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木结构规范
木结构规范要求
1总则
1.0.1 为在木结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，保证安全和人体健康，保护环境及维护公共利益制订本规范。
1.0.2 本规范适用于建筑工程中承重木结构的设计。
1.0.3 本规范的设计原则系根据国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068制定。
1.0.4 承重木结构宜在正常温度和湿度环境下的房屋结构中使用。
未经防火处理的木结构不应用于极易引起火灾的建筑中；未经防潮、防腐处理的木结构不应用于经常受潮且不易通风的场所。
1.0.5 在确保工程质量前提下，可逐步扩大树种（例如速生树种）的利用。
1.0.6 木结构的设计，除应遵守本规范外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。
2术语与符号
2.1术语
2.1.1 木结构 timberstructure
以木材为主制作的结构。
2.1.2 原木 log
伐倒并除去树皮、树枝和树梢的树干。
2.1.3 锯材 sawnlumber
由原木锯制而成的任何尺寸的成品材或半成品材。
2.1.4 方木 squaretimber
直角锯切且宽厚比小于3的、截面为矩形（包括方形）的锯材。
2.1.5 板材 plank
宽度为厚度三倍或三倍以上矩形锯材。
2.1.6 规格材 dimensionlumber
按轻型木结构设计的需要，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 胶合材 gluedlumber
以木材为原料通过胶合压制成的柱形材和各种板材的总称。
2.1.8 木材含水率 moisturecontentofwood
通常指木材内所含水分的质量占其烘干质量的百分比。
2.1.9 顺纹 paralleltograin
木构件木纹方向与构件长度方向一致。
2.1.10 横纹 perpendiculartograin
木构件木纹方向与构件长度方向相垂直。
2.1.11 斜纹 atanagnletograin
木构件木纹方向与构件长度方向形成某一角度。
2.1.12 层板胶合木 gluedlaminatedtimber（Glulam）
以厚度不大于45mm的木板叠层胶合而成的木制品。
2.1.13 普通木结构 Sawnandroundtimberstructures
承重构件采用方木或圆木制作的单层或多层木结构。
2.1.14 轻型木结构 lightwoodframeconstruction
用规格材及木基结构板材或石膏板制作的木构架墙体、楼板和屋盖系统构成的单层或多层建筑结构。
2.1.15 墙骨柱 stud
轻型木结构房屋墙体中按一定间隔布置的竖向承重骨架构件。
2.1.16 木材目测分级 visuallystress-gradedlumber
用肉眼观测方式对木材材质划分等级。
2.1.17 木材机械分级 machinestress-ratedlumber
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木材的材质等级。
2.1.18 齿板 turssplate
经表面处理的钢板冲压成带齿板，用于轻型桁架节点连接或受拉杆件的接长。
2.1.19 木基结构板材 wood-basedstructural-usepanels
以木材为原料（旋切材，木片，木屑等）通过胶合压制成的承重板材，包括结构胶合板和定向木片板。
2.1.20 轻型木结构的剪力墙 shearwalloflightwoodframeconstruction
面层用木基结构板材或石膏板、墙骨柱用规格材构成的用以承受竖向和水平作用的墙体。
2.2符号
2.2.1作用和作用效应
N——轴向力设计值；
Nb——保险螺栓所承受的拉力设计值；
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；
V——剪力设计值；
δmx、δmy——对构件截面x轴和y轴的弯曲应力设计值；
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
E——木材顺纹弹性模量；
fc——木材顺纹抗压及承压强度设计值；
fca——木材斜纹承压强度设计值；
fm——木材抗弯强度设计值；
ft——木材顺纹抗拉强度设计值；
fv——木材顺纹抗剪强度设计值；
[ω]——受弯构件的挠度限值；
[Nv]——螺栓或钉连接每一剪面的承载力设计值。
2.2.3几何参数
A——构件全截面面积；
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；
b——构件的截面宽度；
bv——剪面宽度；
d——螺栓或钉的直径；
e0——构件的初始偏心距；
h——构件的截面高度；
hn——受弯构件在切口处净截面高度；
I——构件的全截面惯性矩；
i——构件截面的回转半径；
l0——受压构件的计算长度；
S——剪切面以上的截面面积对中性轴的面积矩；
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——构件的长细比。
2.2.4计算系数及其他
φ——轴心受压构件的稳定系数；
φ1——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-y方向按长细比λy，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；
kv——螺栓或钉连接设计承载力的计算系数。
3材料
3.1木材
3.1.1 承重结构用木材，首次增加了“规格材”。
3.1.2 我国对普通承重结构所用木材的分级，历来按其材质分为三级。
这次修订规范未对该材质标准进行修改。
3.1.3 为了便于使用，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：
l 木节
由图l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，规范组曾以云南松、杉木、冷杉和马尾松为试件，进行了158根构件试验，并根据其结构制订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，早期一直沿用前苏联的规定。
过去修订规范时曾对其使用效果进行了调查。
结果表明：
l）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。
为了估计标准中斜纹限值加严后对成批木材合格率的影响，规范修订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（见表l）。
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甚不利。
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，相差十分悬殊。
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，规范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。
3.1.4 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，木材进口量还可能增加，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。
