1.含水率的计算与测定 木材含水率是指木材中所含水分的质量占其烘于质量的百分率，可按下式计算：

mo 式中W一一木材含水率（%）； m1一一木材烘干前的质量（g); mo一一木材烘干后的质量（g)。 木材含水率通常用烘干法测定，即将需要测定的木材试样，先行称量，得m1；然而放入烘箱 内，以103±2℃的温度烘8小时后，任意抽取2一3个试样进行第一次试称，以后每隔两小时将 上述试样称量一次；最后两次质量之差不超过0.002g时，便认为已达全干，此时木材的质量即为 不材烘干后的质量mo。将所得m和mo代入式（2.3.1）计算即得木材的含水率。采用此法测得 的含水率比较准确，但费时间，并需一定的设备，适用于要求较精确的情况。 还有采用根据含水率与导电性的关系制成的水分测定仪进行快速测定含水率的方法。使用这 种测定仪时，先接通电源，将水分测定仪的插针插入被测的木材，打开开关，在刻度盘上即可读 出该木材的含水率。这种仪器有多种，一般适用于木材纤维饱和点以下的含水率测定，并以测定 薄板为主。其优点是简便迅速，便于携带，测定时不破坏木材；适于在工地或木场大批测定木 材含水率时使用。 2.纤维饱和点 潮湿木材放在空气中干燥，首先蒸发细胞腔中的自由水，当自由水蒸发完毕，而细胞壁中的 吸着水尚在饱和状态时，称为纤维饱和点。这时的木材含水率，称为纤维饱和点含水率。纤维饱 和点的含水率因树种、气温和湿度而异，一般在空气温度为20℃与空气湿度为100%时，纤维饱 和点的含水率在23一31%之间，平均约为30%。 纤维饱和点是木材物理力学性质变异的转折点。当木材含水率在纤维饱和点以上变化时（例 如木材含水率由50%降到40%），木材强度不因含水率的变化而改变：但木材含水率在纤维饱和 点以下变化时（例如木材含水率由25%降到10%），木材强度随含水率的降低而增加或随含水率 的增加而减少。同样，木材含水率在纤维饱和点以上变化时，木材没有膨胀、收缩的变化；当木 材含水率在纤维饱和点以下变化时，木材随含水率的减少而产生收缩或随含水率的增加而发生膨 胀。 3.平衡含水率 木材长期放置于一定的温度和一定的相对湿度的空气中，会达到相对恒定的含水率。此时的 木材含水率称为平衡含水率。若当木材的实际含水率小于平衡含水率时，木材产生吸湿；若当木 材实际含水率大于平衡含水率时，则木材蒸发水分，称为解湿。木材因吸湿和解湿而生产膨胀和 收缩。

木材的平衡含水率主要随空气的温度和湿度的改变而变化（其中以相对湿度的影响较大）。 因此，随地区和季节的不同，木材的平衡含水率有所不同（附录三）。其他如树种、心材和边材、 木材尺寸大小、锯制方向等因素，对木材平衡含水率变异的影响较小。在生产中一般要求木材达 到平衡含水率再使用，才能使木材较少发生开裂和变形

术材的十缩性是指术材从湿材变化到气十或全十状态时，其尺寸（纵向或横向）或体积随含 水率的降低而不断缩小的性能。 木材干缩的程度通常用干缩率表示。干缩率是指湿材（其含水率高于纤维饱和点）变化到干 材，干燥前、后尺寸之差对于湿材尺寸的百分比。木材的干缩率分为气干和全干两种；二者又都 分为体积于缩率、纵向线于缩率（顺木纹方向）、弦向线干缩率和径向线于缩率（横木纹方向） 几种。体积干缩率影响木材的密度。木材的纵向干缩率很小，一般为0.1%左右，弦向干缩率为 5一12%检验检疫标准，径向干缩率为3一6%，径向与弦向干缩率之比一般为1：2。径向与弦向干缩率的差异 是造成木材开裂和变形的重要原因之一。 木材干缩率的测定，一般采用木材的含水率从湿材到规定的气干状态，或从湿材到全干状态 这样两种情况进行实测后，按下列公式计算： 1.线干缩率： 气干干缩率

式中： 一木材弦向或径向气干干缩率，以%计； βBmax——木材弦向或径向全干干缩率，以%计； Imax湿材时木材在弦向或在径向的长度，以mm计： Iw一一气干时木材在弦向或在径向的长度，以mm计； lo—全干时木材在弦向或在径向的长度，以mm计。 2.体积干缩率： 气干干缩率

式中：βw一一木材气干体积干缩率，以%计； Bvmax一木材全千体积干缩率，以%计； Vmax一一湿材时木材的体积，以mm计； Vw一气干时木材的体积，以mm计； Vo—全干时木材的体积，以mm计； 一般说来，在含水率相同的情况下，木材密度大者，横纹（径向、弦向）收缩大，密度小者，

式中：βw—一木材气干体积干缩率，以%计； Bmax——木材全干体积干缩率，以%计； Vmax—一湿材时木材的体积，以mm计； Vw一气干时木材的体积，以mm计； Vo——全干时木材的体积，以mm计； 一般说来，在含水率相同的情况下，木材密

