3.1 木材

3.1.2 我国对方木原木承重结构所用木材的分级，历来按其材质分为三级，这次修订未对该材质标准进行修改。本次修订增加了在工厂大批量、工业化生产的目测分级方木的材质等级。

    工厂目测分级是指木材在工业化加工流程中，通过具有相应资质的目测分级专业技术人员对木材进行分等分级。为了便于使用材质标准，现就板、方材的材质标准中，如何考虑木材缺陷的限值问题作如下简介：

    1 木节

    由图1可见，外观相同的木节对板材和方材的削弱是不同的。同一大小的木节，在板材中为贯通节，在方木中则为锥形节。显然，木节对方木的削弱要比板材小，方木所保留的未割断的木纹也比板材多，因此，若将板、方材的材质标准分开，则方木木节的限值，便可在不降低构件设计承载力的前提下予以适当放宽。为了确定具体放宽尺度，编制组曾以云南松、杉木、冷杉和马尾松为试件，进行了158根构件试验，并根据其结果制定了材质标准中方木木节限值的规定。

    2 斜纹

    我国材质标准中斜纹的限值，早期一直沿用苏联的规定。过去修订规范时曾对其使用效果进行了调查。结果表明：

    1）有不少树种木材，其内外纹理的斜度不一致，往往当表层纹理接近限值时，其内层纹理的斜度已略嫌大；

    2）如木材纹理较斜、木构件含水率偏高，在干燥过程中就会产生扭翘变形和斜裂缝，而对构件受力不利。因此，有必要适当加严木材表面斜纹的限值。

    为了评估标准中斜纹限值加严后对成批木材合格率的影响，本标准1973年版编制组曾对斜纹材较多的落叶松和云南松进行抽样调查。其结果表明，按现行标准的斜纹限值选材并不显著影响合格率（表1）。

    3 髓心

    现行材质标准对方木有髓心应避开受剪面的规定。这是根据以前北京市建筑设计院和原西南建筑科学研究所对木材裂缝所作的调查，以及该所对近百根木材所作的观测的结果制定的。因为在有髓心的方木上最大裂缝（以下简称主裂缝）一般生在较宽的面上，并位于离髓心最近的位置，逐渐向着髓心发展（见表2）。一般从髓心所在位置，即可判定最大裂缝将发生在哪个面的哪个部位。若避开髓心即意味着在剪面上避开了危险的主裂缝。因此，这也是防止裂缝危害的一项很有效的措施。

    另外，在板材截面上，若有髓心，不仅将显著降低木板的承载能力，而且可能产生危险的裂缝和过大的截面变形，对构件及其连接的受力均很不利。因此，在板材的材质标准中，作了不允许有髓心规定。多年来的实践证明，这对板材的选料不会造成很大的损耗。

    4 裂缝

    裂缝是影响结构安全的一个重要因素，材质标准中应当规定其限值。试验结果表明，裂缝对木结构承载能力的影响程度，随着裂缝所在部位的不同以及木材纹理方向的变化，相差悬殊。一般说来，在连接的受剪面上，裂缝将直接降低其承载能力，而位于受剪面附近的裂缝，是否对连接的受力有影响，以及影响的大小，则在很大程度上取决于木材纹理是否正常。至于裂缝对受拉、受弯以及受压构件的影响，在木纹顺直的情况下，是不明显的。但若木纹的斜度很大，则其影响将显得十分突出，几乎随着斜纹的斜度增大，而使构件的承载力呈直线下降；这以受拉构件最为严重，受弯构件次之，受压构件较轻。

    综上所述，本标准以加严对木材斜纹的限制为前提，作出了对裂缝的规定：一是不容许连接的受剪面上有裂缝；二是对连接受剪面附近的裂缝深度加以限制。至于“受剪面附近”的含义，一般可理解为：在受剪面上下各30mm的范围内。

3.1.3 本条为强制性条文。方木原木材料按强度分为8个等级，按材质分为3个级别，因此，采用方木原木构件时，确定了采用树种也就明确了材料强度等级。但是，相同强度等级的方木原木构件更重要的是，应根据构件主要用途来确定选用的材质等级，以保证结构安全。

3.1.4 近几年来，我国每年从国外进口相当数量的木材，其中部分用于工程建设。考虑到今后一段时期，建筑工程采用的木材大量还是依靠进口木材，故在本条中增加了进口木材树种。考虑到这方面的用途，对材料的质量与耐久性的要求较高，而目前木材的进口渠道多，质量相差悬殊，若不加强技术管理，容易使工程遭受不应有的经济损失，甚至发生质量、安全事故。因此，有必要对进口木材的选材及设计指标的确定，作出统一的规定，以确保工程的安全、质量与经济效益。