3.1.5 由于我国常用树种的木材资源已不能满足需要，过去一些不常用的树种木材，特别是阔叶材中的速生树种，在今后木材供应中将占一定的比例。
过去修订规范时，曾组织了对这方面问题的调查研究和专题科研工作，其主要情况如下：
1 从16个省（市、自治区）的调查结果来看，以往阔叶材主要用于传统的民居建筑，并且主要是用作柱子、搁栅、檩条和中国式梁架结构的构件。
后来才逐渐在地方工业小厂房和民用建筑中用作构件，但跨度一般都比较小。
2 由于木材主要用于受压和受弯，一般所选用的截面尺寸也较大，所以受木材干缩裂缝等缺陷的影响不甚显著。
但有些软质阔叶材，例如杨木之类在长期荷载作用下，其挠度远比针叶材大，故使用单位多建议规范应适当降低这类木材的弹性模量。
3 各地对使用阔叶材都有一条共同的经验，即保证工程质量的关键在于能否做好防腐和防虫处理。
过去在维修民居建筑中遇到的也几乎都是因腐朽和虫蛀而发生的问题。
因此，多年来中国林业科学研究院木材工业研究所、热带林业研究所、铁道部铁道科学研究院、广东省建筑科学研究所、福建省建筑科学研究所和广东、福建等省的有关单位在这方面都做了大量研究工作，对防腐防虫药剂有一定的创新。
根据调查和有关试验研究的成果，经讨论认为：
l 对于扩大树种利用的问题，应持积极、慎重的态度，坚持一切经过试验的原则。
使用前，必须经过荷载试验和试点工程的考验。
只有在取得成熟经验后，才能逐步扩大其应用范围。
2 由于过去主要是民间使用，因而在当前工程建设中应作为新利用树种木材对待。
在规范中应与常用木材分开，另作专门规定，列入附录中。
3 迄今为止只有在受压和受弯构件中应用的经验较多，作为受拉构件尚嫌依据不足，为确保工程质量，现阶段仅推荐在木柱、搁栅、檩条和较小跨度的钢木桁架中使用。
4 考虑到设计经验不足和过去民间建筑用料较大等情况，在确定新利用树种木材的设计指标时，不宜单纯依据试验值，而应按工程实践经验作适当降低的调整。
5 规范应强调防腐和防虫的重要性，并从通风防潮和药剂处理两方面采取措施，以保证使用的安全。
根据以上讨论，制订了列入本规范附录B的内容。
3.1.6 前一时期，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，以至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。
3.1.8、3.1.9 关于胶合用材等级及其材质标准
胶合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。
3.1.10 本条对轻型木结构中使用的木基结构板材、工字形木搁栅和结构复合材的材料作了规定。
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，考虑到在施工过程中，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、3 当国内尚无国家标准，经研究，可采用有关的国际标准。
例如，对于工字形木搁栅，可采用ASTMDSO55；对于结构复合材，可采用ASTMD5456。
3.1.11、3.1.12 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。
我国规格材定为七等，规定了每等的材质标准与我国传统方法一样采用目测法分等，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。
3.1.13 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，其截面平均含水率均为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。
但应说明的是，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。
3.1.14 本规范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。
针对这几方面问题，规范采取了下列措施：
l 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，显然减小了开裂程度。
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，既要求原木的径级至少在32Omm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。
因此规范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钢材
3.2.1、12.2 本规范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Q235钢材为主。
这种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。
3.2.3 有的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。
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“尚应具有冷弯试验合格保证”的补充规定。
3.3结构用胶
3.3.1、3.3,2 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：
l 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基本设计规定
4.1设计原则
4.1.1 根据《统一标准》GB50068规定，本规范仍采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。
在本次修订过程中，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（木结构部分参见《木结构抗力统计参数的研究》一文）。
在统计分析中，还参考了国内外有关文献所推荐的、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，反演得到按原规范设计的各类构件，其可靠指标β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β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，β均符合《统一标准》要求。
4.1.2、4.1.5 根据《统一标准》作出的规定。
4.1.6、4.1.8 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《建筑结构荷载规范》GB50009（以下简称荷载规范）制订。
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 荷载按国家现行荷载规范施行，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，不得擅自改变。
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，按荷载的标准值进行计算，并只考虑荷载的短期效应组合，而不考虑长期效应的组合。
4.1.7 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
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