GB 55005-2021 木结构通用规范 完整章节
GB 55005-2021 木结构通用规范
第一章 总则
1.0.1 为在木结构设计、施工及维护中贯彻执行国家的技术经济政策,保证工程质量,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于建筑工程的木结构设计、施工及维护。
1.0.3 本规范是木结构设计的基本要求。当木结构的设计基准期、设计使用年限、结构安全等级等与本规范的规定不一致时,设计时应进行专门论证。
1.0.4 木结构的设计、施工和维护应遵循节约资源、保护环境的可持续发展原则。
1.0.5 木结构设计应符合抗震设防地区抗震设计的规定。
1.0.6 木结构的设计文件应明确工程的抗震设防类别、抗震设防烈度、设计地震动参数和结构用途。
第二章 术语和符号
2.0.1 木结构是指以木材为主制成的结构,包括原木结构、锯材结构、胶合木结构和木混合结构。
2.0.2 原木是指采伐后未经锯解加工的木材。
2.0.3 锯材是指经锯解加工的木材,包括方木和板材。
2.0.4 胶合木是指将层板胶合而成的工程木产品。
2.0.5 节点是指木结构中构件与构件或构件与基础连接的部位。
2.0.6 齿连接是指木构件间采用齿槽啮合的连接方式。
2.0.7 螺栓连接是指通过螺栓实现构件连接的节点形式。
第三章 材料
3.0.1 木材的强度等级应按表3.0.1划分。
表3.0.1 木材强度等级
| 强度等级 | 抗压强度(MPa) | 抗弯强度(MPa) |
|---|---|---|
| TC17 | 17 | 17 |
| TC15 | 15 | 15 |
| TC13 | 13 | 13 |
| TC11 | 11 | 11 |
3.0.2 进口木材的强度等级应按国家现行标准的规定采用。
3.0.3 木材的设计指标应按表3.0.3采用。
表3.0.3 木材的设计指标(MPa)
| 强度等级 | 抗压 | 抗拉 | 抗弯 | 顺纹抗剪 |
|---|---|---|---|---|
| TC17 | 16 | 10 | 17 | 1.7 |
| TC15 | 15 | 9 | 15 | 1.5 |
| TC13 | 12 | 7.5 | 13 | 1.3 |
| TC11 | 10 | 6 | 11 | 1.1 |
3.0.4 胶合木的强度等级应按表3.0.4划分。
表3.0.4 胶合木强度等级
| 强度等级 | 抗压强度(MPa) | 抗弯强度(MPa) |
|---|---|---|
| GT27 | 27 | 27 |
| GT24 | 24 | 24 |
| GT21 | 21 | 21 |
| GT18 | 18 | 18 |
3.0.5 钢材的强度设计值应按表3.0.5采用。
表3.0.5 钢材的强度设计值(MPa)
| 钢材牌号 | 抗拉、抗压、抗弯f | 抗剪fv |
|---|---|---|
| Q235 | 215 | 125 |
| Q355 | 310 | 180 |
3.0.6 螺栓和螺钉的强度设计值应符合下列规定:
- 螺栓连接:抗拉设计值ftb = 170 MPa,抗剪设计值fvb = 120 MPa;
- 螺钉连接:抗拉设计值fst = 120 MPa,抗剪设计值fsv = 100 MPa。
3.0.7 胶黏剂的强度等级应满足设计要求。室外使用的胶黏剂应满足耐候性要求。
第四章 基本设计规定
4.0.1 木结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
4.0.2 木结构的承载能力极限状态设计应采用下列设计表达式:
γ0S ≤ R
式中:γ0——结构重要性系数; S——承载能力极限状态的作用效应组合设计值; R——结构构件的承载力设计值。
4.0.3 木结构的正常使用极限状态设计应采用下列设计表达式:
S ≤ C
式中:S——正常使用极限状态的作用效应组合设计值; C——结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度等限值。
4.0.4 木结构的设计应考虑下列作用:
- 永久作用,包括结构自重等;
