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基本信息
标准编号 GB 50005-2017 (GB50005-2017)
中文名称 木结构设计标准
英文名称 Standard for design of timber structures
行业 国家标准
中标分类 P23
字数估计 238,260
发布日期 2017-11-20
实施日期 2018-08-01
旧标准 (被替代) GB 50005-2003
标准依据 住房和城乡建设部公告2017年第1745号
发布机构 中华人民共和国住房和城乡建设部;中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

GB 50005-2017: 木结构设计标准 GB 50005-2017 英文名称: Standard for design of timber structures 1 总 则 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。 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。 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。 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。 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 structural panels 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。 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。 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。 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 construction 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。 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。 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 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--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--耐火极限; β--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-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; 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。 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。 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。 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。 3.1.5 在木结构工程中使用进口木材应符合下列规定: 1 应选择天然缺陷和干燥缺陷少、耐腐性较好的树种; 2 应有经过认可的认证标识,并应附有相关技术文件; 3 应符合国家对木材进口的动物植物检疫的相关规定; 4 应有中文标识,并应按国别、等级、规格分批堆放,不应混淆;储存期间应防止霉变、腐朽和虫蛀; 5 首次在我国使用的树种应经试验确定物理力学性能后按本标准要求使用。 3.1.6 轻型木结构用规格材可分为目测分级规格材和机械应力分级规格材。目测分级规格材的材质等级分为七级;机械分级规格材按强度等级分为八级,其等级应符合表3.1.6的规定。 3.1.7 轻型木结构用规格材截面尺寸应符合本标准附录B第B.1.1条的规定。对于速生树种的结构用规格材截面尺寸应符合本标准附录B第B.1.2条的规定。 3.1.8 当规格材采用目测分级时,分级的选材标准应符合本标准附录A第A.3节的规定。当采用目测分级规格材设计轻型木结构构件时,应根据构件的用途按表3.1.8的规定选用相应的材质等级。 3.1.9 在木结构中使用木基结构板、结构复合木材和工字形木搁栅,应符合下列规定: 1 用作屋面板、楼面板和墙面板的木基结构板应符合国家现行标准《木结构覆板用胶合板》GB/T 22349、《定向刨花板》LY/T 1580的相关规定。进口木基结构板应有认证标识、板材厚度以及板材的使用条件等说明。 2 用作梁或柱的结构复合木材的强度应满足设计要求。进口结构复合木材应有认证标识以及其他相关的说明文件。 3 对于用作楼盖和屋盖的工字形木搁栅应符合现行国家标准《建筑结构用木工字梁》GB/T 28985的相关规定。进口工字形木搁栅应有认证标识以及其他相关的说明文件。 3.1.10 胶合木层板应采用目测分级或机械分级,并宜采用针叶材树种制作。除普通胶合木层板的材质等级标准应符合本标准附录A第A.2节的规定外,其他胶合木层板分级的选材标准应符合现行国家标准《胶合木结构技术规范》GB/T 50708及《结构用集成材》GB/T 26899的相关规定。 3.1.11 正交胶合木采用的层板应符合下列规定: 1 层板应采用针叶材树种制作,并应采用目测分级或机械分级的板材; 2 层板材质的等级标准应符合本标准第3.1.10条的规定,当层板直接采用规格材制作时,材质的等级标准应符合本标准附录A第A.3节的相关规定; 3 横向层板可采用由针叶材树种制作的结构复合材; 4 同一层层板应采用相同的强度等级和相同的树种木材(图3.1.11)。 3.1.12 制作构件时,木材含水率应符合下列规定: 1 板材、规格材和工厂加工的方木不应大于19%。 2 方木、原木受拉构件的连接板不应大于18%。 