剪面宽度；d--直径；h--截面高度；i--回转半径；l--长度或跨度；l0--受压构件计算长度；lv--剪面长度；r--半径；re--弧形构件的曲率半径；s--螺栓、钉等的间距；t--钢板、层板的厚度；α--夹角；η--坡度；λ--长细比；计算系数φ--轴心受压构件稳定系数；kv--螺栓或钉连接设计承载力的计算系数；ψa--螺栓连接中考虑木材斜纹承压的降低系数；ψv--考虑沿剪面长度剪应力分布不匀的强度降低系数；ψm--弧形木构件抗弯强度修正系数。第一章总则第1.0.1条为使木结构的设计贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量和节约木材，特制订第1.0.2条本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的承重木结构(包括由木板组成的承重胶合木结构)的设计。第1.0.3条本规范的设计原则是根据国家标准《建筑结构设计统一标准》GBJ68-84制订的。第1.0.4条承重木结构应在正常温度和湿度环境中的房屋结构和构筑物中使用。2/50凡处于下列生产、使用条件的房屋和构筑物不应采用木结构：一、极易引起火灾；二、受生产性高温影响，木材表面温度高于50℃；三、经常受潮且不易通风。第1.0.5条本结构的设计，除应遵守本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。第二章材料第一节木材第2.1.1条承重结构用的木材，应从本规范表3.2.1-1所列的树种中选用。主要的承重构件宜采用针叶材；重要的木制连接应采用细密、直纹、无节和无其他缺陷的耐腐的硬质阔叶材。在确保工程质量的前提下，可逐步扩大树种的利用。当采用新利用树种木材作承重结构时，可按本规范附录一的要求进行设计。第2.1.2条承重结构用的木材，其材质可分为三级。设计时，应根据构件的受力种类按表2.1.2-1的要求选用适当等级的木材。承重结构木构件材质等级表2.1.2.-1注：1.屋面板、挂瓦条等次要构件可根据各地习惯选材，本规范不统一规定其材质等级。2.本表中木材材质等级系按承重结构的受力要求分级，其选材应符合本规范附录二材质标准的规定，不得用一般商品材的等级标准胶合木结构用的木材材质，亦分为三级。设计时，应根据胶合木构件的受力种类和部位，按表2.1.2-2的要求选用适当等级的木材。胶合木构件材质等级表2.1.2.-13/50注：1.h--截面高度。2.同表2.1.2-1注2。选用的各等级木材的材质标准，应符合本规范附录二的规定。第2.1.3条在制作构件时，木材含水率应符合下列要求：一、对于原木或方木结构不应大于25%；二、对于板材结构及受拉构件的连接板不应大于18%；三、对于木制连接件不应大于15%；四、对于胶合木结构不应大于15%，且同一构件各木板间的含水率差别不应大于5%。第2.1.4条当受条件限制需直接使用湿材制作原木或方木结构时，应符合下列规定：一、桁架下弦宜选用型钢或圆钢。当采用木下弦时，宜采用原木或“破心下料”(图2.1.4)的方木。二、桁架受拉腹杆应采用圆钢，以便于调整。三、在计算和构造上应符合本规范有关湿材的规定。四、板材结构及受拉构件的连接板等，不应使用湿材制作。五、在房屋或构筑物建成后，应加强结构的检查和维护，结构的检查和维护可按本规范附录三的规定进行。4/50图2.1.4“破心下料”的方木第二节钢材第2.2.1条承重木结构中用的钢材，宜采用符合国家现行的《普通碳素结构钢技术条件》规定的平炉或氧转炉3号钢。对于承受振动荷载或计算温度低于-30℃的结构，宜采用3号镇静钢。第2.2.2条螺栓材料应采用符合国家现行《普通碳素结构钢技术条件》规定的3号钢。