GB 55005-2021 木结构通用规范

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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:

  1. 螺栓连接:抗拉设计值ftb = 170 MPa,抗剪设计值fvb = 120 MPa;
  2. 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:

  1. 永久作用,包括结构自重等;
  2. 可变作用,包括楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载等;
  3. 地震作用;
  4. 温度作用;
  5. 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:

  1. 单层木结构房屋的高度不应大于6m;
  2. 多层木结构房屋的高度不应大于12m;
  3. 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:

  1. 受压构件的长细比不应大于120;
  2. 受拉构件的长细比不应大于150;
  3. 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:

  1. 螺栓连接;
  2. 钉连接;
  3. 齿连接;
  4. 胶合连接;
  5. 金属件连接。

6.0.2 螺栓连接的设计应符合下列规定:

  1. 螺栓的直径和数量应满足承载力要求;
  2. 螺栓的排列应满足规范规定的间距要求;
  3. 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:

  1. 齿连接的齿深不应小于20mm;
  2. 齿连接的齿槽承压面应满足强度要求;
  3. 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:

  1. 金属连接件的强度应满足设计要求;
  2. 金属连接件的防腐措施应满足使用环境要求;
  3. 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:

  1. 结构的整体性连接应可靠;
  2. 节点的抗震构造应满足设计要求;
  3. 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:

  1. 楼盖和屋盖应有足够的整体刚度;
  2. 桁架的支撑设置应满足抗震要求;
  3. 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:

  1. 方木的截面尺寸不应小于60mm×80mm;
  2. 原木的梢径不应小于70mm;
  3. 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:

  1. 木结构应在适当位置设置通风口;
  2. 檐口处应设置通风口;
  3. 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:

  1. 结构的防火分隔应满足规范要求;
  2. 构件的最小截面尺寸应满足耐火极限要求;
  3. 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:

  1. 木构件与土壤直接接触时,应采取防腐措施;
  2. 木构件与石材或混凝土接触时,应设置防潮层;
  3. 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:

  1. 层板的厚度不应大于50mm;
  2. 胶合木的含水率不应大于15%;
  3. 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:

  1. 木柱应设置底座或垫块;
  2. 连接件的防腐措施应满足使用环境要求;
  3. 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:

  1. 原木和方木不应大于25%;
  2. 板材不应大于18%;
  3. 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:

  1. 螺栓孔的位置和间距应满足规范要求;
  2. 螺栓的紧固力矩应满足设计要求;
  3. 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:

  1. 层板的加工精度应满足规范要求;
  2. 胶黏剂的涂布量应满足规范要求;
  3. 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:

  1. 防火涂料的涂布量应满足规范要求;
  2. 防火板的安装应牢固;
  3. 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:

  1. 构件尺寸的验收;
  2. 连接质量的验收;
  3. 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:

  1. 腐朽和虫蛀检查;
  2. 裂缝检查;
  3. 变形检查;
  4. 连接节点检查;
  5. 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:

  1. 腐朽和虫蛀的构件应及时更换或加固;
  2. 防腐和防火涂层损坏应及时修补;
  3. 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:

  1. 更换受损构件;
  2. 增设支撑或拉杆;
  3. 增设金属连接件;
  4. 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

  1. 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"。
  2. 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"。

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