木材发生开裂的主要原因是，由于木材沿径向和沿弦向干缩的差异以及木材表层和里层水分蒸发速度的不均匀，使木材在干燥过程中因变形不协调而产生横纹方向的撕拉应力超过了木材细胞间的结合力所致。根据云南松和落叶松的使用经验，方木和原木裂缝的位置与髓心的位置有密切关系，一般具有下列规律性：1）凡具有髓心的方木和板材，一般开裂严重，无髓心的开裂较轻微；2）在具有髓心的方木和原木中，裂缝的开口位置一般发生在距离髓心最近的材面上；3）原木的裂缝一般总是朝向髓心，当木材构造均匀时，裂缝多而细；构造不均匀时，则裂缝少而粗；4）原木或具有髓心的方木中存在扭转纹时，裂缝会沿扭转纹而发展成为斜裂方木和原木的裂缝位置大致如图2.3.2所示。图2.3.2方木和原木的裂缝位置第四节木材的力学性质木材在物理力学性质方面都具有特别显著的各向异性。顺木纹受力强度最高，横木纹最低，斜木纹介于两者之间。木材的强度还与取材部位有关，例如树干的根部与梢部、心材与边材、向阳面与背阳面等都有显著的差异。此外，无疵病的清材与有疵病（木节、斜纹、裂缝等）的木材之间差异更大。本节所述的木材力学性质，只涉及清材（没有疵病的）标准小试件按专门试验方法确定的力学指标。一、木材顺纹受压、受拉、受剪和静力弯曲强度按照现行国家标准《木材物理力学试验方法》进行试验的、标准小试件破坏时的应力，在本节中称为木材的强度。木材顺纹受压、受拉、受剪和静力弯曲强度在附录四表中列出。木材受拉、受剪、在极小的相对变形下突然发生破坏的性质称为具有脆性破坏性质；相反，木材受压、受弯破坏前具有较大的、不可恢复的塑性变形性质。木材顺纹受压强度比受拉低。木材受弯强度则介于二者之间，并一般符合下列关系：3ffmf(2.4.1)fsfs16

成的面上的剪变模量；GRT表示变形产生在径向和切向所组成的 的剪变模量。 木材的剪切模量随树种、密度的不同而有差异。部分树种的试验数据列于表2.4.2。

部分树种木材的剪切模量

：本表摘自中国林业科学研究报告“木材剪变模量的初步研究”，

当缺乏试验数据时，木材的剪变模量与顺纹弹性模量E的相对比值，可近似地取为

Grr ~ 0.06; GuR ~ 0.075; E. E, E

Gur ~ 0.06; GLR ~ 0.075; Grr ~ 0.018 E. E, E,

木材顺纹受剪具有下列性质： 1）木材受剪破坏是突然发生的，具有脆性破坏的性质。在剪切破坏前，应力与应变之间的 关系一般符合正交三向异性材料的弹性变形规律。 2）根据单齿（h./h=1/3）剪切的电算应力分析和试验表明，沿剪切面上剪切应力的分布是不

平均剪压力t与最大剪应力关系

受剪面图2.4.2单齿剪切应力3）剪切面上剪切应力x的分布状态，随构件的几何尺寸（lv、he、h）及木材的弹性模量而不同。根据鱼鳞云杉、h／h=1／3、he=60mm，对不同lv的单齿剪切电算结果表示如图2.4.3。由图2.4.3可见，tmax大约发生在距下弦净截面（图中纵向轴线）的5/6h.处：当剪面长度l、增大时，Tmax降低甚微，但tx的分布状态随之而不同，直到l,增加到9h以上时，xv的分布状态几乎不再改变。虽然试件的剪面长度l实际上大于9he，但仅分布在9h的长度以内，故9h.这一剪面长度称为应力分布的最大长度或有效剪切长度。0.005k=50.004Vhe = 6, 9, 12, 150.003h8.94N0. 0020.001he= 9, 12,15he0:00*100200300400x(mm)i23456图2.4.3剪切应力沿剪面的分布状态4）刻齿深度he与构件截面高度h的比值愈大，则木材平均剪切应力T与最大剪切应力Tmax的比值愈低。因此，减小刻槽深度可以提高木材的平均剪切强度（表2.4.4）。表 2.4. 4刻齿深度对木材平均剪切强度的影响helh1/31/41/61/gT / Tmax0.2750.3130.3400.350相对值1.001.141.241.219