- 可变作用,包括楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载等;
- 地震作用;
- 温度作用;
- 变形作用。
4.0.5 木结构房屋的层数和高度应符合下列规定:
- 单层木结构房屋的高度不应大于6m;
- 多层木结构房屋的高度不应大于12m;
- 木结构房屋的层数不应超过3层。
4.0.6 木结构构件的长细比应符合下列规定:
- 受压构件的长细比不应大于120;
- 受拉构件的长细比不应大于150;
- 柱的长细比不应大于80。
第五章 木构件设计
5.0.1 轴心受拉构件的承载力应按下式计算:
N ≤ ftA
式中:N——轴向拉力设计值; ft——木材顺纹抗拉强度设计值; A——构件的净截面面积。
5.0.2 轴心受压构件的承载力应按下式计算:
N ≤ φfA
式中:N——轴向压力设计值; φ——稳定系数; f——木材顺纹抗压强度设计值; A——构件的毛截面面积。
5.0.3 稳定系数φ应按下列规定计算:
当λ ≤ 75时: φ = 1/(1 + λ²/3200)
当λ > 75时: φ = 2800/λ²
5.0.4 受弯构件的抗弯承载力应按下式计算:
M ≤ fmW
式中:M——弯矩设计值; fm——木材抗弯强度设计值; W——构件的净截面抵抗矩。
5.0.5 受弯构件的抗剪承载力应按下式计算:
V ≤ fvA
式中:V——剪力设计值; fv——木材顺纹抗剪强度设计值; A——构件的腹板截面面积。
5.0.6 压弯构件的承载力应按下式计算:
N/φfA + M/(fmW) ≤ 1
5.0.7 拉弯构件的承载力应按下式计算:
N/ftA + M/(fmW) ≤ 1
第六章 节点设计
6.0.1 木结构的节点连接方式应包括:
- 螺栓连接;
- 钉连接;
- 齿连接;
- 胶合连接;
- 金属件连接。
6.0.2 螺栓连接的设计应符合下列规定:
- 螺栓的直径和数量应满足承载力要求;
- 螺栓的排列应满足规范规定的间距要求;
- 木构件的厚度应满足螺栓连接的要求。
6.0.3 螺栓连接的承载力应按下式计算:
N ≤ nv fvc d²
式中:nv——每剪面的承载力系数; fvc——木材顺纹抗剪强度设计值; d——螺栓直径。
6.0.4 齿连接的设计应符合下列规定:
- 齿连接的齿深不应小于20mm;
- 齿连接的齿槽承压面应满足强度要求;
- 齿连接的受剪面应满足抗剪要求。
6.0.5 胶合连接的承载力应满足设计要求。胶合连接的胶缝质量应通过检验确认。
6.0.6 金属件连接的设计应符合下列规定:
- 金属连接件的强度应满足设计要求;
- 金属连接件的防腐措施应满足使用环境要求;
- 金属连接件的设置应便于检查和维护。
第七章 木结构构件抗震设计
7.0.1 抗震设防地区的木结构应进行抗震承载力验算。
7.0.2 木结构构件的截面抗震承载力应按下式计算:
S ≤ R/γRE
式中:S——构件地震作用效应与其他荷载效应基本组合; R——构件承载力设计值; γRE——承载力抗震调整系数,取0.80。
7.0.3 木结构房屋的抗震构造措施应符合下列规定:
- 结构的整体性连接应可靠;
- 节点的抗震构造应满足设计要求;
- 墙体与基础的连接应可靠。
7.0.4 木楼盖和屋盖的抗震构造应符合下列规定:
- 楼盖和屋盖应有足够的整体刚度;
- 桁架的支撑设置应满足抗震要求;
- 桁架与墙体或柱的连接应可靠。
第八章 构造要求
8.0.1 木结构构件的截面尺寸应符合下列规定:
- 方木的截面尺寸不应小于60mm×80mm;
- 原木的梢径不应小于70mm;
- 胶合木的截面高度不应大于500mm。
8.0.2 木结构的通风构造应符合下列规定:
- 木结构应在适当位置设置通风口;
- 檐口处应设置通风口;
- 地下室或半地下室应设置通风口。
8.0.3 木结构的防火构造应符合下列规定:
- 结构的防火分隔应满足规范要求;
- 构件的最小截面尺寸应满足耐火极限要求;
- 防火涂料或防火板的设置应满足设计要求。
8.0.4 木结构的防腐构造应符合下列规定:
- 木构件与土壤直接接触时,应采取防腐措施;
- 木构件与石材或混凝土接触时,应设置防潮层;
- 金属连接件应采取防腐措施。
8.0.5 胶合木结构的构造应符合下列规定:
- 层板的厚度不应大于50mm;