3 作为连接件,不应大于15%。 4 胶合木层板和正交胶合木层板应为8%~15%,且同一构件各层木板间的含水率差别不应大于5%。 5 井干式木结构构件采用原木制作时不应大于25%;采用方木制作时不应大于20%;采用胶合原木木材制作时不应大于18%。 3.1.13 现场制作的方木或原木构件的木材含水率不应大于25%。当受条件限制,使用含水率大于25%的木材制作原木或方木结构时,应符合下列规定: 1 计算和构造应符合本标准有关湿材的规定; 2 桁架受拉腹杆宜采用可进行长短调整的圆钢; 3 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3.1.13)的方木; 4 不应使用湿材制作板材结构及受拉构件的连接板; 5 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标准附录C的规定进行。 3.2 钢材与金属连接件 3.2.1 承重木结构中使用的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢,并应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的有关规定。 3.2.2 对于承重木结构中的钢材,当采用国外进口金属连接件时,应提供产品质量合格证书,并应符合设计要求且应对其材料进行复验。 3.2.3 下列情况的承重构件或连接材料宜采用D级碳素结构钢或D级、E级低合金高强度结构钢: 1 直接承受动力荷载或振动荷载的焊接构件或连接件; 2 工作温度等于或低于-30℃的构件或连接件。 3.2.4 用于承重木结构中的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证,对焊接构件或连接件尚应有含碳量的合格保证。钢木桁架的圆钢下弦直径d大于20mm的拉杆,以及焊接承重结构或是重要的非焊接承重结构采用的钢材,还应具有冷弯试验的合格保证。 3.2.5 选用的普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓》GB/T 5782和《六角头螺栓 C级》GB/T 5780的规定。 3.2.6 高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB/T 1228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T 1229、《钢结构用高强度垫圈》GB/T 1230、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231、《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632的有关规定。 3.2.7 锚栓可采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700中规定的Q235钢或《低合金高强度结构钢》GB/T 1591中规定的Q345钢制成。 3.2.8 钉应符合现行国家标准《钢钉》GB 27704的规定。 3.2.9 钢构件焊接用的焊条,应符合现行国家标准《非合金钢及细晶粒钢焊条》GB/T 5117及《热强钢焊条》GB/T 5118的规定。焊条的型号应与主体金属的力学性能相适应。 3.2.10 金属连接件及螺钉等应进行防腐蚀处理或采用不锈钢产品。与防腐木材直接接触的金属连接件及螺钉等应避免防腐剂引起的腐蚀。 3.2.11 对处于外露环境,且对耐腐蚀有特殊要求的或在腐蚀性气态和固态介质作用下的承重钢构件,宜采用耐候钢,并应符合现行国家标准《耐候结构钢》GB/T 4171的规定。 3.2.12 对于完全外露的金属连接件可采取涂刷防火涂料等防火措施,防火涂料的涂刷工艺应满足设计要求,以及国家现行相关标准的规定。 3.2.13 钢木混合结构中使用的钢材,应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017和《建筑抗震设计规范》GB 50011中对钢材的有关规定。 4 基本规定 4.1 设计原则 4.1.1 本标准应采用以概率理论为基础的极限状态设计法。 4.1.2 本标准所采用的设计基准期应为50年。 4.1.3 木结构设计使用年限应符合表4.1.3的规定。 4.1.4 根据建筑结构破坏后果的严重程度,建筑结构划分为三个安全等级。设计时应根据具体情况,按表4.1.4规定选用相应的安全等级。 注:对有特殊要求的建筑物、文物建筑和优秀历史建筑,其安全等级可根据具体情况另行确定。 4.1.5 建筑物中各类结构构件的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同,对其中部分结构构件的安全等级,可根据其重要程度适当调整,但不应低于三级。 4.1.6 当确定承重结构用材的强度设计值时,应计入荷载持续作用时间对木材强度的影响。 4.1.7 对于承载能力极限状态,结构构件应按荷载效应的基本组合,采用下列极限状态设计表达式: γ0Sd≤Rd 式中:γ0--结构重要性系数,应按现行国家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068的相关规定选用; Sd--承载能力极限状态下作用组合的效应设计值,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009进行计算; Rd--结构或结构构件的抗力设计值。 4.1.8 结构构件的截面抗震验算应采用下列设计表达式: S≤R/γRE 式中:γRE--承载力抗震调整系数; S--地震作用效应与其他作用效应的基本组合;按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011进行计算; R--结构构件的承载力设计值。 4.1.9 对正常使用极限状态,结构构件应按荷载效应的标准组合,采用下列极限状态设计表达式: Sd≤C 式中:Sd--正常使用极限状态下作用组合的效应设计值; C--设计对变形、裂缝等规定的相应限值。 4.1.10 风荷载和多遇地震作用时,木结构建筑的水平层间位移不宜超过结构层高的1/250。 