式中：W 试验时试件的含水率（%）， 一般在9一15%范围内；

木材的弹性模量、顺纹受剪等都具有类似性质，亦按公式2.4.2进行换算

六、温度对木材强度的影响

、顺纹受剪等都具有类似性质，亦按公式2.4.2

1）温度愈高，则木材的强度愈低。强度降低的程度与木材的含水率、温度值及其延续作用 的时间等因素有关。 2）当温度不延续作用时，木材受热的温度不致改变其化学成分的条件（例如通常的气候条 件），当温度降低时木材还能恢复其原来的强度。 3）气干材受温度为66℃延续作用一年或一年以上时，其强度降低到一定程度后即不会再 降低，但当温度降低到正常温度时，其强度也不会再恢复。 4）当温度达到100℃以上时，木材才会开始分解为组成他的化学元素（碳、氢和氮）。当 温度在40～60℃长期作用时，也会产生缓慢的碳化，促使木材的化学成分逐渐改变。 5）含水率较大的木材在高温作用下其强度的降低也较大，特别在高温作用的头2～4叠夜 时间内，强度的降低格外显著。 6）当温度长期作用时，木构件的所有部分将会获得与他和环境相同的温度。但是在通常气 温条件下（例如在房屋中），木材周围的空气温度随季节不同而变动颇大。因此，木构件的温度 不一定能达到周围空气的最高温度。 木材的温度和含水率对木材（松木）顺纹受压强度的影响列于表2.4.6

2.5.1)。条状节掌状节活节死节圆形节图2.5.1节子的种类圆形节是垂直枝条锯切的断面，见于原木表面或板材的弦切面。条状节是平行于枝条锯切的断面，见于板材的径切面。掌状节是针叶材的轮生节，在径切面常呈对称形状。活节材质坚硬，和周围木材全部紧密相连。死节是树木枯枝形成的，他和周围的木材部分脱离或全部脱离。漏节是节子本身已经腐朽，连同周围木材也已腐朽，常呈筛孔状、粉末状或呈空洞，其腐朽已深入树干内部，和树干的内部腐朽相连，因此常成为树干内部腐朽的外部特征。节子不仅破坏木材的均匀性及完整性，而且在很多情况下会降低木材的力学强度。节子对顺纹抗拉的不良影响最大，对顺纹抗压的不良影响较小。节子对静力弯曲强度的影响，在很大程度上决定于节子在构件截面高度上的位置。节子位于受拉区边缘时，影响很大，位于受压区内时，影响较小。节子在原木构件的影响比在成材构件中为小。总之，节子影响木材强度的程度大小主要随节子的质地、分布位置、尺寸大小、密集程度和木材用途而定。就节子质地来说，活节影响最小，死节其次，漏节最大。二、变色及腐朽变色是由木材的变色菌侵入木材后引起的，由于菌丝的颜色及所分泌的色素不同，有青变（青皮、蓝变色）及红斑等；如云南松、马尾松很容易引起青变，而杨树、桦木、铁杉则常有红斑。变色菌主要在边材的薄壁细胞中，依靠内含物生活，而不破坏木材的细胞壁，因此被侵染的木材，其物理力学性能几乎没有什么改变。一般除有特殊要求者外，均不对变色加以限制。另外一种是化学变色，他是新采伐的木材与空气接触后，起氧化作用而形成的，如栋木等含单宁较多的木材，采伐后放置于空气中，即变为栗褐色。腐朽菌在木材中由菌丝分泌酵素，破坏细胞壁，引起木材腐朽。按腐朽后材色的变化及形状的不同分为白色腐朽（筛状腐朽）和褐色腐朽（粉状腐朽）两类。白色腐朽是白腐菌侵入木材，腐蚀木质素，剩下纤维素，使木材呈现白色斑点，成为蜂窝状或筛孔状，又称蚂蚁；这时材质变得很松软，象海绵一样，用手一捏，很容易剥落。褐色腐朽是褐腐菌腐蚀纤维素而剩下木质素，呈现红褐色，木材表面有纵横交错的裂隙，用手搓捻，即成粉末，又称红糖包。初期腐朽对材质的影响较小，腐朽程度继续加深，则对材质的影响也逐渐加大，到腐朽后期，不但对材色和木材的外形有所改变，而且对木材的强度、硬度等都会大大降低。24

