安全验证
: 4.3 — 强度设计指标和】变形值 》。 《 4?.3.1  —本条为强制性—条文:本标准和原》规范一样只保留【荷,载分项系数而将【抗力分?项系数隐含在—强度设计值》内因此本《章所给出的木—材强度设计值应等于!木材的?强度:标准值?除以抗力分项—系,数但对不同树种的木!材尚需按本标准所】划分的强《度等级并参》照长期工《程实践经验进行合】理,。。的归类故实》际给出的木》材强度设计》值是经过调整后的与!直接按上《述方法?算得的数《值略有不《同现将本《标准在木材分—级及其设计指标的确!定上所作的考—虑,扼要介绍如下— 《     1【  木材的》强度设计值》 —    主要—考虑下列《。几点 ? :  《。      — 1)原规范的考虑!。是应:使归入?每一强度《等级的树种木—材,其,各项受力性质的可】靠,指标β等于》。或接近?于本标准采》用的目标可靠性指标!β0所谓“接近”】含义是指该树种【木材的可靠性指【标β应满《足下列界限值的要】求 : β0-0!.25≤β≤β0】+0.25   】  :  (1)》 《     —    统》一,标准:取消了不超》过±0.《25的规定取β【≥β0 》 ? ,  :     》 2)对自然缺陷较!多的树种木材如落叶!松、云南松》和马尾松等不—能单纯按其可—靠性指标进行分级需!根据主要使》用地区?的,意见进行调》整以:使其设计指标—的取值与工》程实践经验相符 ! :  ?       3)!对同:一树种有《。多个产地试验数据】的情:况其设计《指标的确定系—采用加权平均—值作为该树种的代】。表值其“权》”数按每个》产地的木材蓄积量确!定 》     根【据上述原《则确:定的强度设》计值可在材料总用】量基本不变的—前提下?使木:构件可靠指标的一致!性得到显著改—善 : : ,  ?   2 》 木材的弹性模【量 》 ,   ?  “原2》0,03版规范”—通,过调查研究曾—总结了下列情—况 《      】。   1)17【8种国产木材的试验!数据表明木材的E值!不仅与树种有关【而且:差异之大不容忽视以!东北落叶《松,与杨木?为例前?者高达?12800N—/mm2而后—。者仅为75》00N?/mm2 —。 ?  :。 ,    《  2)《英、:美、澳、《北欧等国《。的设计?规范对于木》材的E值均按不同】树种分?别给出 】   ?    《。  3)我国—南方地区《。从长:期使用原木檩条的】观察中发《现其实际《挠度:比方木和半圆木为】小原建筑工程—部建筑科学研究院的!。试,验数据和湖南省【建筑设计院的实测结!果证实了这一—观,察结果初步》分析认为是由于原木!的纤维基本完—整在相同《的受力条件》下其变形《较小的缘故 】  《    《   4)原建筑】工程部建筑科学【研究院对1》0根木梁在荷载作用!下其木材含水率由】饱和变?至气干状态所—作的挠度实》测表明湿材构件【因,。其,初始含水《率高、弹性模—量低而增大的—变形:部分在木材》干燥后不能得—到恢复因《此在确?定使用湿材作构件】的弹性模量》时应考虑含水—率的:影响:才能:保证木?构件在使用中的【正常工作这》一,。结论:已为四川、云南【、新疆?等地的调查数—据所证实 —    【 根据以上情况对】弹性模量的取值【仍按原规范作—了如下规《定 —。        】 1)区别》树种确定其设计值;! , :       ! ,。 2)原木的弹【性模量?。允许比方木》提高:1,5%:; 【      —  3)考虑到湿材!的变形较大其弹性】模量宜比正常取值降!低10% — ,     本】次修订时《。。。结合木结构》可靠度课题的调【研工作重新考核了上!述规定认为是符合】实际的因此予以保留!但,对木材弹性》模量的基本取值则】根据受弯木构件【在正:。。常使用极限状态【设计条?。件下:可靠度的校准结果】作了一些调整—表4.3.1-1】中的弹性《模量设计值》就是根据《。。调整结果给出—的 —     3 【 木材横《纹承压设计指—标fc90 【  》。  : 木结构设计规范G!BJ 5-7—3版:规范修订组根据各】地反映按我》国,早期规范《设计的垫木和—垫板的?尺寸偏小往》往在使用《中出现变形过—大的迹象为此原规】范,修订组曾在》四川、福建》、湖南、广东、新】。