4.1.11 木结构建筑的楼层水平作用力宜按抗侧力构件的从属面积或从属面积上重力荷载代表值的比例进行分配。此时水平作用力的分配可不考虑扭转影响,但是对较长的墙体宜乘以1.05~1.10的放大系数。 4.1.12 风荷载作用下,轻型木结构的边缘墙体所分配到的水平剪力宜乘以1.2的调整系数。 4.1.13 木结构应采取可靠措施,防止木构件腐朽或被虫蛀,应确保达到设计使用年限。 4.1.14 承重结构用胶必须满足结合部位的强度和耐久性的要求,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,并应符合环境保护的要求。 4.1.15 木结构中的钢构件设计,应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的规定。 4.2 抗震设计规定 4.2.1 木结构建筑抗震设计应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的相关规定。 4.2.2 木结构建筑应按现行国家标准《建筑抗震设防分类标准》GB 50223的规定确定其抗震设防类别和相应的抗震设防标准。 4.2.3 木结构建筑的结构体系应符合下列规定: 1 平面布置宜简单、规则,减少偏心。楼层平面宜连续,不宜有较大凹凸或开洞。 2 竖向布置宜规则、均匀,不宜有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度沿竖向自下而上宜均匀变化,竖向抗侧力构件宜上下对齐,并应可靠连接。 3 结构薄弱部位应采取措施提高抗震能力。当建筑物平面形状复杂、各部分高度差异大或楼层荷载相差较大时,可设置防震缝;防震缝两侧的上部结构应完全分离,防震缝的最小宽度不应小于100mm。 4 当有挑檐时,挑檐与主体结构应具有良好的连接。 4.2.4 除木结构混合建筑外,木结构建筑中不宜出现表4.2.4中规定的一种或多种不规则类型。 4.2.5 当木结构建筑的结构不规则时,应进行地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。 4.2.6 当轻型木结构建筑进行抗震验算时,水平地震作用可采用底部剪力法计算。相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数α1可取水平地震影响系数最大值。 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方木原木结构的抗震验算可采用底部剪力法。其结构基本自振周期特性应按空间结构模型计算。 4.2.8 对于扭转不规则或楼层抗侧力突变的轻型木结构,以及质量和刚度沿高度分布不均匀的胶合木结构或方木原木结构的抗震验算,应采用振型分解反应谱法。 4.2.9 木结构建筑的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的相关规定确定。木结构建筑地震作用计算阻尼比可取0.05。 4.2.10 木结构建筑进行构件抗震验算时,承载力抗震调整系数γRE应符合表4.2.10的规定。当仅计算竖向地震作用时,各类构件的承载力抗震调整系数γRE均应取为1.0。 4.2.11 当木结构建筑为本标准表4.2.4中规定的结构不规则建筑时,楼层水平力应按抗侧力构件层间等效抗侧刚度的比例分配,并应同时计入扭转效应对各抗侧力构件的附加作用。 4.2.12 对于抗震设防烈度为8度、9度时的大跨度及长悬臂胶合木结构,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定进行竖向地震作用下的验算。 4.2.13 木结构建筑进行构件抗震验算时,应符合下列规定: 1 对于支撑上下楼层不连续抗侧力单元的梁、柱或楼盖,其地震组合作用效应应乘以不小于1.15的增大系数; 2 对于具有薄弱层的木结构,薄弱层剪力应乘以不小于1.15的增大系数; 3 轻型木结构在验算屋盖与下部结构连接部位的连接强度及局部承压时,应对地震作用引起的侧向力乘以1.2倍的放大系数。 4.2.14 对于楼、屋面结构上设置的围护墙、隔墙、幕墙、装饰贴面和附属机电设备系统等非结构构件,及其与结构主体的连接,应进行抗震设计。非结构构件抗震验算时,连接件的承载力抗震调整系数γRE可取1.0。 4.2.15 抗震设防烈度为8度和9度地区设计木结构建筑,可采用隔震、消能设计。 4.3 强度设计指标和变形值 4.3.1 方木、原木、普通层板胶合木和胶合原木等木材的设计指标应按下列规定确定: 1 木材的强度等级应根据选用的树种按表4.3.1-1和表4.3.1-2的规定采用; 2 木材的强度设计值及弹性模量应按表4.3.1-3的规定采用。 注:计算木构件端部的拉力螺栓垫板时,木材横纹承压强度设计值应按“局部表面和齿面”一栏的数值采用。 4.3.2 对于下列情况,本标准表4.3.1-3中的设计指标,尚应按下列规定进行调整: 1 当采用原木,验算部位未经切削时,其顺纹抗压、抗弯强度设计值和弹性模量可提高15%; 2 当构件矩形截面的短边尺寸不小于150mm时,其强度设计值可提高10%; 3 当采用含水率大于25%的湿材时,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%。 4.3.3 木材斜纹承压的强度设计值,可按下列公式确定: 当α<10°时 fcα=fc 当10°<α<90°时 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(°) ; fc--木材的顺纹抗压强度设计值(N/mm2); fc,90--木材的横纹承压强度设计值(N/mm2) 。 4.3.4 已经确定的国产树种目测分级规格材的强度设计值和弹性模量应按表4.3.4的规定取值。 4.3.5 制作胶合木采用的木材树种级别、适用树种及树种组合应符合表4.3.5的规定。 注:表中花旗松-落叶松、铁-冷杉产地为北美地区。南方松产地为美国。 4.3.6 采用目测分级和机械弹性模量分级层板制作的胶合木的强度设计指标值应按下列规定采用: 1 胶合木应分为异等组合与同等组合二类,异等组合应分为对称异等组合与非对称异等组合。 