木结构设计规范 GBJ588.docx
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木结构设计规范GBJ588
木结构设计规范GBJ5—88
主编部门：
中华人民共和国原城乡建设环境保护部
批准部门：
中华人民共和国建设部
施行日期：
1989年7月1日
关于发布国家标准《木结构设计规范》的通知
（88）建标字第272号
根据原国家建委（81）建发设字第546号文的要求，由中国建筑西南设计院、四川省建筑科学研究院及哈尔滨建筑工程学院会同有关单位共同修订的《木结构设计规范》，已经有关部门会审，现批准修订后的《木结构设计规范》GBJ5—88为国家标准，自一九八九年七月一日起施行。
原《木结构设计规范》GBJ5—73自一九九一年一月一日起废止。
本规范由建设部管理，具体解释工作由中国建筑西南设计院负责。
出版发行由中国建筑工业出版社负责。
中华人民共和国建设部
一九八八年十月十四日
修订说明
本规范是根据原国家建委（81）建发设字第546号文的要求，由中国建筑西南设计院、四川省建筑科学研究院及哈尔滨建筑工程学院会同国内有关科研、设计、施工单位和高等院校对《木结构设计规范》（GBJ5—73）修订而成。
本规范在修订过程中，修订组组织了全国有关设计、科研和高等院校，按统一的计划要求，进行了大量的调查研究和科学试验；总结了近年来国内工程实践经验和科研成果；参考了有关的国际标准和国外先进标准，在广泛征求全国有关单位的意见后，经反复修改，最后由我部会同有关部门审查定稿。
本规范共分八章和十一个附录。
这次修订的主要内容有：
根据国家标准《建筑结构设计统一标准》GBJ68—84的规定，采用以概率理论为基础的极限状态设计；全面校准可靠度指标β值，改进材料强度分级方法；轴心受压构件稳定系数改用两条曲线；改进压弯构件承载能力的计算公式；修正齿连接计算系数值；增加胶合木结构内容；增加木结构设计对施工质量要求的内容，以及完善木结构防腐、防虫药剂和增加木结构防火措施等内容。
本规范必须与按1984年国家批准发布的《建筑结构设计统一标准》GBJ68—84制订、修订的《建筑结构荷载规范》GBJ9—87等各种建筑结构设计标准规范配套使用，不得与未按《建筑结构设计统一标准》GBJ68—84制订、修订的国家各种建筑结构设计标准规范混用。
为了进一步提高本规范的修订水平，请各单位在执行本规范过程中，注意积累资料，总结经验，如有需要修改和补充之处，请将意见和有关资料寄交中国建筑西南设计院（四川成都金华街）以供今后修订时参考。
中华人民共和国建设部
一九八八年七月
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,特制订本规范。
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。
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条木结构的设计，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；重要的木制连接件应采用细密、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
项次
构件类别
村质等级
1
2
3
受拉或拉弯构件
受弯或压弯构件
受压构件及次要受弯构件（如吊顶小龙骨等）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
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代替。
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。
胶合木构件的材质等级表 表2.1.2－2
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。
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》规定的平炉或氧气转炉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适应。
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的合格保证。
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。
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/） 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”一栏的数值采用。
