木结构设计规范 GB50005-2003 - 7普通木结构

7.1一般规定 
7.1.1  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，对于在干燥过程中容易翘裂的树种木材（如落叶松、云南松等），当用作桁架时，宜采用钢下弦；若采用木下弦，对于原木，其跨度不宜大于15m，对于方木不应大于12m，且应采取有效防止裂缝危害的措施； 
    2  应积极创造条件采用胶合木构件或胶合木结构； 
    3  木屋盖宜采用外排水，若必须采用内排水时，不应采用木制天沟； 
    4  必须采取通风和防潮措施，以防木材腐朽和虫蛀； 
    5  合理地减少构件截面的规格，以符合工业化生产的要求； 
    6  应保证木结构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，必要时应在施工图中提出注意事项； 
    7  地震区设计木结构，在构造上应加强构件之间、结构与支承物之间的连接，特别是刚度差别较大的两部分或两个构件（如屋架与柱、檩条与屋架、木柱与基础等）之间的连接必须安全可靠。 
7.1.2  在可能造成风灾的台风地区和山区风口地段，木结构的设计，应采取有效措施，以加强建筑物的抗风能力。尽量减小天窗的高度和跨度；采用短出檐或封闭出檐；瓦面（特别在檐口处）宜加压砖或座灰；山墙采用硬山；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。 
7.1.3  抗震设防烈度为8度和9度地区设计木结构建筑，根据需要，可采用隔震、消能设计。 
7.1.4  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，不得考虑几种连接的共同工作。 
7.1.5  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％。 
在受弯构件的受拉边，不得打孔或开设缺口。 
7.1.6  圆钢拉杆和拉力螺栓的直径，应按计算确定，但不宜小于12mm。 
    圆钢拉杆和拉力螺栓的方形钢垫板尺寸，可按下列公式计算： 
    l  垫板面积（mm²)  
                      
    2  垫板厚度（mm) 
                     
式中    N——轴心拉力设计值（N)； 
        f_ca——木材斜纹承压强度设计值（N/mm²)，根据轴心拉力N与垫板下木构件木纹方向的夹角，按本规范第4.2.6条的规定确定； 
        f——钢材抗弯强度设计值（N/mm²）。 
    系紧螺栓的钢垫板尺寸可按构造要求确定，其厚度不宜小于0.3倍螺栓直径，其边长不应小于3.5倍螺栓直径。当为圆形垫板时，其直径不应小于4倍螺栓直径。 
7.1.7  桁架的圆钢下弦、三角形桁架跨中竖向钢拉杆、受振动荷载影响的钢拉杆以及直径等于或大于20mm的钢拉杆和拉力螺栓，都必须采用双螺帽。 
    木结构的钢材部分，应有防锈措施。 
7.1.8  在房屋或构筑物建成后，应按本规范附录D对木结构进行检查和维护。对于用湿材或新利用树种木材制作的木结构，必须加强使用前和使用后的第l-2年内的检查和维护工作。 
7.2屋面木基层和木梁 
7.2.1  屋面木基层中的主要受弯构件，其承载力应按下列两种荷载组合进行验算，而挠度应按第1种荷载组合验算。 
    1  恒荷载和活荷载（或恒荷载和雪荷载）； 
    2  恒荷载和一个1.OkN施工集中荷载。 
    在第2种荷载作用下，进行施工或维修阶段承载能力验算时，木材强度设计值应乘以本规范表4.2.1-4的调整系数。 
    注：密铺屋面板，其计算宽度可按300mm考虑。 
7.2.2  对设有锻锤或其他较大振动设备的房屋，屋面宜设置屋面板。 
7.2.3  方木檩条宜正放，其截面高宽比不宜大于2.5。当方木檩条斜放时，其截面高宽比不宜大于2，并应按双向受弯构件进行计算。若有可靠措施以消除或减少沿屋面方向的弯矩和挠度时，可根据采取措施后的情况进行计算。 
    当采用钢木檩条时，应采取措施保证受拉钢筋下弦折点处的侧向稳定。 
    椽条在屋脊处应相互连接牢固。 
7.2.4  抗震设防烈度为8度和9度地区屋面木基层抗震设计，应符合下列规定： 
    1  采用斜放檩条并设置密铺屋面板，檐口瓦应与挂瓦条扎牢； 
    2  檩条必须与屋架连牢，双脊檩应相互拉结，上弦节点处的檩条应与屋架上弦用螺栓连接； 
    3  支承在山墙上的檩条，其搁置长度不应小于120mm，节点处檩条应与山墙卧梁用螺栓锚固。 
7.2.5  木梁宜采用原木、方木或胶合木制作。若有设计经验，也可采用其他木基材制作。 
    木梁在支座处应设置防止其侧倾的侧向支承和防止其侧向位移的可靠锚固。 
    当采用方木梁时，其截面高宽比一般不宜大于4，高宽比大于4的木梁应采取保证侧向稳定的必要措施。当采用胶合木梁时，应符合胶合木梁的有关要求。 
7.3桁架 
7.3.1  桁架选型可根据具体条件确定，并宜采用静定的结构体系。当桁架跨度较大或使用湿材时，应采用钢木桁架；对跨度较大的三角形原木桁架，宜采用不等节间的桁架形式。 
    采用木檩条时，桁架间距不宜大于4m；采用钢木檩条或胶合木檩条时，桁架间距不宜大于6m。 
7.3.2  桁架中央高度与跨度之比，不应小于表7.3.2规定的数值。  
          
