木结构设计手册(第三版)2005年3月

木结构设计手册(第三版)2005年3月 《木结构设计手册》 2005.3 iii 《木结构设计手册》编委会主任委员 蒋寿时副主任委员 王永维 黄绍胤 古天纯主 编 龙卫国副 主 编 杨学兵委 员 王渭云 张新培 许 方 倪 春 周淑容 张绍明 邱 峰主编单位及主要编写人: 中国建筑西南设计研究院 龙卫国 杨学兵 China Southwest Architectural Design And Research Institute参编单位及主要编写人: 四川省建筑科学研究院 王永维 Sichuan Institute Of Building Research 重庆大学 黄绍胤 周淑容 Chongqing University 公安部四川消防研究所 王渭云 Sichuan Fire Research Institute Of Ministry Of Public Security 四川大学 张新培 Sichuan University 美国林业与纸业协会 许 方 American Forest amp Paper Association AFampPA 加拿大木业协会 倪 春 Canada Wood Group CWG 新西兰林业协会 邱 峰 New Zealand Forest Industries Council NZFIC 欧洲木业协会 张绍明 European Wood Initiative EWI iiiiv 前 言 《木结构设计手册》 (GB50005-2003) (第三版)是根据我国新颁布的《木结构设计规范》编制的。在 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 上，保留了中国建筑工业出版社 1993 年 5 月出版的 (第二版) 《木结构设计手册》的特点，根据新规范增加了轻型木结构及其相关内容，对木结构施工质量要求的内容作了删减。 本书主要列有木结构用材及其材性、木结构设计计算原则、构造措施、设计实例和计算图表等，结合木结构具体特点，列入了木结构防火、防护、正常使用和维护体系等内容。 我国是一个少林缺材、人均森林资源较少的国家。1998 年，我国实施天然林保护工程后，国家为了保护国内森林资源，维护木材供需平衡，采取了一系列鼓励木材进口的措施。随着一系列的政策出台，我国进口木材总量呈阶梯式上升，轻型木结构也逐渐在我国得到应用，因此手册除介绍普通木结构外，对于轻型木结构的设计计算、构造措施及相关产品也作了重点介绍。 为了吸收国外木结构的先进技术和木结构设计应用的成熟经验，手册中还列入了国外胶合木结构的具体构造、相关产品介绍以及木骨架组合墙体和轻型木桁架在混凝土结构中的应用等，以供大家参考使用。 本书由中国建筑西南设计研究院主编。参加编写的单位有四川省建筑科学研究院、重庆大学、公安部四川消防研究所、四川大学、美国林业纸业协会、加拿大木业协会、新西兰林业协会、欧洲木业协会等。 本书编写分工如下: 主编:龙卫国 副主编:杨学兵 各章编写人:第一章——龙卫国;第二、三章——王永维;第四章——黄绍胤;第五章——黄绍胤、张新培、倪春;第六章——龙卫国;第七章——杨学兵、许方、邱峰;第八章——倪春、许方、邱峰、杨学兵、张新培;第九章——杨学兵、王永维、龙卫国、冯雅、张绍明;第十章——王渭云、许方、倪春;第十一章——周淑容、许方;第十二章——周淑容;第十三章——龙卫国、倪春、王明钰、王炎、杨学兵。 全书由蒋寿时、古天纯审阅。 由于编著者水平有限，时间仓促，书中不妥之处难免，恳请广大读者批评和指正。 编著者 2005.2 v 目 次基本符号第一章 概述 …………………………………………………………………… 1第二章 木材 …………………………………………………………………… 5 第一节 建筑用材的主要树种 …………………………………………………… 5 第二节 木材的构造 ………………………………………………………………9 第三节 木材的物理性质 …………………………………………………………13 第四节 木材的力学性质 …………………………………………………………16 第五节 木材缺陷 ……………………………………………………………… 23 第六节 承重木结构对木材含水率的要求和选材 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 …………………………… 26第三章 基本设计规 定 ………………………………………………………… 35 第一节 木结构设计的基本 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ………………………………………………… 35 第二节 木结构可靠度校准 ……………………………………………………… 36 第三节 木材强度及弹性模量设计值的确定方法 ………………………………… 41 第四节 设计指标 ……………………………………………………………… 43 第五节 挠度及长细比限值 ……………………………………………………… 50 第六节 规格材机械分级 ……………………………………………………… 51 第七节 结构用胶及其胶粘能力的检验规定 ……………………………………… 60第四章 木结构构件计算 ……………………………………………………… 63 第一节 计算公式 ……………………………………………………………… 63 第二节 轴心受拉和轴心受压构件 ……………………………………………… 64 第三节 受弯构件 ……………………………………………………………… 66 第四节 拉弯和压弯构件………………………………………………………… 69 第五节 压弯构件计算例题……………………………………………………… 74第五章 木结构的连接 ………………………………………………………… 80 第一节 齿连接 ………………………………………………………………… 80 第二节 