三、裂纹在树木生长期内或伐倒后，由于受外力或温度和湿度变化的影响（如不适当的干燥），便木纤维之间发生分离，称为裂纹（或称裂缝）。按开裂部位和开裂方向不同，裂纹可分为径裂、轮裂和干裂三种（图2.5.2）。径裂：在木材断面内部，沿半径方向开裂轮裂的裂纹，是立木裂纹，由于立木受风的摇动或在生长时产生内应力而形成的，当木材不适当的干燥时，径裂尺寸会逐渐扩大。轮裂：在木材断面沿年轮方向开裂的裂纹。径裂成整圈的称为环裂，不成整圈的称为弧裂。轮图2.5.2木材的径裂和轮裂裂在原木表面看不见，在成材断面上成月牙形，在成材表面则成纵向沟槽。轮裂常发生在窄年轮骤然转为宽年轮的部位，有些树种如白皮榆，在立木时就会发生轮裂，在伐倒后如保存不当，轮裂会逐渐扩大，严重地影响木材的利用价值。干裂：由于木材干燥不均而引起的裂纹，在原木和板材上均有，一般统称为纵裂。裂纹对木材力学性质的影响取决于裂纹相对的尺寸、裂纹与作用力方向的关系以及裂纹与危险断面的关系等。裂纹破坏了木材的完整性，从而降低木材的强度。四、斜纹当木材的纤维排列与其纵轴的方向明显不一致时，木材上即出现斜纹（或斜纹理）。供结构使用的木材，任何类型的斜纹都会引起强度的降低，斜纹是木材中普遍存在的一种现象，无论树干、原木或锯材的板、方材，都可能出现这种或那种类型的斜纹。（一）扭转纹具有斜纹的树干或原木，其纤维或管胞的排列不与树轴相平行，而是沿螺旋的方向围绕树轴生长，因此树干或原木上的表面纹理呈扭曲状，这种斜纹称扭转纹或螺旋纹。有一些树种的树干或原木具扭转纹时，如果其外部的树皮还保存未损坏，就很难从树干或原木的表面发现其扭转纹，必须剥去树皮后才能看到。没有树皮的原木，当表面干燥而产生裂纹时，裂纹是沿纤维排列的方向发展，因而从木材表面非常明显地判别木材是否具扭转纹，如电柱、木桩等。我国针叶树材中具扭转纹的，以落叶松属较为普遍；云南松不仅多扭转纹，且扭转程度也较严重。扭转纹的产生：通常认为来源于树木的遗传性，至于在一株树内纹理扭转的程度和分布，取决于环境因子的影响。扭转纹在树干上发展的方向，有的向左，有的则向右扭转。有些树种的扭转纹是按一定的方向旋转；另有一些树种则是有规律的改变其扭转的方向，这样就使木材产生了交错纹。在我国南方的阔叶树种中交错纹极为常见，如枫香、蓝果木属等。从木材的外表很难识别有无交错纹，但如用斧沿木材的径面劈开，就可能清楚地从劈开面看出交错纹。扭转纹的程度，即使是同一树干中，在树干表面与近髓部也有明显的差别。距树轴越远的部分，扭转纹的程度往往也越严重，也就是树干内部较外部的扭转程度要轻。（二）天然斜纹指锯解有扭转纹的原木所生产的板、方材，其弦锯面出现斜纹。如果用扭转纹程度大的原木锯制成板、方材时，大量的纤维将被切断，必然使板、方材的强度降低，不利于木材合理有效的25

利用。因此具扭转纹大的原木，应尽可能以原形式直接使用，尽量不加锯解。此外，从弯曲的 原木锯解板、方材，同样也会产生天然斜纹， （三）人为斜纹 直纹原木沿平行于树轴方向锯解时，所锯出的板、方材材面与生长轮不平行而产生斜纹。此 外，直纹的弦切板锯解成小方条或板条，如锯解方向与纤维方向呈一定角度时，也会产生斜纹， 这种斜纹称人为斜纹，或对角纹， （四）局部斜纹 如通常所谓的涡纹。涡纹是指节子或夹皮附近所形成的年轮弯曲，纹理呈旋涡状。局部斜纹 的程度常难以测定。

第六节承重木结构对木材含水率的要求和选材标准

第六节承重木结构对木材含水率的要求和选材标准

制作构件时，木材含水率应符合下列要求： 1.现场制作的原木或方木结构不应大于25%； 2.板材和规格材不应大于20%； 3.受拉构件的连接板不应大于18%； 4.作为连接件不应大于15%； 5.层板胶合木结构不应大于15%，且同一构件各层木板间的含水率差别不应大于5%。 采用高含水率木材制作构件时，木材的开裂和于缩将对构件和结构产生不利影响。例如：当 裂缝与联结处的受剪面贴近甚至重合时，将降低结构的安全度，甚至导致破坏环。对于我国常用的 齿联结，试验表明，即使裂缝未与受剪面重合，也会降低结构的承载能力。严重的水平裂缝还将 使受弯构件承载能力降低。另外高含水率引起的木材干缩会导致结构的连接松驰，从而产生过大 的变形。因此，在制作木结构时，应严格控制木材的含水率。 对于现场制作的普通木结构： 1．木结构若采用较干的木材制作，在相当程度上减少了因木材干缩而造成的松驰变形和裂 缝的危害，对保证工程质量作用很大。因此，原则上应要求材经过干燥。考虑到普通木结构用 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 术材的实测表明，在料棚气十的条件下，当术材表层20mm深处的含水率降到16.2～16.9%时。 其截面平均含水率仍为24.7～27.3%。但应说明的是，上述试验是以120mmx160mm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 面的木材内部水份很难蒸发之故。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。但这个大截面原的情况并不影响使 用规范对含水率的规定，因为对大截面木材来说，内部干燥总归很慢，关键的是只要表层干到 定程度，便能收到控制含水率的效果，