第2.2.3条钢构件焊接用的焊条，应符合国家现行《低碳钢及低合金高强度钢焊条》规定的要求。焊条的型号应与主体金属强度相第2.2.4条用于承重木结构中的钢材，应具有抗拉强度、伸长率、屈服点和硫、磷含量的合格保证。对焊接的构件尚应具有碳含量钢木桁架的圆钢下弦，直径d不小于20mm的拉杆或计算温度低于-30℃条件下的钢构件，尚应具有冷弯试验的合格保证。第三节结构用胶第2.3.1条承重结构使用的胶，应保证其胶合强度不低于木材顺纹抗剪和横纹抗拉的强度。胶连接的耐水性和耐久性，应与结构的用途和使用年限相适应。第2.3.2条对于在使用中有可能受潮的结构以及重要的建筑物，应采用耐水胶(如苯酚甲醛树脂胶等)；对于在室内正常温、湿度环境中使用的一般胶合木结构，可采用中等耐水性胶(如尿酚醛树脂胶或尿素甲醛树脂胶等)。承重结构用胶，除应具有出厂合格证明外，尚应在使用前按本规范附录四的规定检验其胶粘能力。第三章基本设计规定第一节设计原则第3.1.1条本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以分项系数设计表达式进行计算。第3.1.2条木结构的计算，应考虑下列两种极限状态：一、承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力；二、正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用的某项规定容许值。对于所有结构均应按承载能力极限状态计算其强度及稳定性。对于在使用时变形值须受限制的结构，应按正常使用极限状态的要求验算其变形。5/50第3.1.3条设计木结构时，荷载应按国家标准《建筑结构荷载规范》GBJ9-87的规定执行。对于承载能力极限状态，应采用荷载效应的基本组合进行设计；对正常使用极限状态，应采用荷载的短期效应组合进行设计。第3.1.4条设计木结构时，应根据结构破坏产生的后果，采用不同的安全等级。在一般情况下，工业与民用房屋和一般构筑物的木结构，其安全等级可取为二级。对于特殊建筑物的木结构，其安全等级可根据具体要求另行确定。本规范所有设计指标均按安全等级为二级确定。第3.1.5条木结构中的钢构件设计，应遵守国家现行《钢结构设计规范》的规定。第二节设计指标和容许值第3.2.1条在正常情况下，木材的强度设计值及弹性模量，应按表3.2.1-1采用。对于下列情况，表3.2.1-1中的设计指标，尚应按下列规定予以调整：常用树种木材的强度设计值和弹性模量(N/mm2)表3.2.1-1注：1.对位于木构件端部(如接头处)的拉力螺栓垫板，其计算中所取的木材横纹承压强度设计值，应按“局部表面及齿面”一栏的2.木材树种归类说明见本规范附录五。6/50一、在本规范表3.2.1-2所列的使用条件下，木材的强度设计值和弹性模量，应乘以该表的调整系数。木材强度设计值和弹性模量的调整系数表3.2.1-2注：1.仅有恒荷载或恒荷载所产生的内力超过全部荷载所产生的内力的80%时，应单独以恒荷载进行验算。2.当若干条件同时出现，表列各系数应连乘。二、当采用原木时，若验算部位未经切削，其顺纹抗压和抗弯强度设计值和弹性模量可提高15%。三、当构件矩形截面的短边尺寸不小于150mm时，其抗弯强度设计值可提高10%。四、当采用湿材时，各种木材的横纹承压强度设计值和弹性模量，以及落叶松木材的抗弯可是度设计值宜降低10%。第3.2.2条木材斜纹承压的强度设计值，可按下列公式确定：式中fcα--木材斜纹承压的强度设计值(N/mm2)；α--作用力方向与木纹方向的夹角(°)。7/50木材斜纹承压强度设计值亦可根据fc、fc，90和α数值从图3.2.2查得。