2-6 木结构计算.doc

2-6 木结构计算因新的木结构设计规范尚未出版，此处仍按“木结构设计规范”（GBJ 5-88）编写。

2-6-1 木结构计算用表
1．承重结构构件材质等级（表2-97）
承重结构构件材质等级 表2-97
项次
构件类型
材质等级
1
受拉或拉弯构件
I
2
受弯或压弯构件
II
3
受压构件及次要受弯构件（如吊顶小龙骨等）
III
注：1．屋面板、挂瓦条等次要构件可根据各地习惯选材，不统一规定其材质等级。
2．本表中的材质等级系按承重结构的受力要求分级，其选材应符合《木结构设计规范》GBJ 5-88材质标准的规定，不得用一般商品材等级标准代替。
2．常用树种木材的强度设计值和弹性模量（表2-98）
常用树种木材的强度设计值和弹性模量（N/mm2） 表2-98
强度
等级
组
别
适用树种
抗弯
fm
顺纹抗压及承压
fc
顺纹抗拉
ft
顺纹抗剪
fv
横纹承压fc,90
弹性模量
E
全表面
局部表面及齿面
拉力螺栓垫板下面
TC17
A
柏木
17
16
10
1.7
2.3
3.5
4.6
10000
B
东北落叶松
15
9.5
1.6
TC15
A
铁衫、油杉
15
13
9
1.6
2.1
3.1
4.2
10000
B
鱼鳞云杉、西南云杉
12
9
1.5
TC13
A
油松、新疆落叶松、云南松、马尾松
13
12
8.5
1.5
1.9
2.9
3.8
10000
B
红皮云松、丽江云杉、红松、樟子松
10
8.0
1.4
9000
TC11
A
西北云杉、新疆云杉
11
10
7.5
1.4
1.8
2.7
3.6
9000
B
杉木、冷杉
10
7.0
1.3
TB20
-
栎木、青冈、稠木
20
18
12
2.8
4.2
6.3
8.4
12000
TB17
-
水曲柳
17
16
11
2.4
3.8
5.7
7.6
11000
TB15
-
锥栗（拷木）、桦木
15
14
10
2.0
3.1
4.7
6.2
10000
注：1．对位于木构件端部（如接头处）的拉力螺栓垫板，其计算中所取用的木材横纹承压强度设计值，应按“局部表面及齿面”一栏的数值采用。木材树种归类说明见《木结构设计规范》附录五。
2．当采用原木时，若验算部位未经切削，其顺纹抗压和抗弯强度设计值和弹性模量可提高15%。
3．当构件矩形截面短边尺寸不小于150mm时，其抗弯强度设计值可提高10%。
4．当采用湿材时，各种木材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%。
5．在表2-99所列的使用条件下，木材的强度设计值及弹性模量应乘以该表中给出的调整系数。
木材强度设计值和弹性模量的调整系数 表2-99
项次
使用条件
调整系数
强度设计值
弹性模量
1
露天结构
0.90
0.85
2
在生产性高温影响下，木材表面温度达40~50℃
0.80
0.80
3
恒荷载验算（注1）
0.80
0.80
4
木构筑物
0.90
1.00
5
施工荷载
1.30
1.00
注：1．仅有恒荷载或恒荷载所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表列各系数应连乘。
木材强度检验标准见表2-100。
木材强度检验标准 表2-100
木材种类
针叶材
阔叶材
强度等级
TC11
TC13
TC15
TC17
TB11
TB13
TB15
TB17
TB20
检验结果的最低强度值（N/mm2）不得低于
44
51
58
72
58
68
78
88
98
注：1．检验时，应从每批木材的总根数中随机抽取3根为试材，在每根试材髓心以外部分切取3个试件为一组，根据各组平均值中最低的一个值确定该批木材的强度等级。
2．试验应按现行国家标准《木材物理力学性能试验方法》进行。并应将试验结果换算到含水率为12%的数值。
3．按检验结果确定的木材强度等级，不得高于表2-98中同树种木材的强度等级。对于树名不详的木材，应按检验结果确定的等级，采用表2-98中该等级B的设计指标。
3．新利用树种木材的强度设计值和弹性模量（表2-101）
新利用树种木材的强度设计值和弹性模量（N/mm2） 表2-101
强度
等级
树种名称
顺纹抗压及承压
fc
抗弯
fm
顺纹抗剪
fv
横纹承压fc,90
弹性模量
E
全表面
局部表面及齿面
拉力螺栓垫板下面
TB15
槐木、乌墨
13
15
1.8
2.8
4.2
5.6
9000
木麻黄
16
TB13
柠檬桉、隆缘桉、蓝桉
12
13
1.5
2.4
3.6
4.8
8000
擦木
1.2
TB1l
榆木、臭椿、桤木
10
11
1.3
2.1
3.2
4.1
7000
注：杨木和拟赤杨的顺纹强度设计值和弹性模量可按TB11级数值乘以0.9采用；横纹强度设计值可按TB11级数值乘以0.6采用。若当地有使用经验，也可在此基础上做适当调整。
4．受弯构件容许挠度值（表2-102）
受弯构件容许挠度值 表2-102
项次
构件类别
容许挠度值[w]
1
檩条
l≤3.3m
l/200
l＞3.3m
1/250
2