2 胶合木强度设计值及弹性模量应按表4.3.6-1、表4.3.6-2和表4.3.6-3的规定取值。 注:当荷载的作用方向与层板窄边垂直时,抗弯强度设计值fm应乘以0.7的系数,弹性模量E应乘以0.9的系数。 注:当荷载的作用方向与层板窄边垂直时,抗弯强度设计值fm应乘以0.7的系数,弹性模量E应乘以0.9的系数。 3 胶合木构件顺纹抗剪强度设计值应按表4.3.6-4的规定取值。 4 胶合木构件横纹承压强度设计值应按表4.3.6-5的规定取值。 4.3.7 进口北美地区目测分级方木、规格材和结构材的强度设计值及弹性模量,应按本标准附录D的规定采用。 4.3.8 承重结构用材强度标准值及弹性模量标准值,均应按本标准附录E的规定采用。 4.3.9 进行承重结构用材的强度设计值和弹性模量调整应符合下列规定: 1 在不同的使用条件下,强度设计值和弹性模量应乘以表4.3.9-1规定的调整系数。 注:1 当仅有恒荷载或恒荷载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时,表列各系数应连乘。 2 对于不同的设计使用年限,强度设计值和弹性模量应乘以表4.3.9-2规定的调整系数。 3 对于目测分级规格材,强度设计值和弹性模量应乘以表4.3.9-3规定的尺寸调整系数。 4 当荷载作用方向与规格材宽度方向垂直时,规格材的抗弯强度设计值fm应乘以表4.3.9-4规定的平放调整系数。 注:当截面宽度与表中尺寸不同时,可按插值法确定平放调整系数。 5 当规格材作为搁栅,且数量大于3根,并与楼面板、屋面板或其他构件有可靠连接时,其抗弯强度设计值fm应乘以1.15的共同作用系数。 4.3.10 对于规格材、胶合木和进口结构材的强度设计值和弹性模量,除应符合本标准第4.3.9的规定外,尚应按下列规定进行调整: 1 当楼屋面可变荷载标准值与永久荷载标准值的比率(Qk/Gk)ρ<1.0时,强度设计值应乘以调整系数kd, 调整系数kd应按下式进行计算,且kd不应大于1.0: kd=0.83+0.17ρ 2 当有雪荷载、风荷载作用时,应乘以表4.3.10中规定的调整系数。 4.3.11 对本标准尚未列入,并由工厂生产的结构复合木材、国产树种规格材、工字形搁栅的强度标准值和设计指标,应按本标准附录F的规定进行确定。 4.3.12 正交胶合木的强度设计值和弹性模量应按本标准附录G的相关规定采用。 4.3.13 对于承重结构用材的横纹抗拉强度设计值可取其顺纹抗剪强度设计值的1/3 。 4.3.14 当使用本标准尚未列入的进口木材时,应由出口国提供该木材的物理力学指标及主要材性,按木结构专门的可靠度分析方法确定其强度设计指标和弹性模量。 4.3.15 受弯构件的挠度限值应按表4.3.15的规定采用。 注:表中l为受弯构件的计算跨度。 4.3.16 对于轻型木桁架的变形限值应符合现行行业标准《轻型木桁架技术规范》JGJ/T 265的规定。 4.3.17 受压构件的长细比限值应按表4.3.17的规定采用。 4.3.18 标注原木直径时,应以小头为准。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,可取弯矩最大处截面。 4.3.19 本标准采用的木材名称及常用树种木材主要特性应按本标准附录H的规定执行;主要进口木材现场识别要点及其主要材性应按本标准附录J的规定执行。 4.3.20 当锯材或规格材采用刻痕加压防腐处理时,其弹性模量应乘以不大于0.9的折减系数,其他强度设计值应乘以不大于0.8的折减系数。 5 构件计算 5.1 轴心受拉和轴心受压构件 5.1.1 轴心受拉构件的承载能力应按下式验算: N/An≤ft 式中:ft--构件材料的顺纹抗拉强度设计值(N/mm2); N--轴心受拉构件拉力设计值(N); An--受拉构件的净截面面积(mm2),计算An时应扣除分布在150mm长度上的缺孔投影面积。 5.1.2 轴心受压构件的承载能力应按下列规定进行验算: 1 按强度验算时,应按下式验算: N/An≤fc 2 按稳定验算时,应按下式验算: N/φA0≤fc 式中:fc--构件材料的顺纹抗压强度设计值(N/mm2); N--轴心受压构件压力设计值(N); An一一受压构件的净截面面积(mm2); A0--受压构件截面的计算面积(mm2),应按本标准第5.1.3 条的规定确定; φ--轴心受压构件稳定系数,应按本标准第5.1.4条的规定确定。 5.1.3 按稳定验算时受压构件截面的计算面积,应按下列规定采用: 1 无缺口时,取A0=A,A为受压构件的全截面面积; 2 缺口不在边缘时(图5.1.3a),取A0=0.9A; 3 缺口在边缘且为对称时(图5.1.3b),取A0=An; 4 缺口在边缘但不对称时(图5.1.3c),取A0=An,且应按偏心受压构件计算; 5 验算稳定时,螺栓孔可不作为缺口考虑; 6 对于原木应取平均直径计算面积。 5.1.4 轴心受压构件稳定系数φ的取值应按下列公式确定: 式中:λ--受压构件长细比; i--构件截面的回转半径(mm); l0--受压构件的计算长度(mm),应按本标准第5.1.5 条的规定确定; fck--受压构件材料的抗压强度标准值(N/mm2); Ek--构件材料的弹性模量标准值(N/mm2); ac、bc、cc--材料相关系数,应按表5.1.4的规定取值; β--材料剪切变形相关系数,应按表5.1.4的规定取值。 5.1.5 受压构件的计算长度应按下式确定: l0=kll 式中:l0=计算长度; l--构件实际长度; kl--长度计算系数,应按表5.1.5的规定取值。 5.1.6 变截面受压构件中,回转半径应取构件截面每边的有效边长bn进行计算。有效边长bn应按下列规定确定: 1 变截面矩形构件的有效边长bn应按下式计算: 式中:bmin--受压构件计算边的最小边长; bmax--受压构件计算边的最大边长; a--支座条件计算系数,应按表5.1.6的规定取值。 2 当构件支座条件不符合表5.1.6中的规定时,截面有效边长bn可按下式计算: 5.2 受弯构件 5.2.1 受弯构件的受弯承载能力应按下列规定进行验算: 1 按强度验算时,应按下式验算: M/Wn≤fm 2 按稳定验算时,应按下式验算: M/φlWn≤fm 式中:fm--构件材料的抗弯强度设计值(N/mm2); M--受弯构件弯矩设计值(N·mm); Wn--受弯构件的净截面抵抗矩(mm3); φl--受弯构件的侧向稳定系数,应按本标准第5.2.2条和第5.2.3条确定。 