木结构通用规范 GB55005-2021
3 材料
3.0.1 木结构应采用具有明确的材质等级或强度等级的方木、原木、锯材和工程木产品。
3.0.2 结构用木材的含水率应符合木结构设计、制作与安装要求。
3.0.3 结构用木材的强度设计值应符合下列规定:
1 结构用木材的强度设计值应通过强度标准值和抗力分项系数确定,并应计入荷载持续作用时间对木材强度的影响;
2 抗力分项系数应根据目标可靠指标和木材强度变异系数进行确定。
3.0.4 结构用木材的强度设计指标应根据木构件的尺寸、使用条件、结构设计工作年限等因素进行调整。
3.0.5 木结构中采用的钢材应符合下列规定:
1 钢材应具有抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和碳、硫、磷含量的合格保证;
2 需要验算疲劳的焊接结构用钢材应具有冲击韧性合格保证;
3 设计要求厚度方向抗层状撕裂性能的钢材应具有断面收缩率合格保证;
4 进行抗震设计时,钢材的屈强比和断后伸长率应满足钢结构塑性设计的要求。
3.0.6 木结构中采用的金属连接件,除了应符合本规范第3.0.5条的要求外,还应提供产品质量合格证书,铸钢连接件尚应具有断面收缩率的合格保证。不锈钢连接件尚应具有名义屈服强度、抗拉强度、伸长率和碳、镍、铬、钼等含量的合格保证。
3.0.7 结构用胶粘剂类型应满足使用环境要求,且其胶合性能应满足设计要求的强度和耐久性指标。
3.0.8 木结构增强或加固中使用的纤维、基体材料及界面粘结性能应满足强度、耐久性和环境温湿度要求。
条文说明
3.0.1 本条规定了结构用木材的用材要求。为了保证结构用木材材质的可靠性,需首先对其材质等级或强度等级进行划分,然后确定结构用木材的主要用途、强度设计指标。总之,结构用木材必须具有材质等级或强度等级才能应用于木结构建筑工程中。
锯材包括具有材质等级或强度等级的方木、板材、规格材和进口结构材。
工程木产品系指层板胶合木、正交层板胶合木、结构胶合板和定向木片板等木基结构板材以及旋切板胶合木等结构复合木材。
3.0.2 本条规定了结构用木材的含水率要求。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。木结构构件应采用较干的木材制作,能够相当程度上减小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。但随着加工工艺、加工技术的发展,对木材的含水率要求将会产生变化,因此,本规范仅作出原则性规定,需要在项目建设过程中,根据项目的情况把握。
3.0.3 本条对木材强度设计指标的确定作出了原则性规定,此处的强度设计指标包括:抗弯强度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度、顺纹抗剪强度和横纹承压强度等强度。
木材具有的一个显著特点就是在荷载的长期作用下强度会降低,因此,荷载持续作用时间对木材强度的影响较大,在确定各种结构用木材强度设计值fd时,必须考虑荷载持续时间影响系数KQ3。木材的强度设计值fd按下式计算确定:
锯材包括具有材质等级或强度等级的方木、板材、规格材和进口结构材。
工程木产品系指层板胶合木、正交层板胶合木、结构胶合板和定向木片板等木基结构板材以及旋切板胶合木等结构复合木材。
3.0.2 本条规定了结构用木材的含水率要求。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。木结构构件应采用较干的木材制作,能够相当程度上减小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。但随着加工工艺、加工技术的发展,对木材的含水率要求将会产生变化,因此,本规范仅作出原则性规定,需要在项目建设过程中,根据项目的情况把握。
3.0.3 本条对木材强度设计指标的确定作出了原则性规定,此处的强度设计指标包括:抗弯强度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度、顺纹抗剪强度和横纹承压强度等强度。
木材具有的一个显著特点就是在荷载的长期作用下强度会降低,因此,荷载持续作用时间对木材强度的影响较大,在确定各种结构用木材强度设计值fd时,必须考虑荷载持续时间影响系数KQ3。木材的强度设计值fd按下式计算确定:
式中:fd——木材强度设计值;
fk——木材强度标准值;
KQ3——荷载持续时间对木材强度的影响系数,取0.72;
γR——木材的抗力分项系数。
另外,在确定结构用木材强度设计值时也应满足现行国家标准对木结构可靠度的相关规定。
常用的结构用木材强度设计值在现行相关标准中已作出了具体规定。
3.0.4 本条主要规定了结构用木材设计指标值的调整要求。结构用木材的设计指标一般随着不同的木截面尺寸、不同的使用条件、不同的设计工作年限等发生变化,在设计和使用过程中必须对其作出调整。