7.3.3  桁架制作应按其跨度的1/200起拱。 
7.3.4  设计木桁架时，其构造应符合下列要求： 
    1  受拉下弦接头应保证轴心传递拉力；下弦接头不宜多于两个；接头应锯平对正，宜采用螺栓和木夹板连接； 
    采用螺栓夹板（木夹板或钢夹板）连接时，接头每端的螺栓数由计算确定，但不宜少于6个，且不应排成单行；当采用木夹板时，应选用优质的气干木材制作，其厚度不应小于下弦宽度的1/2；若桁架跨度较大，木夹板的厚度不宜小于100mm；当采用钢夹板时，其厚度不应小于6mm； 
    2  桁架上弦的受压接头应设在节点附近，并不宜设在支座节间和脊节间内；受压接头应锯平，可用木夹板连接，但接缝每侧至少应有两个螺栓系紧；木夹板的厚度宜取上弦宽度的1/2,长度宜取上弦宽度的5倍； 
    3  支座节点采用齿连接时，应使下弦的受剪面避开髓心（图7.3.4)，并应在施工图中注明此要求。 
                       
7.3.5  钢木桁架的下弦，可采用圆钢或型钢。当跨度较大或有振动影响时，宜采用型钢。圆钢下弦应设有调整松紧的装置。当下弦节点间距大于250d(d为圆钢直径）时，应对圆钢下弦拉杆设置吊杆。 
    杆端有螺纹的圆钢拉杆，当直径大于22mm时，宜将杆端加粗（如焊接一段较粗的短圆钢），其螺纹应由车床加工。圆钢应经调直，需接长时宜采用对接焊或双帮条焊，不得采用搭接焊。焊接接头的质量应符合国家现行有关标准的规定。 
7.3.6  当桁架上设有悬挂吊车时，吊点应设在桁架节点处；腹杆与弦杆应采用螺栓或其他连接件扣紧；支撑杆件与桁架弦杆应采用螺栓连接；当为钢木桁架时，应采用型钢下弦。 
7.3.7  当有吊顶时，桁架下弦与吊顶构件间应保持不小于100mm的净距。 
7.3.8  抗震设防烈度为8度和9度地区的屋架抗震设计，应符合下列规定： 
    1  钢木屋架宜采用型钢下弦，屋架的弦杆与腹杆宜用螺栓系紧，屋架中所有的圆钢拉杆和拉力螺栓，均应采用双螺帽； 
    2  屋架端部必须用不小于φ20的锚栓与墙、柱锚固。 
7.4天窗 
7.4.1  天窗包括单面天窗和双面天窗。当设置双面天窗时，天窗架的跨度不应大于屋架跨度的1/3。 
    单面天窗的立柱应设置在屋架的节点部位；双面天窗的荷载宜由屋脊节点及其相邻的上弦节点共同承担，并应设置斜杆与屋架上弦连接，以保证其平面内的稳定。 
    在房屋两端开间内不宜设置天窗。 
    天窗的立柱，应与桁架上弦牢固连接。当采用通长木夹板时，夹板不宜与桁架下弦直接连接（图7.4.1）。  
                   
7.4.2  为防止天窗边柱受潮腐朽，边柱处屋架的檩条宜放在边柱内侧（图7.4.2）。其窗樘和窗扇宜放在边柱外侧，并加设有效的挡雨设施。开敞式天窗应加设有效的挡雨板，并应作好泛水处理。  
              
7.4.3  抗震设防烈度为8度和9度地区，不宜设置天窗。 
7.5支撑 
7.5.1  应采取有效措施保证结构在施工和使用期间的空间稳定，防止桁架侧倾，保证受压弦杆的侧向稳定，承担和传递纵向水平力。 
7.5.2  屋盖应根据结构的型式和跨度、屋面构造及荷载等情况选用上弦横向支撑或垂直支撑。但当房屋跨度较大或有锻锤、吊车等振动影响时，除应设置上弦横向支撑外，尚应设置垂直支撑。支撑构件的截面尺寸，可按构造要求确定。 
    注：垂直支撑系指在两榀屋架的上、下弦间设置交叉腹杆（或人字腹杆），并在下弦平面设置纵向水平系杆，用螺栓连接，与上部锚固的檩条构成一个稳定的桁架体系。 
7.5.3  当采用上弦横向支撑时，房屋端部为山墙时，应在端部第二开间内设置上弦横向支撑（图7.5.3)；房屋端部为轻型挡风板时，应在端开间内设置上弦横向支撑。当房屋纵向很长时，对于冷摊瓦屋面或跨度大的房屋，上弦横向支撑应沿纵向每20-30m设置一道。上弦横向支撑的斜杆如采用圆钢，应设有调整松紧的装置。  
            