5.2.2 受弯构件的侧向稳定系数φl应按下列公式计算: 式中:Ek--构件材料的弹性模量标准值(N/mm2); fmk--受弯构件材料的抗弯强度标准值(N/mm2); λB--受弯构件的长细比,不应大于50; b--受弯构件的截面宽度(mm); h--受弯构件的截面高度(mm); am、bm、cm--材料相关系数,应按表5.2.2-1的规定取值; le--受弯构件计算长度,应按表5.2.2-2的规定采用; β--材料剪切变形相关系数,应按表5.2.2-1的规定取值。 注:表中lu为受弯构件两个支撑点之间的实际距离。当支座处有侧向支撑而沿构件长度方向无附加支撑时,lu为支座之间的距离;当受弯构件在构件中间点以及支座处有侧向支撑时,lu为中间支撑与端支座之间的距离。 5.2.3 当受弯构件的两个支座处设有防止其侧向位移和侧倾的侧向支承,并且截面的最大高度对其截面宽度之比以及侧向支承满足下列规定时,侧向稳定系数φl应取为1: 1 h/b≤4时,中间未设侧向支承; 2 4<h/b≤5时,在受弯构件长度上有类似檩条等构件作为侧向支承; 3 5<h/b≤6.5时,受压边缘直接固定在密铺板上或直接固定在间距不大于610mm的搁栅上; 4 6.5<h/b≤7.5时,受压边缘直接固定在密铺板上或直接固定在间距不大于610mm的搁栅上,并且受弯构件之间安装有横隔板,其间隔不超过受弯构件截面高度的8倍; 5 7.5<h/b≤9时,受弯构件的上下边缘在长度方向上均有限制侧向位移的连续构件。 5.2.4 受弯构件的受剪承载能力应按下式验算: VS/Ib≤fv 式中:fv--构件材料的顺纹抗剪强度设计值(N/mm2); V--受弯构件剪力设计值(N),应符合本标准第5.2.5条规定; I--构件的全截面惯性矩(mm4); b--构件的截面宽度(mm); S--剪切面以上的截面面积对中性轴的面积矩(mm3)。 5.2.5 当荷载作用在梁的顶面,计算受弯构件的剪力设计值V时,可不考虑梁端处距离支座长度为梁截面高度范围内,梁上所有荷载的作用。 5.2.6 受弯构件上的切口设计应符合下列规定: 1 应尽量减小切口引起的应力集中,宜采用逐渐变化的锥形切口,不宜采用直角形切口; 2 简支梁支座处受拉边的切口深度,锯材不应超过梁截面高度的1/4;层板胶合材不应超过梁截面高度的1/10; 3 可能出现负弯矩的支座处及其附近区域不应设置切口。 5.2.7 矩形截面受弯构件支座处受拉面有切口时,实际的受剪承载能力,应按下式验算: 式中:fv--构件材料的顺纹抗剪强度设计值(N/mm2); b--构件的截面宽度(mm); h--构件的截面高度(mm); hn--受弯构件在切口处净截面高度(mm); V--剪力设计值(N),可按工程力学原理确定,并且不考虑本标准第5.2.5条的规定。 5.2.8 受弯构件局部承压的承载能力应按下式进行验算: Nc/blbKBKZcp≤fc,90 式中:Nc--局部压力设计值(N); b--局部承压面宽度(mm); lb--局部承压面长度(mm); fc,90--构件材料的横纹承压强度设计值(N/mm2),当承压面长度lb≤150mm,且承压面外缘距构件端部不小于75mm时,fc,90取局部表面横纹承压强度设计值,否则应取全表面横纹承压强度设计值; KB--局部受压长度调整系数,应按表5.2.8-1的规定取值,当局部受压区域内有较高弯曲应力时,KB=1; KZcp--局部受压尺寸调整系数,应按表5.2.8-2的规定取值。 注:1 当承压长度为中间值时,可采用插入法求出KB值; 2 局部受压的区域离构件端部不应小于75mm。 注:比值在1.0~2.0之间时,可采用插入法求出KZcp值。 5.2.9 受弯构件的挠度应按下式验算: ω≤[ω] 式中:[ω]--受弯构件的挠度限值(mm),应按本标准表4.3.15的规定采用; ω--构件按荷载效应的标准组合计算的挠度(mm)。 5.2.10 双向受弯构件应按下列规定进行验算: 1 按承载能力验算时,应按下式验算: 2 按挠度验算时,挠度应按下式计算: 式中:Mx、My--相对于构件截面x轴和y轴产生的弯矩设计值(N·mm); fmx、fmy--构件正向弯曲或侧向弯曲的抗弯强度设计值(N/mm2); Wnx、Wny--构件截面沿x轴、y轴的净截面抵抗矩(mm3); ωx、ωy--荷载效应的标准组合计算的对构件截面x轴、y轴方向的挠度(mm)。 5.3 拉弯和压弯构件 5.3.1 拉弯构件的承载能力应按下式验算: 式中:N、M--轴向拉力设计值(N)、弯矩设计值(N·mm); An、Wn--按本标准第5.1.1条规定计算的构件净截面面积(mm2)、净截面抵抗矩(mm3); ft、fm--构件材料的顺纹抗拉强度设计值、抗弯强度设计值(N/mm2)。 5.3.2 压弯构件及偏心受压构件的承载能力应按下列规定进行验算: 1 按强度验算时,应按下式验算: 2 按稳定验算时,应按下式验算: N/φφmA0≤fc φm=(1-k)2(1-k0) 式中:φ--轴心受压构件的稳定系数; A0--计算面积,按本标准第5.1.3条确定; φm--考虑轴向力和初始弯矩共同作用的折减系数; N--轴向压力设计值(N); M0--横向荷载作用下跨中最大初始弯矩设计值(N·mm); e0--构件轴向压力的初始偏心距(mm),当不能确定时,可按0.05倍构件截面高度采用; fc、fm--考虑调整系数后的构件材料的顺纹抗压强度设计值、抗弯强度设计值(N/mm2); W--构件全截面抵抗矩(mm3)。 5.3.3 压弯构件或偏心受压构件弯矩作用平面外的侧向稳定性时,应按下式验算: 式中:φy--轴心压杆在垂直于弯矩作用平面y-y方向按长细比λy确定的轴心压杆稳定系数,按本标准第5.1.4条确定; φl--受弯构件的侧向稳定系数,按本标准第5.2.2条和第5.2.3条确定; N、M--轴向压力设计值(N)、弯曲平面内的弯矩设计值(N·mm); W--构件全截面抵抗矩(mm3)。 6 连接设计 6.1 齿 连 接 6.1.1 齿连接可采用单齿或双齿的形式(图6.1.1),并应符合下列规定: 1 齿连接的承压面应与所连接的压杆轴线垂直。 2 单齿连接应使压杆轴线通过承压面中心。 