表 2.6.1普通木结构构件的材质等级项次主要用途材质等级1受拉或拉弯构件I a2受弯或压弯构件 IIla3受压构件及次要受弯构件（如吊顶小龙骨等） IIla由于木材缺陷对方木、板材和原木构件力学性质的影响是不同的，因此，承重结构用材的材质标准，按方木、板材、原木分别制订。普通木结构承重结构用木材的材质标准见表2.6.2，2.6.3，2.6.4。表2.6.2承重结构方木材质标准项材质等级缺陷名称次I aII aIIla1腐朽不允许不允许不允许木节1/3(连2在构件任一面任何150mm长度上所有木节尺接部位2/51/2寸的总和，不得大于所在面宽的为1/4)斜纹50mm80mm120mm任何1m材长上平均倾斜高度，不得大于应避开4髓心不限不限受剪面裂缝(1)在连接部位的受剪面上不允许不允许不允许5(2)在连接部位的受剪面附近，其裂缝深度1/41/3不限(有对面裂缝时用两者之和)不得大于材宽的6虫蛀允许有表面虫沟，不得有虫眼注：对于死节（包括松软节和腐朽节），除按一般木节测量外，必要时尚应按缺孔验算：若死节有腐朽迹象，则应经局部防腐处理后使用；木节尺寸按垂直于构件长度方向测量。木节表现为条状时，在条状的一面不量（附图），直径小于10mm的活节不量。150 + d=d1 +d2 +ds在此面表现为条状,不量附图1木节量法表2.6.3承重结构板材材质标准项材质等级E28

次IaIlaIla1腐朽不允许不允许不允许木节1/4(连2在构件任一面任何150mm长度上所有木节尺接部位1/32/5寸的总和，不得大于所在面宽的为1/5)斜纹350mm80mm120mm任何1m材长上平均倾斜高度，不得大于4髓心不允许不允许不允许裂缝5不允许不允许不允许在连接部位的受剪面及其附近6虫允许有表面虫沟，不得有虫眼注：对于死节（包括松软节和腐朽节），除按一般木节测量外，必要时尚应按缺孔验算。若死节有腐朽迹象，则应经局部防腐处理后使用。表2.6.4承重结构原木材质标准项材质等级缺陷名称次IaIla IIla腐朽不允许不允许不允许木节（1）在构件任一面任何150mm长度上沿周长所有1/41/3不限2木节尺寸的总和，不得大于所测部位原木周长的(2)每个木节的最大尺寸，不得大于所测部位原木1/10(连1/61/6周长的接部位为1/12)扭纹380mm120mm150mm小头1m材长上倾斜高度不得大于应避开4髓心不限不限受剪面5虫蛀允许有表面虫沟，不得有虫眼注：1对于死节（包括松软节和腐朽节），除按一般木节测量外，必要时尚应按缺孔验算；若死节有腐朽迹象，则应经局部防腐处理后使用；2木节尺寸按垂直于构件长度方向测量，直径小于10mm的活节不量；3对于原木的裂缝，可通过调整其方位（使裂缝尽量垂直于构件的受剪面)予以使用。2.胶合木构件的木材材质等级分为三级（表2.6.5）。根据多年使用经验和胶合木构件可使用胶合材胶粘组合的特点，设计时，不仅应根据构件的主要用途，还应根据其部位选用相应的等级。胶合木构件的材质标准的可靠性，曾按随机取样的原则，做了30根构件破坏试验，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材质在承重结构中的利用率。表2.6.5胶合木结构构件的木材材质等级项次主要用途材质等级木材等级配置图受拉或拉弯构件I b29

2受压构件(不包括桁架上弦和拱)IIIb桁架上弦或拱，高度不大于500mm的胶合梁mblb（1）构件上、下边缘各0.1h区域，且不少于两层板II b(2）其余部分IIb高度大于500mm的胶合梁(1)梁的受拉边缘0.1h区域，且不少于两层板I b4Ibb、(2)距受拉边缘0.1h～0.2h区域II b(3)受压边缘0.1h区域，且不少于两层板II b(4)其余部分IIIb侧立腹板工字梁(1)受拉翼缘板I b(2)受压翼缘板II b(3)腹板IIIb每一级的选材标准见表2.6.6表2.6.6胶合木结构板材质标准项质等级缺陷名称次I bII bIIIb腐朽不允许不允许不允许木节（1）在构件任一面任何200mm长度上所有木节尺寸的总2和，不得大于所在面宽的1/32/51/2(2)在木板指接及其两端各100mm范围内不允许不允许不允许斜纹350mm80mm150mm任何1m材长上平均倾斜高度，不得大于4髓心不允许不允许不允许裂缝（1)在木板窄面上的裂缝，其深度（有对面裂缝用两者5之和)不得大于板宽的1/41/31/2(2）在木板宽面上的裂缝，其深度（有对面裂缝用两者之和)不得大于板厚的不限不限对侧立腹板工字梁的腹板：1/3,对其他板材不限6虫蛀允许有表面虫沟，不得有虫眼涡纹7不允许不允许不允许在木板指接及其两端各100mm范围内注：1同表2.6.2注；30

按本标准选材配料时，尚应注意避免在制成的胶合构件的连接受剪面上有裂缝 对于有过大缺陷的木材，可截去缺陷部份，经重新接长后按所定级别使用。

3.承重结构用术材，首次增加了“规格材”，以适应轻型术结构在我国的推厂。 轻型木结构是一种将工厂生产的尺寸规格化的木构件（规格材）按不大于600mm的中心间距 密置而成的结构形式。结构的承载力是通过主要结构构件（骨架构件）和次要结构构件（墙面板、 楼面板和屋面板）共同作用确定的。轻型木结构亦称“平台式框架结构”，这是因为施工时，每 层楼面作为一个平台，上一层结构的施工作业可在该台上完成。 轻型木结构用规格材的分级有目测分级和机械分级两类。我国目测分级规格材分为七等（见 表2.6.7），并规定了每等的材质标准。与传统方法一样采用目测法分等，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。机械分级规格材分为八等，详见本手册第 三章第六节。