图3.2.2木材斜纹承压强度设计值8/50第3.2.3条受弯构件的计算挠度，不应超过表3.2.3的容许挠度值。受弯构件的容许挠度值表3.2.3注：表中l--受弯构件的计算跨度。第3.2.4条验算桁架受压构件的稳定时，其计算长度l0应按下列规定采用：一、平面内：取节点中心间的距离；二、平面外：屋架上弦取锚固檩条间的距离；腹杆取节点中心间的距离；在杆系、框架及类似结构中的受压下弦，取侧向支撑点间第3.2.5条受压构件的长细比，不应超过表3.2.5的容许长细比。受压构件的容许长细比表3.2.5第3.2.6条原木构件沿其长度的直径变化率，可按每米9mm(或当地经验数值)采用。验算挠度和稳定时，可取构件的中央截面；验算抗弯强度时，可取最大弯矩处的截面。注：标注原木直径时，应以小头为准。第3.2.7条承重木结构中的钢构件部分，其强度设计值和设计容许值应按国家现行《钢结构设计规范》采用。第3.2.8条当采用两根圆钢共同受拉时，宜将钢材的强度设计值乘以0.85的调整系数。对圆钢拉杆应验算螺纹部分的净截面受拉，其强度设计值应按国家现行《钢结构设计规范》粗制螺栓的数值采用。9/50第四章木结构构件的计算第一节轴心受拉和轴心受压构件第4.1.1条轴心受拉构件的承载能力，应按下式验算：式中ft--木材顺纹抗拉强度设计值(N/mm2)；σt--轴心受拉应力设计值(N/mm2)；N--轴心拉力设计值(N)；An--受拉构件的净截面面积(mm2)。计算An时应将分布在150mm长度上的缺孔投影在同一截同上扣除。第4.1.2条轴心受压构件的承载能力，应按下列公式验算：一、按强度验算二、按稳定验算式中fc--木材顺纹抗压强度设计值(N/mm2)；σe--轴心受压应力设计值(N/mm2)；N--轴心压力设计值(N)；An--受压构件的净截面面积(mm2)；An--受压构件截面的计算面积(mm2)，按本规范第4.1.3条确定；φ--轴心受压构件稳定系数，按本规范第4.1.4条确定。第4.1.3条受压构件截面的计算面积，应按下列规定采用：一、无缺口时，取式中A--受压构件的毛截面面积(mm2)。10/50二、缺口不在边缘时(图4.1.3a)，取A0=0.9A三、缺口在边缘且为对称时(图4.1.3b)，取A0=An四、缺口在边缘但不对称时(图4.1.3c)，应按偏心受压构件计算五、验算稳定时，螺栓孔可不作为缺口考虑。第4.1.4条轴心受压构件的稳定系数，应根据不同树种的强度等级按下列公式计算：一、树种强度等级为TC17、TC15及TB20：11/50二、树种强度等级为TC13、TC11、TB17及TB15：式中φ--轴心受压构件稳定系数；λ--构件的长细比，按本规范第4.1.5条确定。轴心受压构件稳定系数亦可根据不同的树种强度等级与木构件的长细比从附录六的附表中查得。第4.1.5条构件的长细比，不论构件截面上有无缺口，均应按下列公式计算：式中l0--受压构件的计算长度(mm);i--构件截面的回转半径(mm);I--构件的毛截面惯性矩(mm4);A--构件的毛截面面积(mm2);受压构件的计算长度，应按实际长度乘以下列系数：两端铰接1.0一端固定，一端自由2.0一端固定，一端铰接0.8第二节受弯构件第4.2.1条受弯构件的抗弯承载能力，应按下式验算：式中fm--木材抗弯强度设计值(N/mm2)；σm--受弯应力设计值(N/mm2)；M--弯矩设计值(N·mm2)；Wn--构件的净截面抵抗矩(mm3)；12/50第4.2.2受弯构件的抗剪承载能力，应按下式验算：式中fv--木材顺纹抗剪强度设计值(N/mm2)；τ--受剪应力设计值(N/mm2)；V--剪力设计值(N)；I--构件的毛截面惯性矩(mm4)；b--构件的截面宽度(mm)；S--剪切面以上的毛截面面积对中和轴的面积矩(mm3)；第4.2.3