3 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。 4 齿连接的齿深,对于方木不应小于20mm;对于原木不应小于30mm。 5 桁架支座节点齿深不应大于h/3,中间节点的齿深不应大于h/4,h为沿齿深方向的构件截面高度。 6 双齿连接中,第二齿的齿深hc应比第一齿的齿深hc1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。 7 当受条件限制只能采用湿材制作时,木桁架支座节点齿连接的剪面长度应比计算值加长50mm。 6.1.2 单齿连接应按下列规定进行验算: 1 按木材承压时,应按下式验算: N/Ac≤fcα 式中:fcα--木材斜纹承压强度设计值(N/mm2),应按本标准第4.3.3条的规定确定; N--作用于齿面上的轴向压力设计值(N); Ac--齿的承压面面积(mm2)。 2 按木材受剪时,应按下式验算: V/lvbv≤ψvfv 式中:fv--木材顺纹抗剪强度设计值(N/mm2); V--作用于剪面上的剪力设计值(N); lv--剪面计算长度(mm),其取值不应大于齿深hc的8倍; bv--剪面宽度(mm); ψv--沿剪面长度剪应力分布不匀的强度降低系数,应按表6.1.2的规定采用。 6.1.3 双齿连接的承压应按本标准公式(6.1.2-1)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,应按本标准公式(6.1.2-2)计算,并应符合下列规定: 1 计算受剪应力时,全部剪力V应由第二齿的剪面承受; 2 第二齿剪面的计算长度lv的取值,不应大于齿深hc的10倍; 3 双齿连接沿剪面长度剪应力分布不匀的强度降低系数ψv值应按表6.1.3的规定采用。 6.1.4 桁架支座节点采用齿连接时,应设置保险螺栓,但不考虑保险螺栓与齿的共同工作。木桁架下弦支座应设置附木,并与下弦用钉钉牢。钉子数量可按构造布置确定。附木截面宽度与下弦相同,其截面高度不应小于h/3,h为下弦截面高度。 6.1.5 保险螺栓的设置和验算应符合下列规定: 1 保险螺栓应与上弦轴线垂直。 2 保险螺栓应按本标准第4.1.15条的规定进行净截面抗拉验算,所承受的轴向拉力应按下式确定: Nb=Ntan(60°-α) 式中:Nb--保险螺栓所承受的轴向拉力(N); N--上弦轴向压力的设计值(N); α--上弦与下弦的夹角(°)。 3 保险螺栓的强度设计值应乘以1.25的调整系数。 4 双齿连接宜选用两个直径相同的保险螺栓,但不考虑本标准第7.1.12条规定的调整系数。 6.2 销 连 接 6.2.1 销轴类紧固件的端距、边距、间距和行距最小尺寸应符合表6.2.1的规定。当采用螺栓、销或六角头木螺钉作为紧固件时,其直径不应小于6mm。 注:1 受力端为销槽受力指向端部;非受力端为销槽受力背离端部;受力边为销槽受力指向边部;非受力边为销槽受力背离端部。 2 表中l为紧固件长度,d为紧固件的直径;并且l/d值应取下列两者中的较小值; 1)紧固件在主构件中的贯入深度lm与直径d的比值lm/d; 2)紧固件在侧面构件中的总贯入深度ls与直径d的比值ls/d。 3 当钉连接不预钻孔时,其端距、边距、间距和行距应为表中数值的2倍。 6.2.2 交错布置的销轴类紧固件(图6.2.2),其端距、边距、间距和行距的布置应符合下列规定: 1 对于顺纹荷载作用下交错布置的紧固件,当相邻行上的紧固件在顺纹方向的间距不大于4倍紧固件的直径(d)时,则可将相邻行的紧固件确认是位于同一截面上。 2 对于横纹荷载作用下交错布置的紧固件,当相邻行上的紧固件在横纹方向的间距不小于4d时,则紧固件在顺纹方向的间距不受限制;当相邻行上的紧固件在横纹方向的间距小于4d时,则紧固件在顺纹方向的间距应符合本标准表6.2.1的规定。 6.2.3 当六角头木螺钉承受轴向上拔荷载时,端距e1、边距e2、间距s以及行距r应满足表6.2.3的规定。 注:表中d为六角头木螺钉的直径。 6.2.4 对于采用单剪或对称双剪的销轴类紧固件的连接(图6.2.4),当剪面承载力设计值按本标准第6.2.5条的规定进行计算时,应符合下列规定: 1 构件连接面应紧密接触; 2 荷载作用方向应与销轴类紧固件轴线方向垂直; 3 紧固件在构件上的边距、端距以及间距应符合本标准表6.2.1或表6.2.3中的规定; 4 六角头木螺钉在单剪连接中的主构件上或双剪连接中侧构件上的最小贯入深度不应包括端尖部分的长度,并且,最小贯入深度不应小于六角头木螺钉直径的4倍。 6.2.5 对于采用单剪或对称双剪连接的销轴类紧固件,每个剪面的承载力设计值Zd应按下式进行计算: Zd=CmCnCtkgZ 式中:Cm--含水率调整系数,应按表6.2.5中规定采用; Cn--设计使用年限调整系数,应按本标准表4.3.9-2的规定采用; Ct--温度调整系数,应按表6.2.5中规定采用; kg--群栓组合系数,应按本标准附录K的规定确定; Z--承载力参考设计值,应按本标准第6.2.6条的规定确定。 6.2.6 对于单剪连接或对称双剪连接,单个销的每个剪面的承载力参考设计值Z应按下式进行计算: Z=kmintsdfes 式中:kmin--为单剪连接时较薄构件或双剪连接时边部构件的销槽承压最小有效长度系数,应按本标准第6.2.7条的规定确定; ts--较薄构件或边部构件的厚度(mm); d--销轴类紧固件的直径(mm); fes--构件销槽承压强度标准值(N/mm2),应按本标准第6.2.8条的规定确定。 6.2.7 销槽承压最小有效长度系数kmin应按下列4种破坏模式进行计算,并应按下式进行确定: kmin=min[kⅠ,kⅡ,kⅢ,kⅣ] 1 屈服模式Ⅰ时,应按下列规定计算销槽承压有效长度系数kⅠ: 1)销槽承压有效长度系数kⅠ应按下式计算: kⅠ=ReRt/γⅠ 式中:Re--为fem/fes; Rt--为tm/ts; tm--厚构件或中部构件的厚度(mm); fem--较厚构件或中部构件的销槽承压强度标准值(N/mm2),应按本标准第6.2.8条的规定确定; γⅠ--屈服模式Ⅰ的抗力分项系数,应按表6.2.7的规定取值; 2)对于单剪连接时,应满足ReRt≤1.0。 