椽条
1/150
3
抹灰吊顶中的受弯构件
1/250
4
楼板梁和搁栅
1/250
注：l——受弯构件的计算跨度。
5．受压构件容许长细比（表2-103）
受压构件容许长细比 表2-103
项次
构件类别
容许长细比[λ]
1
结构的主要构件（包括桁架的弦杆、支座处的竖杆或斜杆以及承重柱等）
120
2
一般构件
150
3
支撑
200
6．轴心受压构件稳定系数
轴压构件稳定系数φ值：
（1）强度等级为TC17、TC15及TB20的木材
当λ≤75时 （2-11a）
λ＞75时 （2-11b）
（2）强度等级TC13、TC11、TB17、TB15的木材
当λ≤91时 （2-12a）
λ＞91时 （2-12b）
式中 λ——构件的长细比。
构件的长细比，不论构件截面上有无缺口，均按下式计算：
λ=l0/i （2-13）
（2-14）
式中 l0——受压构件的计算长度（mm）；
i——构件截面的回转半径（mm）；
I——构件的毛截面惯性矩（mm4）；
A——构件的毛截面面积（mm2）。
受压构件的计算长度，应按实际长度乘以下列系数：
两端铰接 1.0
一端固定，一端自由 2.0
一端固定，一端铰接 0.8
7．原木、方木截面的几何及力学特性表（表2-104、表2-105）
（1）原木和半原木截面的几何及力学特性公式表 表2-104

（2）矩形截面的几何及力学特性表 表2-105

8．桁架最小高跨比（表2-106）
桁架最小高跨比 表2-106
序号
桁架类型
h/l
1
三角形木桁架
1/5
2
三角形钢木桁架；平行弦木桁架；弧形、多边形和梯形木桁架
1/6
3
弧形、多边形和梯形钢木桁架
1/7
注：h——桁架中央高度；
l——桁架跨度。
9．螺栓连接和钉连接中木构件的最小厚度（表2-107）
木构件连接的最小厚度 表2-107
连接形式
螺栓连接
钉连接
d＜18mm
d≥18mm
双剪连接
c≥5d a≥2.5d
c≥5d a≥4d
c≥8d a≥4d
单剪连接
c≥7d a≥1.5d
c≥7d a≥4d
c≥10d a≥4d
注：c——中部构件的厚度或单剪连接中较厚构件的厚度；
a——边部构件的厚度或单剪连接中较薄构件的厚度；
d——螺栓或钉的直径。
2-6-2 木结构计算公式
1．木结构构件计算（表2-108）
木结构构件计算 表2-108

2．木结构连接计算（表2-109）
木结构连接计算 表2-109