3.1.5 一段时期来，工程建设所需的进口木材，在其订货、商检、保存和使用等方面，均因缺乏专门的技术标准，无法正常管理，而存在不少问题。例如：有的进口木材，由于订货时随意选择木材的树种与等级，致使应用时增加了处理工作量与损耗；有的进口木材，不附质量证书或商检报告，使接收工作增加很多麻烦；有的进口木材，由于管理混乱，木材的名称与产地不详，给使用造成困难。此外，有些单位对不熟悉的树种木材，不经试验便盲目使用，造成了一些不应有的工程事故。鉴于以上情况，提出了这些基本规定，要求工程结构的设计、施工与管理人员执行。

3.1.6～3.1.8 轻型木结构用规格材主要根据用途分类。分类越细越经济，但过细又给生产和施工带来不便。我国规格材材质等级定为三类七个等级，规定了每等的材质标准。规格材材质等级分为三类主要是用途各不相同。

    与我国传统方法一样，采用目测法分级时，与之相关的设计值应通过对不同树种、不同等级规格材的足尺试验确定。本标准给出的规格材基本截面尺寸是为了使轻型木结构的设计和施工标准化。但是，目前大部分进口规格材的尺寸是按英制生产的，所以本标准允许在采用进口规格材时，其截面尺寸只要与本标准表8.1.1和表8.1.2所列规格材尺寸相差不大于2mm，在工程中视作等同。为避免对构件的安装和工程维修造成影响，在一栋建筑中不应将不同宽度规格系列的规格材混用，即不能将按英制生产的规格材与本标准规定的尺寸系列的规格材在同一栋建筑中混合使用。

    考虑到我国木材加工业的状况，对于机械分级规格材定为8个等级，并规定了分级的基本强度指标。

3.1.9 本条对木结构中使用的木基结构板材、结构复合材和工字形木搁栅等材料作了规定。

    1 木基结构板材应满足集中荷载、冲击荷载以及均布荷载试验要求。同时，考虑到施工过程中，会因天气、工期耽误等因素，板材可能受潮，这就要求木基结构板材应有相应的耐潮湿能力、搁栅的中心间距以及板厚等要求，均应清楚地表明在板材上。

    2 考虑到我国木结构建筑材料的现状，许多结构复合材构件及工字形木搁栅等产品需要进口，因此，对于这些进口工程木产品，当国内尚无国家标准时，可参考有关的国际标准或其他相关标准来执行，具体的有下列相关标准：

        1）《建筑用木基板特性、合格评定和标记》，EN 13986，Wood based panels for use in construction-characteristics, evaluation of conformity and marking

        2）《木基板——楼屋盖、墙体承重板性能规定和要求》，EN 12871, Wood-based panels-Performance specifications and requirements for load bearing boards for use in floors, walls and roofs

        3）《木结构——结构用单板层积材——要求》，EN 14374 , Timber structures-Structural laminated veneer lumber-Requirements

        4）《木结构——单板层积材——结构属性》，ISO 22390，Timber structures-Laminated veneer lumber-Structural properties

        5）《结构复合材评定标准》，ASTM D 5456,Standard specification for evaluation of structural composite lumber products

        6）《预制工字梁结构承载力能力确定和监测的标准》，ASTM D5055, Standard specification for establishing and monitoring structural capacities of prefabricated Wood i-joists

3.1.10 关于层板胶合木用材等级及其材质标准对于普通层板胶合木用材材质标准的可靠性，曾经委托原哈尔滨建筑工程学院按随机取样的原则，做了30根受弯构件破坏试验，其结果表明，按现行材质标准选材所制成的胶合构件，能够满足承重结构可靠度的要求。同时较为符合我国木材的材质状况，可以提高低等级木材在承重结构中的利用率。

    近几年，随着我国胶合木结构的不断发展，主要是采用目测分级层板和机械分级层板来制作胶合木。目测分级层板和机械分级层板的材质标准已在现行国家标准《胶合木结构技术规范》GB/T 50708和《结构用集成材》GB/T 26899中作出了具体规定。

3.1.11 正交胶合木作为现代木结构建筑的木材产品，被大量应用于木结构工程中，包括居住建筑和商业建筑。正交胶合木构件作为板式构件适用于楼面、屋面或墙体。目前，制作正交胶合木的顺向层板均采用针叶材，而横向层板除采用针叶材外也可采用由针叶材树种制作的结构复合材。由于在设计时不考虑横向层板的强度作用，因此，对于横向层板的材质要求可适当放松。