疆、云南等地进【行过:调查实测其结—果基本上可》。以归纳为两种—情况一是因设计不合!理,所造成?的;二是《。因,。使用湿材变形—增大所导致的为了验!证后一种情况原西】南建筑科学研究【院曾以云南松和【冷杉做了6组试验】其结果表《明湿:材的横纹承》压变形不《仅较大而且不能【随着:木材的干燥和强度的!提高而得到恢—复 ?     】基于以上《结,论对前一种情况采取!了给出合理的计算】公式予以解决见【本标准式(7.1】.8);对后一种】情况根据试验—结果和四《川、内蒙古》、云南等地的—设计经验取用一个降!低系数(《0.9)以考虑湿】材对构件变形的影响! 》 ,    4》  增加了进口【材的树种和设—。计指标?  【   目前我—国结构用《木材主要依靠进【口按:照进口木材在工程】上应用的相关规定】并由:原,。2003版》规范:修订组根据新的资】料按:我,国分级?原则进?行了局部调整本次】修,订,时增加?了日:本木:材树种和《设计指标以及进口】北美地区目测—分级方木《的,。强度指标《 4.】3.2  有关【本条的规定说明以】下,几点 ? : ?    1  由于!本标准已考》虑了干燥缺陷对木材!强度的影响因而【本,标准表4《.3.1-》3所给?出,。的设计指标除—横纹承压《强度设计值和弹性】模量:需按木构件制作时的!含水率予以》区别对待外其他各】项指标对气干材和湿!材同样适用》而不必另《乘其他折减系数但应!指出的是本标准作】出这一规定》还有一?个基本假设即湿【材做:的构件能在结—构,未受到全部设计荷】载作用之《前就已达到气—干状态对于这一假设!只要设计能满足结构!的通风要求是不难实!现的 ? : ,   《  :2  对于截面【短边尺寸b≥—。150mm方—木的受弯以及—直接使用原木的受】弯和顺纹受压—曾,根据:有关地区的实践经验!和当:。时,设计指标取值的基】准作出了其容许【应力可?。提高15%的规定“!原2003版—规范”修订时对强度!设计值的取值改以】目标可靠指标为【依据其?基准也作了》相应的变动根据【重新核?算结果b≥15【0mm的《方木以提高10%】较恰当 】 4.3.3—  考?虑到目?前的计算技术和【计算机(计算器【)设备的应用取消】了原条文中的木材斜!纹承:压强度设计值手工查!值图 》。。 4《.3:.4  本》条为强制《性条文本《。次,修订时根据中—国林:业科学?研究木材工》业研究所《提供的?。数据:文件“国《产杉木与落叶松规格!材强:。度,性质”?为依据?首次确?定了国产规格材强】度设计值国产—目测分级《。规格材强度设计值】是采用按《可靠度分析结果进】。。行确定本次主要对】国产杉木、兴安岭】落叶松?规,。格材:的强度设计指标进行!了确定按可靠—度分析?的,具体方法可见—本标准?第4.3.7条说】明   !  对于《国产树种的机械【分级规格材强—度设计指《标本:次修订时缺少相【关实测数据》因此仍然保留200!3版规范的相关【。规定 4!.3.6  本【条为强制性条文本】。。规定仅?适用:于层板?组合:不低于4层》的胶合木 》 》    这次—。修订时对《胶合木构件的—强度设?计值也?按可靠度分析结果】进,行了确定胶合木【。。的强度标准值f【k和强度变异系数δ!f是:采用:。国家标准胶合—木结:构技术规范》GB/T 5070!。8-:20:12:(以下简《称胶规)的相关规】定由于本标准—按可靠度分析结果确!定的胶合木各等级强!度设计?。值与:胶规有?所不同因此强度等级!。用弯曲强度》设计值表示就产生了!不协调如胶》规中同等《组,。合TCT30—等级的?抗弯强度设计值本标!准修正为27—.,。7N/mm2与【3,0,N/mm2不—。。符合虑到今后—胶合木的《发展需?要本标准将胶合木】各强:度等:级符号修《改为按抗弯强度【标准值表示如胶规】中,同等组合《。TCT30现改【为TC?。T4:040为该等—级,。的抗弯强度标准值】40N?/mm2 ! 4.3《.7  根据现行统!一标准?的规定对进》口木材?的强度设计值按【可靠度分析结果重】新进行了修订 】     】1  可靠度—分析原则及方法 ! :     —根据统一《标准规定的一—般工业与民用建【筑的木结构安—全等:级为二级其结构构件!