轻型木结构用规格材的材质

每一等级的材质标准见表2.6.8

每一等级的材质标准见表2.6.8

表2.6.8轻型木结构用规格材材质标准项款缺陷名称材质等级I.II.III.IV.贯通：长度不超过600mm：振裂和干裂莫通L/3不贯通全长：1允许个别长度不超过600mm，不贯通不贯通：长度不超过900mm或L/4三面环裂L/62福创构件的10%轻度漏创[3]5%构件含有轻度漏刨[5]，或重度漏创[4], 600mm10%轻度漏刨件有重度漏创[4]3剪装b1.5bbv/64斜纹：斜率不大于1 : 121 : 101 : 81 : 4钝校[6]不超过h/4和b/4，全长或等效材面不超过A/3和b/3，全长或等效材面不超过h/2和b/2，全长或等效材面如果每边纯模不超过h/2或b/3，L/4如果每边纯校不超过2h/3或b/2，L/4如果每边纯校不超过7h/8或3b/4，L/46针孔虫眼每25mm的节孔允许48个针孔虫眼，以最差材面为准7大虫眼每25mm的节孔允许12个6mm的大虫眼，以最差材面为准8腐朽材心[16]a不允许当斤>40mm时，不充许；否则h/3和b/31/3 栽面[12]9腐朽白腐[16]b不允许1/3 体积10腐朽蜂窝腐[16]c不允许1/6 材宽[12]坚实[12]100%坚实11腐朽局部片状离[16]d不允许1/6材宽[12]，[13]1/3栽面12 腐朽不允许最大尺寸b/12和50mm长，或等效的不健全材多个小尺寸[12]1/3截面，深入部分1/6长度[14]13扭曲，模弯和顺弯[7]1/2中度轻度中度节子和节孔[15]健全，均勾分布的死节死节和健全，均勾分布的死节死节和任何节子（mm）节孔[10]任何节子（mm）节孔[11]高度 (mm)(mm)节U8](mm)节孔9](mm)(m)材边材心(mm)材边材心(mm)材边材心材边材心40 10 1010 131313161616191919651313 13191919 222222 32 32 3214 901922 192538 25 32 51 32 44644411525382232 4829 41603557764814029482538 5732 487348709551185 38 5732 51 70 38 6489 5189 114 6423548 6732 64 9338 83 1086411414076285 57 76 32 769538 95121 7614016589 32

目测分等应考虑构件所有材面以及两端。表中，b=构件宽度，h=构件厚度 L=构件长度。 2除本注解已说明，缺陷定义详见国家标准《锯材缺陷》GB/T4832。 3深度不超过1.6mm的一组漏刨、漏刨之间的表面刨光。 4重度漏刨为宽面上深度为3.2mm、长度为全长的漏刨。 5部分或全部漏刨，或全部糙面。 6离材端全部或部分占据材面的钝棱，当表面要求满足允许漏刨规定，窄面上破坏要求满足充许节 孔的规定（长度不超过同一等级最大节孔直径的二倍），钝棱的长度可为300mm，每根构件允许 出现一次。含有该缺陷的构件不得超过总数的5%。 7顺弯允许值是横弯的2倍。 8每1.2m有一个或数个小节孔，小节孔直径之和与单个节孔直径相等。 9每0.9m有一个或数个小节孔，小节孔直径之和与单个节孔直径相等。 10每0.6m有一个或数个小节孔，小节孔直径之和与单个节孔直径相等。 11 每0.3m有一个或数个小节孔，小节孔直径之和与单个节孔直径相等。 12仅允许厚度为40mm。 13假如构件窄面均有局部片状腐，长度限制为节孔尺寸的二倍。 14不得破坏钉入边。 15 节孔可以全部或部分贯通构件。除非特别说明，节孔的测量方法同节子。 16a材心腐朽是指某些树种沿髓心发展的局部腐朽，用目测鉴定。心材腐朽存在于活树中，在被砍 伐的木材中不会发展。 16b白腐是指木材中白色或棕色的小壁孔或斑点，由白腐菌引起。白腐存在于活树中，在使用时不 会发展。 16c 蜂窝腐与白腐相似但囊孔更大。含有蜂窝腐的构件较未含蜂窝腐的构件不易腐朽， 长。

第一节木结构设计的基本方法

结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计法，以可靠度指标度量结构构件可靠 度，采用分项系数的设计表达式。 木结构设计时其设计使用年限应按表3.1.1采用