    另外，正交胶合木的每层板可采用不同的强度等级进行组合。考虑到正交胶合木同一层层板的胶合性能应相同，本标准要求同一层层板应采用相同的强度等级和相同的树种木材。当设计允许时，同一层层板中大于90％的木板强度等级应符合该层规定的强度等级，不符合该层强度等级的木板，其强度设计值不应低于该层规定强度的35％。

3.1.12 本条为强制性条文。木材含水率是指木材中所含水分的质量占其烘干质量的百分比。规定木材含水率的理由和依据如下：

    1 木结构若采用较干的木材制作，在相当程度上减小了因木材干缩造成的松弛变形和裂缝的危害，对保证工程质量作用很大。因此，原则上应要求木材经过干燥。考虑到结构用材的截面尺寸较大，只有气干法较为切实可行，故只能要求尽量提前备料，使木材在合理堆放和不受曝晒的条件下逐渐风干。根据调查，这一工序即使时间很短，也能收到一定的效果。

    2 原木和方木的含水率沿截面内外分布很不均匀。原西南建筑科学研究所对30余根云南松木材的实测表明，在料棚气干的条件下，当木材表层20mm深处的含水率降到16.2％～19.6％时，其截面平均含水率为24.7％～27.3％。基于现场对含水率的检验只需一个大致的估计，引用了这一关系作为检验的依据。但是，上述试验是以120mm×160mm中等规格的方木进行测定的。若木材截面很大，按上述关系估计其平均含水率就会偏低很多，这是因为大截面的木材内部水分很难蒸发之故。例如，中国林业科学研究院曾经测得：当大截面原木的表层含水率已降低到12％以下，其内部含水率仍高达40％以上。但这个问题并不影响使用这条补充规定，因为对大截面木材来说，内部干燥总归很慢，关键是只要表层干到一定程度，便能收到控制含水率的效果。

    3 当前结构用材的干燥过程完全采用工业化手段，对于各种不同木材都能使其满足规定的含水率要求。本标准规定的含水率是最基本的要求。

    条文中，方木、原木受拉构件的连接板是指利用方木原木制作的木制夹板。连接件是指在构件节点中起主要作用的木制连接件，例如，在不采用金属齿板连接的轻型木桁架中，采用定向刨花板（OSB）作为构件节点连接的连接板。

3.1.13 本标准根据各地历年来使用湿材总结的经验教训，以及有关科研成果，作了湿材只能用于原木和方木构件的规定（其接头的连接板不允许用湿材）。因为这两类构件受木材干裂的危害不如板材构件严重。

    湿材是指含水率大于25％的木材，湿材对结构的危害主要是：在结构的关键部位可能引起危险性的裂缝；促使木材腐朽易遭虫蛀；使节点松动，结构变形增大等。针对这些问题，本标准采取了下列措施：

    1 防止裂缝的危害方面：除首先推荐采用钢木结构外，在选材上加严了斜纹的限值，以减少斜裂缝的危害；要求受剪面避开髓心，以免裂缝与受剪面重合；在制材上，要求尽可能采用“破心下料”的方法，以保证方木的重要受力部位不受干缩裂缝的危害；在构造上，对齿连接的受剪面长度和螺栓连接的端距均予以适当加大，以减小木材开裂的影响等。

    2 减小构件变形和节点松动方面，将木材的弹性模量和横纹承压的计算指标予以适当降低，以减小湿材干缩变形的影响，并要求桁架受拉腹杆采用圆钢，以便于调整。此外，还根据湿材在使用过程中容易出现的问题，在检查和维护方面作了具体的规定。

    3 防腐防虫方面，给出防潮、通风构造示意图。

    “破心下料”的制作方法作如下说明：

    因为含髓心的方木，其截面上的年层大部分完整，内外含水率梯度又很大，以致干缩时，弦向变形受到径向约束，边材的变形受到心材约束，从而使内应力过大，造成木材严重开裂。为了解除这种约束，可沿髓心剖开原木，然后再锯成方材，就能使木材干缩时变形较为自由，显著减小了开裂程度。原西南建筑科学研究院进行的近百根木材的试验和三个试点工程，完全证明了其防裂效果。但“破心下料”也有其局限性，即要求原木的径级至少在320mm以上，才能锯出屋架料规格的方木，同时制材要在髓心位置下锯，对制材速度稍有影响。因此本标准建议仅用于受裂缝危害最大的桁架受拉下弦，尽量减小采用“破心下料 ”构件的数量，以便于推广。