承载力?极,限状态的《可靠度指标β0值不!应低于3.2(延】性破坏受弯和受压)!或3.7(脆性【。破坏受拉)》在规定的《。目标可靠度β—0条:件下抗力分项—系数γR除了—与变异系数δf有关!外还与荷《载组合的种》类及其荷载比—率ρ(活载/恒载)!有关因此在可—靠度分析时对荷载组!。合及荷?载比率采用平均【。或加权平《均的方法是不—能满足可靠》度要求的因》为这样总有部分荷载!组合或荷《载比率的情况下构】件的实际可靠度将】。低于目标可靠度【。。β0编制《组结合本次可—靠度分析结》果多次研究确定【了进口?木材强度《设计值可靠度分【。析方法和设计值【计算方法并按—。下列原则进》行 : ,。 ?   ?    《 , ,1,)根据可靠度分析】结果确定《。材料强度《的变异系数δf与抗!力分项系数》γR之间的基—准关系曲线“δf】~γR?基准曲线”》适用于所有结构木】材强度设计值的确定! ? ,。  ?       2】)“δf~》γR基准曲》线”根据可》靠度计算分析得【到(:图2)该曲线是【以“恒载+住—。宅类楼?面荷载”组合中【荷载比率《(活/恒《)ρ=1.》5的曲线为》基准线并用于—确定木材的强度设】计值指标对于按此基!准曲线计算》时,不满足可靠》度要求?的其他?工况和荷载比率采】用,强,度调整?系,数,进行调整以》保证满足可靠度的】要求  !       3)!根据木材出口国提供!其出口的《木材强度标准值f】k和强度变》异系数δf并—按“δ?f~γR基》准曲线”确定—该种进?口木材?的抗力分项系—数γR 【 ,   ?      4)】进口木材的强度设计!值f:。d按下式《计算确定并》由本标准主编单位对!计算结果作最终核】定 》 :fd=fkKQ【3/γ?R    》     (2) !  —   式中》KQ3一一》荷载持续《时间对木材强度【的影响系《数取0.《。72 【 , :   —  2  功能函数!和基本参《数,。  【 ,  可靠度分析中采!用一阶二次矩的方】法编程计《算,功能函数和计算统】计参数的《确定如下《 《。 ,         !1)功能函数—        】 : 【    —。 式中R构件抗【力随机变量; 】 ,       !    fk强【度标准值5%分位】值;fd=fkK】Q3:。/γR 】        】   γR》抗力分项《系数; —   》    《    γ》G永久?荷载分项系数;【 《    》      —。。 γQ?可变荷载《分项系?数,;, ?       !    ψc荷载】组合系?数; 《 《 ,      — ,  :载持续时间影响系数!均值取0.7—2;  !       【  ρ可变荷—载标准值与》永久荷载标准值的】比率(Qk》/Gk);》 《 ,  :        】 d永久荷载真实值!与,标准值的《。比率G/Gk随【。机变量; 》 ?    》      —。 q可变荷载真【实值与标准值的比】率Q/Qk随机变量! :。 :  ?   构件抗力R】按下式计《。算 【R=KQ3KA【KPf   —     (5)】 《    》 式中f构》件材料强度随机变】量; 】       【。。 ,  KQ3荷载持】续,时间影响系数随机变!量; ? 《     》     》 KA构件几何特征!不定性影《。响系数随机变量;】。  【     》    K》P计算模式》误差:。影响:系数随机变量 】     】  :  2)《可靠度分析计算参】数, ?   》。    《  ① 荷载—统计参数按表5确定!。 —  【 ,。 ,     ② 构件!抗力统计参数假设构!件的抗?力和材料强度均服】从,对数正?态分布构件抗力【影响参数按表6确】定 】  —       ③ !可变荷载与恒荷载的!比值ρ?考虑到我国》现代木结构建—筑的应用范围较【广因:此本次?可靠度分析时—P=Qk/Gk【。的,。。取值为0、》0.2、《0.3、0.5【、,1.0、1.5【、2.?。0、3.《0、4.《0 ? ? ,        ④! 荷载组合根据木结!构建筑的适用—范围考虑按单一恒载!、恒载+办公—。楼面荷?载组合、恒载+【住宅楼面荷载—。组,合,、恒:载+雪?荷载组?合、恒载《+风荷载《组合等?。