3.0.5 本条规定了木结构工程用钢材的要求。对钢材化学成分、力学性能等指标保证限值的规定,一直是各设计规范选材规定中被列为强条的重要内容,这些性能指标均为对钢材性能量化判定的重要基本依据。如屈服强度与设计强度、伸长率与塑性、屈强比与延性、冲击功与韧性、碳当量与焊接性能、冷弯与加工性等均是互为依据的关系。设计选材时应严格按结构使用条件和本条规定提出各项性能保证要求,以保证结构良好的承载性能。
3.0.6 本条规定了金属连接件的质量要求。目前我国木结构正处于发展时期,存在大量的销轴类紧固件和各种金属连接件,甚至还有不少进口金属连接件。为了保证节点连接的安全,对销轴类紧固件和各种金属连接件质量和性能指标要求作出强制性规定。
国外的金属连接件基本上都是工业化生产的标准产品,且通常有相应的产品标识。对于产地国有产品标识的产品,应要求同时提供产品质量合格证书和产品标识(含相关性能指标特征值);若产地国没有产品标识,应要求提供产品质量合格证书,并要求提供相关性能指标特征值。
为了确保连接件的质量能满足设计要求,应对产品质量进行复验。考虑到连接件通常为冷作加工所得成品,通常难于对其原材料进行取样检验,因此,此处要求对连接件的整体性能指标进行复验。
3.0.7 本条主要规定了对承重木结构胶粘剂的胶合性能要求。合格的胶合性能是保证结构用木材正常受力的前提条件,结构用木材内部的胶缝界面可有效地传递应力、有利于工程木的尺寸稳定、防水防潮,并协调粘结单元之间的变形。胶缝界面的耐久性取决于其抗老化能力,是结构用木材构件保证胶合强度、安全工作的基础,因此,胶粘剂的耐久性也是衡量胶粘剂最重要的性能指标,胶粘剂的使用应能满足木结构的使用年限要求。
3.0.8 本条主要对木结构工程中采用的增强或加固用纤维和基体材料给出了相关规定,同时对纤维复合材料增强或加固木结构的粘结界面性能提出要求。“增强”主要是针对新建木结构中的木构件,而“加固”主要是针对既有木结构中的木构件。纤维增强复合材料加固修复木结构的粘结界面主要是受剪应力和垂直于界面方向的正应力作用。通常,界面抗压能力较强,界面剥离断裂主要受抗剪和抗拉性能决定。因此,界面的粘结强度不低于木材顺纹抗剪和横纹抗拉强度时,则通常可以保证界面的可靠粘结。另外,胶粘剂的耐久性是加固构件保证安全工作的前提,因此,胶粘剂的耐久性也是重要性能指标。
fk——木材强度标准值;
KQ3——荷载持续时间对木材强度的影响系数,取0.72;
γR——木材的抗力分项系数。
另外,在确定结构用木材强度设计值时也应满足现行国家标准对木结构可靠度的相关规定。
常用的结构用木材强度设计值在现行相关标准中已作出了具体规定。
3.0.4 本条主要规定了结构用木材设计指标值的调整要求。结构用木材的设计指标一般随着不同的木截面尺寸、不同的使用条件、不同的设计工作年限等发生变化,在设计和使用过程中必须对其作出调整。
3.0.5 本条规定了木结构工程用钢材的要求。对钢材化学成分、力学性能等指标保证限值的规定,一直是各设计规范选材规定中被列为强条的重要内容,这些性能指标均为对钢材性能量化判定的重要基本依据。如屈服强度与设计强度、伸长率与塑性、屈强比与延性、冲击功与韧性、碳当量与焊接性能、冷弯与加工性等均是互为依据的关系。设计选材时应严格按结构使用条件和本条规定提出各项性能保证要求,以保证结构良好的承载性能。
3.0.6 本条规定了金属连接件的质量要求。目前我国木结构正处于发展时期,存在大量的销轴类紧固件和各种金属连接件,甚至还有不少进口金属连接件。为了保证节点连接的安全,对销轴类紧固件和各种金属连接件质量和性能指标要求作出强制性规定。
国外的金属连接件基本上都是工业化生产的标准产品,且通常有相应的产品标识。对于产地国有产品标识的产品,应要求同时提供产品质量合格证书和产品标识(含相关性能指标特征值);若产地国没有产品标识,应要求提供产品质量合格证书,并要求提供相关性能指标特征值。
为了确保连接件的质量能满足设计要求,应对产品质量进行复验。考虑到连接件通常为冷作加工所得成品,通常难于对其原材料进行取样检验,因此,此处要求对连接件的整体性能指标进行复验。
3.0.7 本条主要规定了对承重木结构胶粘剂的胶合性能要求。合格的胶合性能是保证结构用木材正常受力的前提条件,结构用木材内部的胶缝界面可有效地传递应力、有利于工程木的尺寸稳定、防水防潮,并协调粘结单元之间的变形。胶缝界面的耐久性取决于其抗老化能力,是结构用木材构件保证胶合强度、安全工作的基础,因此,胶粘剂的耐久性也是衡量胶粘剂最重要的性能指标,胶粘剂的使用应能满足木结构的使用年限要求。
3.0.8 本条主要对木结构工程中采用的增强或加固用纤维和基体材料给出了相关规定,同时对纤维复合材料增强或加固木结构的粘结界面性能提出要求。“增强”主要是针对新建木结构中的木构件,而“加固”主要是针对既有木结构中的木构件。纤维增强复合材料加固修复木结构的粘结界面主要是受剪应力和垂直于界面方向的正应力作用。通常,界面抗压能力较强,界面剥离断裂主要受抗剪和抗拉性能决定。因此,界面的粘结强度不低于木材顺纹抗剪和横纹抗拉强度时,则通常可以保证界面的可靠粘结。另外,胶粘剂的耐久性是加固构件保证安全工作的前提,因此,胶粘剂的耐久性也是重要性能指标。
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