3)对于双剪连接时,应满足ReRt≤2.0,且销槽承压有效长度系数kⅠ应按下式计算: kⅠ=ReRt/2γⅠ 2 屈服模式Ⅱ时,应按下列公式计算单剪连接的销槽承压有效长度系数kⅡ: 式中:γⅡ--屈服模式Ⅱ的抗力分项系数,应按表6.2.7的规定取值。 3 屈服模式Ⅲ时,应按下列规定计算销槽承压有效长度系数kⅢ: 1)销槽承压有效长度系数kⅢ按下式计算: kⅢ=ksⅢ/γⅢ 式中:γⅢ--屈服模式Ⅲ的抗力分项系数,应按表6.2.7的规定取值。 2)当单剪连接的屈服模式为Ⅲm时: 式中:fyk--销轴类紧固件屈服强度标准值(N/mm2); kep--弹塑性强化系数。 3)当屈服模式为Ⅲs时: 4)当采用Q235钢等具有明显屈服性能的钢材时,取kep=1.0;当采用其他钢材时,应按具体的弹塑性强化性能确定,其强化性能无法确定时,仍应取kep=1.0; 4 屈服模式Ⅳ时,应按下列公式计算销槽承压有效长度系数kⅣ: 式中:γⅣ--屈服模式Ⅳ的抗力分项系数,应按表6.2.7的规定取值。 6.2.8 销槽承压强度标准值应按下列规定取值: 1 当6mm≤d≤25mm时,销轴类紧固件销槽顺纹承压强度fe,0应按下式确定: fe,0=77G 式中:G--主构件材料的全干相对密度;常用树种木材的全干相对密度按本标准附录L的规定确定。 2 当6mm≤d≤25mm时,销轴类紧固件销槽横纹承压强度fe,90应按下式确定: 式中:d--销轴类紧固件直径(mm)。 3 当作用在构件上的荷载与木纹呈夹角α时,销槽承压强度fe,α应按下式确定: 式中:α--荷载与木纹方向的夹角。 4 当d<6mm时,销槽承压强度fe应按下式确定: fe=115G1.84 5 当销轴类紧固件插入主构件端部并且与主构件木纹方向平行时,主构件上的销槽承压强度取fe,90。 6 紧固件在钢材上的销槽承压强度fes应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017规定的螺栓连接的构件销槽承压强度设计值的1.1倍计算。 7 紧固件在混凝土构件上的销槽承压强度按混凝土立方体抗压强度标准值的1.57倍计算。 6.2.9 当销轴类紧固件的贯入深度小于10倍销轴直径时,承压面的长度不应包括销轴尖端部分的长度。 6.2.10 互相不对称的三个构件连接时,剪面承载力设计值Zd应按两个侧构件中销槽承压长度最小的侧构件作为计算标准,按对称连接计算得到的最小剪面承载力设计值作为连接的剪面承载力设计值。 6.2.11 当四个或四个以上构件连接时,每一剪面应按单剪连接计算。连接的承载力设计值应取最小的剪面承载力设计值乘以剪面个数和销的个数。 6.2.12 当单剪连接中的荷载与紧固件轴线呈除90°外的一定角度时,垂直于紧固件轴线方向作用的荷载分量不应超过紧固件剪面承载力设计值。平行于紧固件轴线方向的荷载分量,应采取可靠的措施,满足局部承压要求。 6.2.13 当六角头木螺钉承受侧向荷载和外拔荷载共同作用时(图6.2.13),其承载力设计值应按下式确定: 式中:α--木构件表面与荷载作用方向的夹角; hd--六角头木螺钉有螺纹部分打入主构件的有效长度(mm); Wd--六角头木螺钉的抗拔承载力设计值(N/mm),应按本标准第6.2.14条的规定确定; Zd--六角头木螺钉的剪面受剪承载力设计值(kN)。 6.2.14 六角头木螺钉的抗拔承载力设计值Wd应按下式计算: Wd=CmCtkgCegW 式中:Cm--含水率调整系数,应按本标准表6.2.5中规定采用; Ct--温度环境调整系数,应按本标准表6.2.5中规定采用; kg--组合系数,应按本标准附录K的规定确定; Ceg--端部木纹调整系数,应按表6.2.14的规定采用; W--抗拔承载力参考设计值(N/mm);按本标准第6.2.15条确定。 6.2.15 当六角头木螺钉的轴线与木纹垂直时,六角头木螺钉的抗拔承载力参考设计值应按下式确定: W=43.2G3/2d3/4 式中:W--抗拔承载力参考设计值(N/mm); G--主构件材料的全干相对密度,按本标准附录L的规定确定; d--木螺钉直径(mm)。 6.3 齿板连接 6.3.1 齿板连接适用于轻型木结构建筑中规格材桁架的节点连接及受拉杆件的接长。齿板不应用于传递压力。下列条件,不宜采用齿板连接: 1 处于腐蚀环境; 2 在潮湿的使用环境或易产生冷凝水的部位,使用经阻燃剂处理过的规格材。 6.3.2 齿板应由镀锌薄钢板制作。镀锌应在齿板制造前进行,镀锌层重量不应低于275g/m2。钢板可采用Q235碳素结构钢和Q345低合金高强度结构钢。齿板采用的钢材性能应满足表 6.3.2的要求。对于进口齿板,当有可靠依据时,也可采用其他型号的钢材。 6.3.3 齿板连接应按下列规定进行验算: 1 应按承载能力极限状态荷载效应的基本组合,验算齿板连接的板齿承载力、齿板受拉承载力、齿板受剪承载力和剪-拉复合承载力; 2 应按正常使用极限状态标准组合,验算板齿的抗滑移承载力。 6.3.4 在节点处,应按轴心受压或轴心受拉构件进行构件净截面强度验算,构件净截面高度hn应按下列规定取值: 1 在支座端节点处,下弦杆件的净截面高度hn应为杆件截面底边到齿板上边缘的尺寸,上弦杆件的hn应为齿板在杆件截面高度方向的垂直距离(图6.3.4a); 2 在腹杆节点和屋脊节点处,杆件的净截面高度hn应为齿板在杆件截面高度方向的垂直距离(图6.3.4b、c)。 6.3.5 齿板的板齿承载力设计值Nr应按下列公式计算: Nr=nrkhA kh=0.85-0.05(12tanα-2.0) 式中:Nr---板齿承载力设计值(N); nr--板齿强度设计值(N/mm2),按本标准附录M的规定取值; A--齿板表面净面积(mm2),是指用齿板覆盖的构件面积减去相应端距a及边距e内的面积(图6.3.5),端距a应平行于木纹量测,并不大于12mm或1/2齿长的较大者,边距e应垂直于木纹量测,并取6mm或1/4齿长的较大者; kh--桁架端节点弯矩影响系数,应符合0.65≤kh≤0.85的规定; α--桁架端节点处上、下弦间的夹角(°)。 6.3.6 齿板受拉承载力设计值应按下式计算: Tr=ktrbt 式中:Tr--齿板受拉承载力设计值(N); bt--垂直于拉力方向的齿板截面计算宽度(mm),应按本标准第6.3.7条的规定取值; tr--板抗拉强度设计值(N/mm),按本标准附录M的规定取值; k--受拉弦杆对接时齿板抗拉强度调整系数,应按本标准第6.3.7条的规定取值。 