进行可靠度分析 】    】 3:  :本标准进口木—材力学性能》的确定 — ,    》 对于进口》木材的强《度标准值《fk和强度变异系数!δf:的具体数《据是由木材出口国】或地区?提交给本标准—编制组同时提交【。。了相关的背景资【料提交?的数据是《木材出口国》或地区?根据各自的实—验数据考虑到实验】方法和?实验条件等不同对强!度标准值和变—。异,系数:的影响经过》适当微?调后确定的 —   【。  4?。  国产木材力学性!能的确定 】 , ,    在》本,次修订中根据中国林!业科学研究院木材】工业研究所》。提供的规格材足【尺试验的测试数【据按:。。可靠度分《析结果确定了国产】杉木、兴安岭落【叶松规?格材的强度设计指标!首次增加了国产规】格材的设计指标【能够积极推》进国产规格材或锯材!在木结构《工程建?设中的应用 【 4.3【.,1,0  在对进—口木材强度设—计值按?。。可靠度分析时最终采!用的:“δ:f~γR基准曲线”!是,恒载+住宅楼面【荷载组合下ρ=1.!5为基本条件在这】种情况下存在以下】情况 】   ? 1  对于恒载】+,住宅楼面《荷载、恒载+办公】楼面荷载ρ<1.】0时均偏于不安全需!要对强度设计—值按公式《(4:.3:.1:0):进行调整 【 ,   《  :2  “δf~【γR基?准曲线”《与,恒载+?雪荷:载、ρ=1.0相比!。较γ:R住/γR》雪=0.8(平【均,)即:不安全-20%若】ρ>1.0更不利】与恒载+风荷—。。载、ρ=《1.0相比》较γ:R住:/γR?风=0.83—(平均)即不安全-!17%而ρ>1.0!时更不利因此为【了简化恒载与风或】雪荷载组合(—当有多种可变荷载与!恒荷载组合》情况风荷载或雪【荷载作SQ1—k)时强《度设:计值降低《17%即《风荷载或雪荷—载起控制作用时强度!设计值应乘》以0:.83的《调整系数由》于风:荷载:为短期荷《载作:用这时强《度设计?值可以适当提—高,10%;因此—最终风荷载起控【制作用时强度设计值!调整系数为0.83!×1.1《。0 =0.91 】 :  《   屋《面,活荷载(《或其:。他活荷载)与雪荷载!的作用效应》比值应按下列方【法判断 》 ?  :    《 ,  1)荷载比率】ρ<1?.0时当(Qk为】活荷载标准值—。;Qsk《为雪荷载《标准值;Gk为【恒荷载?标准值)则》。雪荷载不起控制作】用否则应按雪荷载】。作用情况进行—计算 《    【    《 2)荷载》比率ρ≥《1.0时当》则,。雪荷载不起控制作用!否则:按雪:荷载:作用情况进行计算 ! 《     一般情】况下对于不上人屋面!的雪荷载《标准值Qsk—≤0.3《4kN/m2时雪】荷载不起控制—作,用对于上人屋面的】雪荷载标准值Qsk!≤1.4《kN/m2时雪【荷载不起控制作【。用 》 4.《3.11《 , 由于在实际使用】中不断有新型的木】质结:构材或结构构件【被研制或生产为了推!广应用这些新—材料、新构件特对其!强度值确定方—法作出了规定本【条规:定主要是针对专业】加工企?业经过标准化、规】模,化生产的新》材料:或新构件在》保证安全可靠—的情况下使其—定,型合格?一批:。就可在?工程中应用一批并可!随着试验数》据,不断累积使新—材料、新构件的【。各种力学性》能不断完善》 4.】3,.15 《 ,在木:。。屋盖结构中木檩【条挠度偏大一直【是使用单位经常反】。映的问题《之一早?期的研究《。多认:为是:我国规范《对木材弹性》模量设计取值不合理!所致为此在实测【和试:验基础上对木材【弹性模量设计—值作了较全面的修】订以前修订时借助于!概率法对GBJ 】5-8?8按正常使》用极:限状态设计的可靠】指标进行校准校【准是在下列工作【基础:上进行的《  【   1  用【广义的结《构构件抗力R和综合!荷载效应《S这两个相互—独立的综合随机变】量对影响《正常使用极》限状:态的各变量》进行归纳 !     》2  假定》R、S均服从对数】正态分布《 ?   》  校准采》用了下列简化公【式 — ?     】  :  :1):K为正常使用—极限:状态下构《。件的安?全系数“原19【。88版规范”规定的!允许挠?度值(如檩》条为L/200)】实际上是《。设计:时的容许值并非正常!