7.5.4  当采用垂直支撑时，垂直支撑的设置可根据屋架跨度大小沿跨度方向设置一道或两道，沿房屋纵向应间隔设置，并在垂直支撑的下端设置通长的屋架下弦纵向水平系杆。对上弦设置横向支撑的屋盖，当加设垂直支撑时，可仅在有上弦横向支撑的开间中设置，但应在其他开间设置通长的下弦纵向水平系杆。 
7.5.5  下列部位，均应设置垂直支撑； 
    l  梯形屋架的支座竖杆处； 
    2  下弦低于支座的下沉式屋架的折点处； 
    3  设有悬挂吊车的吊轨处； 
    4  杆系拱、框架结构的受压部位处； 
    5  胶合木大梁的支座处。 
    垂直支撑的设置要求，除第3项应按本规范第7.5.4条的规定设置外，其余可仅在房屋两端第一开间（无山墙时）或第二开间（有山墙时）设置，但应在其他开间设置通长的水平系杆。 
7.5.6  木柱承重房屋中，若柱间无刚性墙或木质剪力墙，除应在柱顶设置通长的水平系杆外，尚应在房屋两端及沿房屋纵向每隔20-30m设置柱间支撑。 
    木柱和桁架之间应设抗风斜撑，斜撑上端应连在桁架上弦节点处，斜撑与木柱的夹角不应小于30o。 
7.5.7  符合下列情况的非开敞式房屋，可不设置支撑: 
    1  有密铺屋面板和山墙，且跨度不大于9m时； 
    2  房屋为四坡项，且半屋架与主屋架有可靠连接时； 
    3  屋盖两端与其他刚度较大的建筑物相连时。 
    当房屋纵向很长，则应沿纵向每隔20-30m设置一道支撑。 
7.5.8  当屋架设有双面天窗时，应按本规范第7.5.3条和第7.5.4条的规定设置天窗支撑。天窗架两边立柱处，应按本规范第7.5.6条的规定设置柱间支撑，且在天窗范围内沿主屋架的脊节点和支撑节点，应设置通长的纵向水平系杆。 
7.5.9  抗震设防烈度为6度和7度地区的木结构支撑布置可与非抗震设计相同，按本节规定设计。抗震设防烈度为8度、屋面采用楞摊瓦或稀铺屋面板房屋，不论是否设置垂直支撑，都应在房屋单元两端第二开间及每隔20m设置一道上弦横向支撑；在设防烈度为9度时，对密铺屋面板的房屋，不论是否设置垂直支撑，都应在房屋单元两端第二开间设置一道上弦横向支撑；对冷摊瓦或稀铺屋面板房屋，除应在房屋单元两端第二开间及每隔2Om同时设置一道上弦横向支撑和下弦横向支撑外，尚应隔间设置垂直支撑并加设下弦通长水平系杆。 
7.5.10  地震区的木结构房屋的屋架与柱连接处应设置斜撑，当斜撑采用木夹板时，与木柱及屋架上、下弦应采用螺栓连接；木柱柱顶应设暗榫插入屋架下弦并用U形扁钢连接（图7.5.10）。 
                 
7.6锚固 
7.6.1  为加强木结构整体性，保证支撑系统的正常工作，设计时应采取必要的锚固措施。 
7.6.2  下列部位的檩条应与桁架上弦锚固：1支撑的节点处（包括参加工作的檩条，见本规范图7.5.3)；2为保证桁架上弦侧向稳定所需的支承点；3屋架的脊节点处。 
    有山墙时，上述檩条尚应与山墙锚固。 
    檩条的锚固可根据房屋跨度、支撑方式及使用条件选用螺栓、卡板（图7.6.2）、暗销或其他可靠方法。 

                         
    上弦横向支撑的斜杆应用螺栓与桁架上弦锚固。 
7.6.3  当桁架跨度不小于9m时，桁架支座应采用螺栓与墙、柱锚固。当采用木柱时，木柱柱脚与基础应采用螺栓锚固。 
7.6.4  设计轻屋面（如油毡、合成纤维板材、压型钢板屋面等）或开敞式建筑的木屋盖时，不论桁架跨度大小，均应将上弦节点处的檩条与桁架、桁架与柱 
、木柱与基础等予以锚固。 
7.6.5  地震区的木柱承重房屋中，木柱柱脚应采用螺栓及预埋扁钢锚固在基础上，如图7.6.5所示。