6.3.7 受拉弦杆对接时,齿板计算宽度bt和抗拉强度调整系数k应按下列规定取值: 1 当齿板宽度小于或等于弦杆截面高度h时,齿板的计算宽度bt可取齿板宽度,齿板抗拉强度调整系数应取k=1.0。 2 当齿板宽度大于弦杆截面高度h时,齿板的计算宽度bt可取bt=h+x,x取值应符合下列规定: 1)对接处无填块时,x应取齿板凸出弦杆部分的宽度,但不应大于13mm; 2)对接处有填块时,x应取齿板凸出弦杆部分的宽度,但不应大于89mm。 3 当齿板宽度大于弦杆截面高度h时,抗拉强度调整系数k应按下列规定取值: 1)对接处齿板凸出弦杆部分无填块时,应取k=1.0; 2)对接处齿板凸出弦杆部分有填块且齿板凸出部分的宽度小于等于25mm时,应取k=1.0; 3)对接处齿板凸出弦杆部分有填块且齿板凸出部分的宽度大于25mm时,k应按下式计算: k=k1+βk2 式中:β=x/h;k1、k2为计算系数,应按表6.3.7的规定取值。 4 对接处采用的填块截面宽度应与弦杆相同。在桁架节点处进行弦杆对接时,该节点处的腹杆可视为填块。 注:当h值为表中数值之间时,可采用插入法求出k1、k2值。 6.3.8 齿板受剪承载力设计值应按下式计算: Vr=υrbv 式中:Vr--齿板受剪承载力设计值(N); bv--行于剪力方向的齿板受剪截面宽度(mm); υr--齿板抗剪强度设计值(N/mm),应按本标准附录M的规定取值。 6.3.9 当齿板承受剪-拉复合力时(图6.3.9),齿板剪-拉复合承载力设计值应按下列公式计算: 式中:Cr--齿板剪-拉复合承载力设计值(N); Cr1--沿l1方向齿板剪-拉复合强度设计值(N/mm); Cr2--沿l2方向齿板剪-拉复合强度设计值(N/mm); l1--所考虑的杆件沿l1方向的被齿板覆盖的长度(mm); l2--所考虑的杆件沿l2方向的被齿板覆盖的长度(mm); Vr1--沿l1方向齿板抗剪强度设计值(N/mm); Vr2--沿l2方向齿板抗剪强度设计值(N/mm); Tr1--沿l1方向齿板抗拉强度设计值(N/mm); Tr2--沿l2方向齿板抗拉强度设计值(N/mm); θ--杆件轴线间夹角(°)。 6.3.10 板齿抗滑移承载力应按下式计算: Ns=nsA 式中:Ns--板齿抗滑移承载力(N); ns--板齿抗滑移强度设计值(N/mm2),应按本标准附录M的规定取值; A--齿板表面净截面(mm2)。 6.3.11 弦杆对接处,当需考虑齿板的受弯承载力时,齿板受弯承载力设计值Mr应按下列公式计算: 对接节点处的弯矩Mf和拉力Tf应满足下列公式的规定: Mr≥Mf tr·ωb≥Tf 式中:Mr--齿板受弯承载力设计值(N·mm); tr--齿板抗拉强度设计值(N/mm); ωb--齿板截面计算的有效宽度(mm); bt--齿板计算宽度(mm),应按本标准第6.3.7条的规定确定; k--齿板抗拉强度调整系数,应按本标准第6.3.7条的规定确定; y--弦杆中心线与木/钢组合中心轴线的距离(mm),可为正数或负数;当y在齿板之外时,弯矩公式(6.3.11-1)失效,不能采用; b、h--分别为弦杆截面宽度、高度(mm); Tf--对接节点处的拉力设计值(N),对接节点处受压时取0; Mf--对接节点处的弯矩设计值(N·mm); fc--规格材顺纹抗压强度设计值(N/mm2)。 6.3.12 齿板连接的构造应符合下列规定: 1 齿板应成对的对称设置于构件连接节点的两侧; 2 采用齿板连接的构件厚度不应小于齿嵌入构件深度的两倍; 3 在与桁架弦杆平行及垂直方向,齿板与弦杆的最小连接尺寸,在腹杆轴线方向齿板与腹杆的最小连接尺寸均应符合表6.3.12的规定; 4 弦杆对接所用齿板宽度不应小于弦杆相应宽度的65%。 6.3.13 受压弦杆对接时,应符合下列规定: 1 对接各杆件的齿板板齿承载力设计值不应小于该杆轴向压力设计值的65%; 2 对竖切受压节点(图6.3.13),对接各杆的齿板板齿承载力设计值不应小于垂直于受压弦杆对接面的荷载分量设计值的65%与平行于受压弦杆对接面的荷载分量设计值之矢量和。 7 方木原木结构 7.1 一般规定 7.1.1 方木原木结构可采用下列结构类型: 1 穿斗式木结构; 2 抬梁式木结构; 3 井干式木结构; 4 木框架剪力墙结构; 5 梁柱式木结构; 6 作为楼盖或屋盖在混凝土结构、砌体结构、钢结构中组合使用的混合木结构。 7.1.2 方木原木结构构件应采用经施工现场分级或工厂分等分级的方木、原木制作,亦可采用结构复合木材和胶合原木制作。 7.1.3 由地震作用或风荷载产生的水平力应由柱、剪力墙、楼盖和屋盖共同承受。木框架剪力墙结构的基本构造要求可按本标准第9.1节的相关规定执行。 7.1.4 方木原木结构设计应符合下列要求: 1 木材宜用于结构的受压或受弯构件; 2 在受弯构件的受拉边,不应打孔或开设缺口; 3 对于在干燥过程中容易翘裂的树种木材,用于制作桁架时,宜采用钢下弦;当采用木下弦,对于原木其跨度不宜大于15m,对于方木其跨度不应大于12m,且应采取防止裂缝的有效措施; 4 木屋盖宜采用外排水,采用内排水时,不应采用木制天沟; 5 应保证木构件,特别是钢木桁架,在运输和安装过程中的强度、刚度和稳定性,宜在施工图中提出注意事项; 6 木结构的钢材部分应有防锈措施。 7.1.5 在可能造成灾害的台风地区和山区风口地段,方木原木结构的设计应采取提高建筑物抗风能力的有效措施,并应符合下列规定: 1 应尽量减小天窗的高度和跨度; 2 应采用短出檐或封闭出檐,除檐口的瓦面应加压砖或座灰外,其余部位的瓦面也宜加压砖或座灰; 3 山墙宜采用硬山墙; 4 檩条与桁架或山墙、桁架与墙或柱、门窗框与墙体等的连接均应采取可靠锚固措施。 7.1.6 在结构的同一节点或接头中有两种或多种不同的连接方式时,计算时应只考虑一种连接传递内力,不应考虑几种连接的共同工作。 7.1.7 杆系结构中的木构件,当有对称削弱时,其净截面面积不应小于构件毛截面面积的50%;当有不对称削弱时,其净截面面积不应小于构件毛截面面积的60%。 7.1.8 圆钢拉杆和拉力螺栓的直径,应按计算确定,但不宜小于12mm。圆钢拉杆......

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