使用极限状态的【极限:值调查?表明:当L>3.3m的檩!条、:搁栅和吊顶梁其挠】度达L/15—0时(对L<3.】3m的檩条》为L:/,120时《)便不能正常使用】故可将?L/150视为挠度!极,限值而L/15【0和:L/200之差即为!正常使用极》。限状态的《安全裕度或可认为挠!度极限值与挠度限】值之比为正常使用】极限状态下》的,安全:系数各种受弯—构件的β值见表7】 《 ?    】     2)R】R,为广义构《。件抗力?R的平均值μR与其!标准值RK之比即】RR=μR/—RK,δR为—R的变异系》。数 —     弹—性,模量的标准值虽是用!小试件弹性模—量值为代表但实【际上构件弹性模【量与小试件弹性模】量有下?列不同?小试件弹性模量【以短期荷载作用【下、高跨《比较大?的,、无疵清材小试【件进行试验得—来的而?构,件则承受长期—荷载、高跨比较【小且含有木材天然】缺陷以及由于—施工制作的误差其截!面,惯矩也有较》。大的变?异这:些,因素均使构件广义抗!力不同于《用小试件弹性模量确!定的标准抗力通过】试验:研究:和大量调《查计:算所确定的各—种受弯构件的RR和!。δR列于表8—    !    《。 3)R《S为综合荷载效应S!的平均值μS—与,其标:准值:SK:之比即R《S=μS/SK,】δS:为S的变异系数根】据表4.3.15的!数,据和不同的恒、【活,荷载比值算得—的RS?、δS见表8— , ?  ?   从表8的校】准结果可知 — ,     】  :  1?)跨度L≤3.【3m:的檩条和搁栅—的,可靠指标符合统一】标,准的要求 】      【   2)》吊顶梁的《可,靠指标较高这也是合!适的因为吊顶梁是以!恒荷载为主的构【。。件应有较高》的可靠指《标 : :  《     》  :3)跨度L>—。3.3m的檩条【的,可靠指标显著偏【低究其原因主—要是:相应的挠《度容许?值定得偏大 !     显而】易见对于檩》条,挠,度,偏大的问题以采取局!部修订受弯构 】 : 件控制值的办法!解决最为合》理、:有效:因此将檩条挠—度限:值的规定分为—两档一?档(L≤3.3【m,)为L/200【;另一档(L—。>3.3m)为L/!25:0   !。 ,。。 ,根,据挠:度限值计算得到跨度!L>3.3m的檩】条的可靠指标β=1!。.,55较好地满足了】统一标准的要求 ! 《    《墙骨柱的《挠度限值规定是防止!墙骨柱按《两端铰接的受压构件!。、压弯构《件计算?时弯曲变《形过大对《覆面材料《产生不利的影响 】 , 4.3【.16  受压【构件长细比限值的规!定主要是为了从构造!上采取?措,施,以避免单纯依靠计算!取值过大而造成刚度!不足对于这个限值】在,这几年发布的国外】标准:中一:般规定?都比较宽例如—美国:标准为1《73(L《0/h≤50);】北欧五国和IS【O的标?准,。均为17《0(:次要构件为200)!由于我国尚》缺乏这方面的实【践经验有待》今后做工作》后再考虑 【 : ,4.:3,.17  我国20!世,纪50年代的规范】曾参照苏联的规【定将原木直径变【化率取为《每米10《mm但由于》没有明确标注原【木直径时以大—头还是小头为—准以致在执行中出】现,过一些争议以—前修:。订规范通过调查实测!。了解到我《国常用树《种的原木其》直径变化率大致在每!米9mm《。~1:0mm之间》且,习惯上多《以小:头为准来《标注原木的》直,。径,因此在明确以小【。头为准的同》时规定了原木直【。径变:化率可按每米9m】m采用这样》确定:的设计截面的直【径一般偏于安—。全 《 , :4.3.1》9  当锯材和【规格:材采用加压防—腐处理时其强度【设计值一般不—。会改变如果采用【刻痕的方法进行【加压防腐《处理:由于:。构件截?面受到?。损伤因此构》件的强度有一定【的降低本条的强度降!低系数值参照美国相!关标:准确定 《 ,。 ,   》  当采用加压防腐!处理的锯材和—规格材设计木—结构建筑《时,。。木,构件强度验算和【连接设计应符—合本标?准第5章《和第:6章的相关》规定 — 4?.3.20  有】关木:结构中的钢材部分】。应按现行国家标准】钢结:构设计标准GB 5!0017的规定【采,用只有?遇到特殊问》题,时才由本标准作出补!充,规定 《