2．木材树种归类说明见本规范附录五。
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
项次
使用条件
调整系数
强度设计值
弹性模量
1
2
3
4
5
露天结构
在生产性高温影响下，木材表面温度达40～50℃
恒荷载验算（注1）
木构筑物
施工荷载
0.9
0.8
0.8
0.9
1.3
0.85
0.8
0.8
1.0
1.0
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强度设计值宜降低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——木材斜纹承压的强度设计值（N/）；
α——作用力方向与木纹方向的夹角（°）。
木材斜纹承压强度设计值亦可根据、，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
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
项次
构件类别
容许挠度值［ω］
1
檩条
l≤3.3m
l/200
l＞3.3m
l/250
2
缘条
l/150
3
抹灰吊顶中的受弯构件
l/250
4
楼板梁和搁栅
l/250
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，取侧向支撑点间的距离。
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
项次
构件类别
容许长细比［λ］
1
结构的主要构件（包括桁架的弦杆、支座处的竖杆或斜杆以及承重柱等）
120
2
一般构件
150
3
支撑
200
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。
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——木材顺纹抗拉强度设计值（N/）；
——轴心受拉应力设计值（N/）；
Ｎ——轴心拉力设计值（N）：
——受拉构件的净截面面积（）。
计算时应将分布在150mm长度上的缺孔投影在同一截面上扣除。
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——木材顺纹抗压强度设计值（Ｎ/）；
——轴心受压应力设计值（Ｎ/）；
Ｎ——轴心压力设计值（N）；
——受压构件的净截面面积（）；
——受压构件截面的计算面积（），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＝A
式中A——受压构件的毛截面面积（）。
二、缺口不在边缘时（图4.1.3α），取＝0.9A
三、缺口在边缘且为对称时（图4.1.3b），取＝
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。
图4.1.3受压构件缺口示意图
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
二、树种强度等级为
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——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（）；
Ａ——构件的毛截面面积（）。
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——木材抗弯强度设计值（N/）；
——受弯应力设计值（N/）；
Ｍ——弯矩设计值（N·mm）；
——构件的净截面抵抗矩（）。
第4.2.2条受弯构件的抗剪承载能力，应按下式验算：
式中——木材顺纹抗剪强度设计值（N/）；
τ——受剪应力设计值（N/）；
Ｖ——剪力设计值（N）；
Ｉ——构件的毛截面惯性矩（）；
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（）。
第4.2.3条受弯构件的挠度，应按下式验算：
ω≤［ω］ （4.2.3）
式中［ω］——受弯构件的容许挠度值（mm），应按本规范表3.2.3采用；
ω——构件按荷载短期效应组合计算的挠度（mm）。
第4.2.4条双向受弯构件，应按下列公式验算：
一、按承载能力验算
二、按挠度验算
式中——对构件截面x轴和y轴的受弯应力设计值（N/）；
ωx和ωy——按荷载短期效应组合计算的沿构件截面x轴和y轴方向的挠度（mm）。
对构件截面x轴和y轴的受弯应力设计值按下列公式计算：