- 胶合木的含水率不应大于15%;
- 胶合木的胶缝质量应满足规范要求。
第九章 基础设计
9.0.1 木结构的基础设计应根据工程地质条件和上部结构荷载确定。
9.0.2 木结构的基础类型应根据地基条件和上部结构荷载选择。
9.0.3 地基承载力特征值应通过载荷试验或其他原位测试方法确定。
9.0.4 基础的埋置深度不应小于500mm。
9.0.5 木柱与基础的连接应符合下列规定:
- 木柱应设置底座或垫块;
- 连接件的防腐措施应满足使用环境要求;
- 连接应牢固可靠。
第十章 施工与质量验收
10.0.1 木结构的施工应符合国家现行标准《木结构工程施工质量验收规范》GB 50206的规定。
10.0.2 木材的品种、等级和质量应符合设计要求。
10.0.3 木材的含水率应符合下列规定:
- 原木和方木不应大于25%;
- 板材不应大于18%;
- 胶合木不应大于15%。
10.0.4 螺栓连接的施工应符合下列规定:
- 螺栓孔的位置和间距应满足规范要求;
- 螺栓的紧固力矩应满足设计要求;
- 螺栓的垫板规格应满足设计要求。
10.0.5 胶合木的施工应符合下列规定:
- 层板的加工精度应满足规范要求;
- 胶黏剂的涂布量应满足规范要求;
- 胶合木的养护条件应满足规范要求。
10.0.6 木结构的防火施工应符合下列规定:
- 防火涂料的涂布量应满足规范要求;
- 防火板的安装应牢固;
- 防火构造的施工应符合设计要求。
10.0.7 木结构的验收应包括下列内容:
- 构件尺寸的验收;
- 连接质量的验收;
- 防腐和防火性能的验收。
第十一章 维护
11.0.1 木结构应进行定期检查和维护。
11.0.2 木结构的检查内容应包括:
- 腐朽和虫蛀检查;
- 裂缝检查;
- 变形检查;
- 连接节点检查;
- 防腐和防火涂层检查。
11.0.3 木结构的维护应符合下列规定:
- 腐朽和虫蛀的构件应及时更换或加固;
- 防腐和防火涂层损坏应及时修补;
- 连接节点松动应及时紧固。
11.0.4 木结构的加固方法应包括:
- 更换受损构件;
- 增设支撑或拉杆;
- 增设金属连接件;
- 采用预应力加固。
第十二章 附录
附录A 木材的强度设计值和弹性模量
表A.0.1 常用木材的强度设计值和弹性模量(MPa)
| 树种 | 强度等级 | 抗压 | 抗拉 | 抗弯 | 顺纹抗剪 | 弹性模量E |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 杉木 | TC11 | 10 | 6 | 11 | 1.1 | 9000 |
| 红松 | TC13 | 12 | 7.5 | 13 | 1.3 | 10000 |
| 落叶松 | TC15 | 15 | 9 | 15 | 1.5 | 11000 |
| 云杉 | TC13 | 12 | 7.5 | 13 | 1.3 | 9500 |
附录B 稳定系数计算
受压构件的稳定系数应按下列规定计算:
当λ ≤ 75时: φ = 1/(1 + λ²/3200)
当λ > 75时: φ = 2800/λ²
附录C 螺栓连接承载力计算
螺栓连接的抗剪承载力设计值应按下列公式计算:
Fv = nv fvc d²
折减系数: k = min(k1, k2, k3)
本规范用词说明
为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
- 表示很严格,非这样做不可的用词:正面词采用"必须",反面词采用"严禁";
- 表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:正面词采用"应",反面词采用"不应"或"不得";
- 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:正面词采用"宜",反面词采用"不宜";
- 表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词:采用"可"。
条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:"应符合……的规定"或"应按……执行"。