设计时还应考虑结构安全等级， 根据律筑 严重程度，建筑结构划分为三个安 等级。设计时应根据具体情况，按表3.1.2规定选用相应的安全等级

.1.2 建筑结构的安全等级

注：对有特殊要求的建筑物，其安全等级应根据具体情

建筑物中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同，对其中部分结构构件的 安全等级，可根据其重要程度适当调整，但不得低于三级。 木结构设计时，应考虑两种极限状态：承载能力极限状态和正常使用极限状态。 对于承载能力极限状态，结构构件应按荷载效应的基本组合，采用下列极限状态设计表达式：

S一一承载能力极限状态的荷载效应的设计值。按国家标准《建筑结构荷载规 范》GB50009进行计算； R一一结构构件的承载力设计值。 结构重要性系数%可按下列规定采用： 1. 安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1；对安全 等级为一级且设计使用年限又超过100年的结构构件，不应小于1.2：

2. 安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0； 3. 安全等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件，不应小于0.9，对设计使用年限 为25年的结构构件，不应小于0.95。 对于正常使用极限状态，结构构件应按荷载效应的标准组合，采用下列极限状态设计表达式：

式中S 正常使用极限状态的荷载效应的设计值； C一一根据结构构件正常使用要求规定的变形限值。 木结构中的钢构件设计，应遵守国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。

一、构件抗力的统计分析及基本统计参数 本次规范修编仍按原方法将影响构件抗力诸因素按下式归类：

第二节木结构可靠度校准

式中：R—构件抗力； Kp——方程精确性影响系数： A. 构件的几何特征； fQ—构件材料强度。 考虑到木结构构件材料强度与试 变异，令

式中：R一一构件抗力； Kp一方程精确性影响系数； 一构件的几何特征； fQ一构件材料强度。 考虑到木结构构件材料强度与试件材料强度有明显不同的特点，同时为便于研究几何特征的 变异，令

A= KAAk 则（3.2.1）式变为

R=K,KAAKoJ

式中：KA—实际几何特征与几何特征标准值的比值 Ak几何特征标准值； K。——由试件材料强度转化为构件材料强度的折减系数； f一试件材料强度。 式：（3.2.4）中，Ak为常量，Kp、KA、K。、f为相互独立的随机变量，则

mR= K, KAKomrA

V? = V&P +V +Vo +V?

部分常用木材洁材小试件强度统计参数

注：m，的单位为N/mm

然而，我国幅员产阔，部分树种产地分散。例如：杉木遍布我国南方各省，而各省杉木强度 的统计参数并不相同，如表3.2.2所示。 对同一树种有多个采集地的多组统计参数时，按下式确定其代表值

表 3. 2. 2

部分常用木材清材小试件强度统计参数

2.KoVko 清材小试件强度与构件材料强度不同是由下列因素造成的：清材小试件无缺陷、尺寸小、试 验时荷载为瞬时作用等，而构件则有缺陷（天然缺陷和干燥缺陷，如木节、裂缝等，且缺陷 大小和位置都是随机的）、尺寸大（具体尺寸大小亦是随机的）并承受长期荷载（除恒载外，还 有相对恒载比值不同变化的活载）·等。因此，在具体确定构件材料强度相对于试件强度的折 减时，应考虑上述几个主要因素，即

Ko = KoiK02K03K04

这四个随机变量均假定相互独立，则

..K... (3.2.9

床构件抗力的统计参数

3.KA、VkA 实际的几何特征对设计的几何特征（几何特征的标准值）总是存在一定的偏差，尽管在大多 数情况下，儿何特征的变异与荷载或材料强度的变异相比小得多，但是在设计中，这种偏差还是 应给以必要的重视。 对受弯构件由2000多个测点的实测结果得K=0.94，VkA=0.08。其他构件的K。和Vk 羊见表3.2.3。 4.Kp、VkP Kp反映设计模型确定抗力所有假设的不定性。Kp及Vkp可通过规范公式计算值与更进一步 清确理论公式比较或规范公式计算值与实验值相比较予以估计。Kp的统计参数亦列入表3.2.3。 如将公式3.2.9代入公式3.2.4就可见，构件抗力函数是由许多独立的随机变量相乘组成， 根据概率论中心极限定理可推断抗力函数近似服从对数正态分布。因此，假定术构件抗力R服 从对数正态分布参加极限状态函数的分析，

二、荷载组合及荷载效应比值

较长期以来，我国术结构主要用于屋盖系统。显然，校准的荷载及其组合，主要应来源于屋 盖系统的荷载及其组合。 作用于屋盖系统的荷载主要分为两类：永久荷载一防水材料的重量、构件自重及其他材料的 重量等：可变荷载一屋面均布活荷、雪荷载、风荷载及施工集中荷载等。我国绝大多数的工业与