式中Mx和My——对构件截面x轴和y轴的弯矩设计值（N·mm）；
Wnx和Wny——对构件截面x轴和y轴的净截面抵抗矩（）。
第三节拉弯和压弯构件
第4.3.1条拉弯构件的承载能力，应按下式验算：
第4.3.2条压弯构件的承载能力，应按下列公式验算：
式中φm——考虑轴心力和横向弯矩共同作用的折减系数。
当验算垂直于弯矩作用平面的稳定时，可按本规范公式（4.1.2－2）验算，不考虑弯矩的影响。
当仅验算压弯构件的截面强度，不考虑轴心受压构件稳定系数φ值的影响时，可按下式验算：
第五章木结构连接的计算
第一节齿连接
第5.1.1条齿连接可采用单齿（图5.1.1－1）或双齿（图5.1.1－2）的形式，并应符合下列规定：
一、齿连接的承压面，应与所连接的压杆轴线垂直。
二、单齿连接应使压杆轴线通过承压面中心。
三、木桁架支座节点的上弦轴线和支座反力的作用线，当采用方木或板材时，宜与下弦净截面的中心线交汇于一点；当采用原木时，可与下弦毛截面的中心线交汇于一点。
此时，刻齿处的截面可按轴心受拉验算。
四、齿连接的齿深，对于方木不应小于20mm；对于原木不应小于30mm。
桁架支座节点齿深不应大于h/3（h为沿齿深方向的构件截面高度）。
中间节点的齿深不应大于h/4。
双齿连接中，第二齿的齿深应比第一齿的齿深至少大20mm。
单齿和双齿第一齿的剪面长度不应小于4.5倍齿深。
当采用湿材制作时，水桁架支座节点齿连接的剪面长度应比计算值加长50mm。
第5.1.2条单齿连接应按下列公式验算：
一、按木材承压
式中——木材斜纹承压强度设计值（N/），按本规范第3.2.2条确定；
——承压应力设计值（N/）；
Ｎ——轴心压力设计值（N）；
——齿的承压面积（）。
二、按木材受剪
式中——木材顺纹抗剪强度设计值（N/）；
τ——受剪应力设计值（N/）；
V——剪力设计值（N）；
——剪面计算长度，其取值不得大于8倍齿深；
——剪面宽度；
——考虑沿剪面长度剪应力分布不匀的强度降低系数，可按表5.1.2采用。
单齿连接的强度降低系数 表5.1.2
/
4.5
5
6
7
8
0.95
0.89
0.77
0.70
0.64
第5.1.3条双齿连接的承压，应按本规范公式5.1.2－1验算，但其承压面面积应取两个齿承压面面积之和。
双齿连接的受剪，仅考虑第二齿剪面的工作。
验算时，仍应采用本规范公式5.1.2－2，并符合下列规定：
一、受剪应力设计值τ，应按连接中全部剪力设计值V计算。
二、剪面计算长度的取值不得大于10倍齿深。
三、双齿连接考虑沿剪面长度剪应力分布不匀的强度降低系数，值应按表5.1.3采用。
双齿连接的强度降低系数 表5.1.3
/
6
7
8
10
1.00
0.93
0.85
0.71
第5.1.4条桁架支座节点采用齿连接时,必须设置保险螺栓。
保险螺栓应与上弦轴线垂直。
保险螺栓所承受的拉力设计值,应按下式确定：
式中——保险螺栓所承受的拉力设计值（N）；
N——上弦的轴心压力设计值（N）；
α——上弦与下弦的夹角（°）。
保险螺栓宜选用3号钢制作，其强度设计值尚应乘以1.25的调整系数。
设计齿连接时，不应考虑保险螺栓与齿共同作用。
双齿连接宜选用两个直径相同的保险螺栓（图5.1.1－2），但不应考虑本规范第3.2.8条的调整系数。
附木应与下弦钉牢，钉子数量可按构造布置确定。
第二节螺栓连接和钉连接
第5.2.1条螺栓连接和钉连接中可采用双剪连接（图5.2.1－1）或单剪连接（图5.2.1－2）。
连接木构件的最小厚度,应符合表5.2.1的要求。
螺栓连接和钉连接中木构件的最小厚度 表5.2.1
连接形式
螺栓连接
钉连接
d＜18mm
d≥18mm
双剪连接
（图5.2.1－1）
c≥5d
a≥2.5d
c≥5d
a≥4d
c≥8d
a≥4d
单剪连接
（图5.2.1－2）
a≥7d
a≥2.5d
c≥7d
a≥4d
c≥10d
a≥4d
注：
表中c——中部构件的厚度或单剪连接中较厚构件的厚度；
a——边部构件的厚度或单剪连接中较薄构件的厚度；
d——螺栓或钉的直径。
对于钉连接，表5.2.1中木构件厚度ａ或ｃ值，应取钉在该构件中的实际有效长度。
在未被钉穿的构件中，计算钉的实际有效长度时，应扣去钉尖长度（按1.5d计）。
若钉尖穿出最后构件的表面，则该构件计算厚度也应减少1.5d。
第5.2.2条当木构件最小厚度符合本规范表5.2.1的要求时，螺栓连接或钉连接每一剪面的设计承载力应按下式确定：
式中——每一剪面的设计承载力（N）；
——木材顺纹承压强度设计值（N/）；
ｄ——螺栓或钉的直径（mm）；
——螺栓或钉连接设计承载力的计算系数，按表5.2.2采用。
螺栓或钉连接承载力的计算系数
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