常用螺栓连接和钉连接的设计…………………………………………… 82 第三节 螺栓连接设计的普遍屈服模式 ………………………………………… 91 第四节 承拉螺栓、贴角焊缝的计算和构造规定………………………………… 97 第五节 连接设计中的注意事项 ………………………………………………… 99 第六节 齿板连接 ……………………………………………………………… 102第六章 普通木结构 …………………………………………………………… 118 第一节 一般规定 ……………………………………………………………… 118 第二节 屋面构件设计…………………………………………………………… 119 第三节 桁架设计 ……………………………………………………………… 123 第四节 天 窗 ……………………………………………………………… 147 v 第五节 支撑与锚固 …………………………………………………………… 148 第六节 地震区木结构设计要点 ………………………………………………… 152 第七节 台风地区木结构设计要点 ……………………………………………… 156 第八节 木屋盖设计算例………………………………………………………… 157第七章 胶合木结构 …………………………………………………………… 182 第一节 胶合木构件的基本原理及其应用 ……………………………………… 182 第二节 胶合木产品构造 ………………………………………………………… 188 第三节 胶合木结构构件的设计 ………………………………………………… 193 第四节 胶合木结构构件的连接 ………………………………………………… 204 第五节 胶合木结构应用实例 ……………………………………………………210 第六节 胶合木结构设计算例 ……………………………………………………216第八章 轻型木结构 ………………………………………………………………221 第一节 概述 …………………………………………………………………… 221 第二节 材料 …………………………………………………………………… 222 第三节 结构设计 ……………………………………………………………… 223 第四节 木构架 的构造要求 ……………………………………………………… 225 第五节 构件设计 …………………………………………………………………244 第六节 轻型木桁架 ……………………………………………………………… 255 第七节 构件连接件 ……………………………………………………………… 264 第八节 国外工程木产品 ………………………………………………………… 268 第九节 设计算例 …………………………………………………………………272第九章 应用于混凝土结构中的木结构 …………………………………………288 第一节 木骨架组合墙体 ………………………………………………………… 288 第二节 钢筋混凝土结构上的木桁架体系 ………………………………………… 317第十章 木结构的防火设计…………………………………………………………338 第一节 木材的防火设计原则及防火理念 ……………………………………………338 第二节 建筑构件的燃烧性能和耐火极限 ……………………………………………339 第三节 建筑的层数，长度和面积……………………………………………………363 第四节 防火间距 ………………………………………………………………… 363 第五节 材料的燃烧性能 …………………………………………………………… 364 第六节 车库 ……………………………………………………………………… 364 第七节 采暖通风 ………………………………………………………………… 365 第八节 烹饪炉 ………………………………………………………………………366 第九节 天窗 …………………………………………………………………………366第十一章 木结构的防护 ……………………………………………………………367 第一节 木结构破坏的若干因素……………………………………………………… 367 第二节 木结构耐久性设计的基本原则 ……………………………………………… 371 第三节 木结构耐久性设计的节点构造……………………………………………… 373 第四节 白蚁防治管理 ……………………………………………………………… 390 第五节 木材的天然耐腐性和浸注性 ………………………………………………… 392 第六节 木材的防腐处理 …………………………………………………………… 393 vi第十二章 木结构的的检查、维护与加 固 ………………………………………401 第一节 常见的损 害 ……………………………………………………………… 401 第二节 检查要点 ………………………………………………………………… 403 第三节 维修和加固的基本原则 …………………………………………………… 405 第四节 维护和加固的若干实例 …………………………………………………… 407第十三章 计算图表 ………………………………………………………………413 第一节 常用材料和构件自重表 …………………………………………………… 413 第二节 常用截面几何特征表 ……………………………………………………… 415 第三节 桁架杆件长度及内力系数表 ……………………………………………… 419 第四节 挂瓦条、屋面板、瓦桷、椽条截面选用表 ………………………………… 458 第五节 简支正放方木檩条截面选用表及使用说明和举例…………………………… 464 第六节 简支斜放方木檩条截面选用表及使用说明和举例…………………………… 472 第七节 原木檩条截面选用表 ……………………………………………………… 508 第八节 楼层搁栅截面选用表及使用说明和举 例 …………………………………… 512 第九节 吊顶搁栅截面选用 表 ……………………………………………………… 523 第十节 方木、原木轴心受压构件截面选用表 ……………………………………… 528 第十一节 螺栓连接计算表 ………………………………………………………… 532 第十二节 圆钢拉杆、拉力螺栓承载力设计值及钢垫板尺寸………………………… 535 第十三节 钢木桁架下弦节点抵承板选用表………………………………………… 536 第十四节 铁件规格表……………………………………………………………… 537 第十五节 原木解锯计算…………………………………………………………… 539 第十六节 简支规格材木搁栅、椽条及主梁截面选用表和说明……………………… 541 第十七节 内墙墙骨柱及轴心受压构件截面选用表 ………………………………… 567 第十八节 外墙墙骨柱及压弯构件截面选用表 ………………………………………571 第十九节 机械分级规格材的跨度表 ……………………………………………… 614附录一 常用建筑用材树种名称对照表 ……………………………………………619附录二 主要进口木材现场识别要点 ………………………………………………624附录三 我国五十三年城市木材平衡含水率估计值……………………………… 630附录四 主要树种的木材物理力学性质…………………………………………… 632附录五 原木单齿连接承压面积Ac计算表…………………………………………668附录六 木材防腐处理技术措施…………………………………………………… 669附录七 轴心受压构件的稳定系数 ………………………………………………… 671附录八 部分进口木材及木制品质量认证标志 …………………………………… 673 vii 基 本 符 号 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 —— 对构件截面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;σmx、σmy —— 对构件截面x轴和y轴的弯曲应力设计值; w —— 构件按荷载效应的标准组合计算的挠度;wx、wy —— 按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。 SE —— 地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值; qEK —— 垂直于墙平面的均布水平地震作用标准值; PEK—— 平行于墙体平面的集中水平地震作用标准值。 材料性能或结构的设计指标 E —— 木材顺纹弹性模量; ρww —— 木材的气干密度; w —— 木材含水率; fk —— 清材小试件强度的标准值; fc —— 木材顺纹抗压及承压强度设计值; fcα —— 木材斜纹承压强度设计值; fm —— 木材抗弯强度设计值; ft —— 木材顺纹抗拉强度设计值; fv —— 木材顺纹抗剪强度设计值; w —— 受弯构件的挠度限值; λ —— 受压构件的长细比限值; Nv —— 螺栓连接或钉连接顺纹受力的每一剪面的承载力设计值。 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; viii 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。 计算系数及其他 —— 轴心受压构件的稳定系数; l —— 受弯构件的侧向稳定系数; m —— 考虑轴向力和初始弯矩共同作用的折减系数; y —— 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; ψα —— 木材斜纹承压的降低系数; ψm—— 胶合木弧形构件强度修正系数;γ RE —— 结构构件承载力抗震调整系数。 ix 第一章 概述 木材具有密度小、强度高、弹性好、色调丰富、纹理美观和加工容易等优点，是一种丰富的可再生资源，因此得到广泛使用。在受力性能方面，木材能有效地抗压、抗弯和抗拉，特别是抗压和抗弯具有很好的塑性，所以在建筑结构中的应用历数千年而不衰。 木结构对于承受瞬间冲击荷载和周期性荷载具有良好的韧性，受地震荷载作用时，传统的木结构仍可保持结构的稳定和完整，不易倒塌。由于木材细胞组织可容留空气，因此木结构建筑具有良好的保温隔热性能。木结构建筑形式多样，布局灵活，根据需要，建筑内部的结构易作改变。因此，木结构建筑具有抗震性能好、安全节能、有益于人体健康、容易建造、便于维修等显著优点和具有典型的绿色生态化特点。 木节、变色及腐朽、虫蛀、斜纹和裂缝等天然缺陷对木材的力学性能有较大的影响。木材本身能燃烧，若长期在高温作用下木材会变质而使强度降低，大截面木材或制品耐火等级却较高。木材同时受含水率的影响，当含水率在纤维饱和点以下时，含水率越高则强度越低。因此在设计和施工中应采取有效措施克服木材的缺点，充分考虑上述因素的影响。 我国历代建造的木结构建筑由于地域自然条件不同，以及受到所属历史阶段以及民族文化的影响，其建造技术和建筑风格都有极大的差别。传统木结构建筑历数千年的发展，保留下来的建筑类型丰富，结构及构造做法也各有千秋。 我国木结构建筑历史悠久，在原始社会，人们为了居住需要，开始建筑浅穴木架并夯土筑墙形成木架结构，后发展成砖墙木质架。西周时期，重檐大型木结构宫室即能够建造。秦、汉时期，出现了规模庞大的木结构宫殿。唐代是木结构建筑的鼎盛时期，木结构建造技术载入了《唐六典》， 而且还传播到国外。宋代制订了《营造法 式》，促进了木?峁菇ㄔ旒际醴?埂,伞??时期，建造了大量金碧辉煌的宫殿和富丽堂 皇的园林。元朝建造了大都城。明代始建、 清代重修的一些大型木结构建筑一直保留 至今。清朝的工部颁布了《工程做法则例》， 制订出了工程标准、统一了官式建筑的体 制，规定了 27 种房屋的格局，使建造技术 进一步规范化。 我国地域辽阔，在建筑风 格上也表现出南北的区别，逐渐形成北方之 雄伟和南方之秀丽的特色。我国古代木结构 .