民用建筑的木屋盖，其屋面坡度不大于30°，风荷载对坡屋面产生的是吸力，计算屋盖系统承重构件，一般可不考虑风荷载（个别天窗架的计算除外），因此，荷载组合主要考虑雪荷载或屋面均布活荷载二者中较大者与永久荷载组合，由于雪荷载的概率分布及统计参数已有较深的研究，故校准时选择永久荷载与雪荷载组合为主进行研究。同时，为了与其他材料结构比较（钢筋混凝土结构、钢结构、薄钢结构及砖石结构等主要选了办公楼楼面荷载的组合），适当考虑永久荷载与办公楼楼面荷载组合情况。所以，规范校准时采用G十L和G十S两种组合进行。对全国30多种屋盖的调查表明：木结构屋盖的可变荷载比值p值在0.14~0.6之间，主要集中在0.2、0.3、0.5左右变化；办公楼楼面的可变荷载比值p值为1.5左右。故校准时确定取Ssk/SGk为0.2、0.3、0.5，SLk/SGk为1.5。荷载的统计参数见表2.2.4。表3.2.4荷载的统计参数荷载种类平均值／标准值变异系数恒载1.060.07办公楼楼面活荷载0.5240.288住宅楼面活荷载0.6440.233雪荷载1.140.220三、校准结果及分析校准结果见表3.2.5、表3.2.6。表3.2.5G+L组合下的值受力状况顺纹受拉顺纹受压受弯受剪β4.724.294.264.36表3.2.6G+S组合下的随受力状况顺纹受拉顺纹受压受弯受剪β3.933.403.373.47由于新规范风、雪、楼面活荷载标准值普遍提高，可靠指标哟有不同程度提高，见表3.2.7、表3.2.8，提高幅度（7%一10%）是合适的。办公楼的计算可靠指标提高较大（16%一22%），是因为对楼面荷载标准值提高但未同步提出新的统计资料，故可靠指标的提高幅度不能反映实际的情况，但应该说有足够的提高。表3.2.7G+L组合受力状况顺纹受拉顺纹受压受弯受剪原规范β4.073.523.543.61新规范β4.724.294.264.36提高幅度16%22 %20 %21%表3.2.8G+S组合受力状况顺纹受拉顺纹受压受弯受剪40

校准结果表明，木结构的各种受力性质的可靠度指标均满足可靠度统一标准的要求：“统一 标准”表3.0.11中，取消了原标准中的表注②“.....各类材料的结构设计规范中采用的β，可对 本表的规定值作不超过土0.25幅度的调整”，并明确“结构标准承载能力极限状态的可靠指标， 不应小于表3.0.11的规定”，校准结果表明所有指标均满足新的规定。从表3.2.8可看出，如果 此次可靠度不作出上浮调整，原规范的顺纹受压、受弯将不满足新的规定。

木材强度及弹性模量设计值的确定

确定每一树种强度及弹性模量的设计值的原始数据是按国家标准《木材物理力学试验方法》 B1927一1943一91试验确定的，由上述试验方法所取得的数据是含水率为12%的清材小试件试 验数据。我国主要树种的数据由中国林业科学研究院提出。迄今共提出了283个主要树种的木材 物理性质统计参数，发表出“中国主要树种木材物理力学性质”一书。 由规范组在此基础上确认了80种建筑上常用的树种。根据木材性质和试验数据以及使用的 经验，在广泛征求意见的基础上，归类为24个树种（组合），列入设计规范。 对同一树种有多个产地试验数据的情况，有关统计参数采用加权平均值作为该树种的代表 值。其权按每个产地的木材蓄积量确定。

一、清材小试件强度标准值f的确定

1、材料强度的概率分布函数。 根据木结构设计规范管理对我国产14种木材、20个采集地、73项试验数据进行假设检验（检 验的显著性水平率α=0.05），木材强度分布可采用服从正态分布的假设。这也就是说，木材强度 与其出现频数之间的关系的直方图，不仅具有如图2.3.1所示的单峰、对称的形式，而且可用图 示的理论频数曲线来拟合

本规范结构构件承载能力极限状态（对应安全等级二级的）可靠指标（目标可靠指标）。 拉、剪β≥3.7 压、弯 Bo≥3.2 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等于或接近于本规范采 目标可靠指标β。所指"接近"的含义是指该树种木材算得的可靠指标β后满足下列界限的要求

本规范结构构件承载能力极限状态（对应安全等级二级的）可靠指标（目标可靠指标）。

拉、剪 β≥3.7 压、弯 B≥3.2

应使归入每一强度等级的树种材，其各项受力性质的可靠指标β等于或接近于本规范采用

通过调查研究，总结了下列儿点： 1.178种国产木材的试验数据表明，木材的弹性模量E值不仅与树种有关，而且差异之大不 容易忽视，以东北落叶松与杨木为例，前者高达12800N/mm，而后者仅为7500N/mm。 2，英、美、澳、北欧等国的设计规范，对于木材的E值一向按不同树种分别给出。 3．我国南方地区从长期使用原木擦条的观察中发现，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。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10根木梁在荷载作用下，随其木材含水率由饱和降至气 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 能保证木结构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。 据此，对弹性模量的取值原则作了下列规定： 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15%； 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%

一、普通木结构用木材的设计指标

普通木结构用木材的设计指标应按下列规定采用： 1.普通木结构用木材，其树种的强度等级应按表3.4.1和表3.4.2采用； 2.在正常情况下，木材的强度设计值及弹性模量，应按表3.4.3采用；在不同的使用条件 下 钢管标准，木材的强度设计值和弹性模量尚应乘以表3.4.4规定的调整系数；对于不同的设计使用年限 木材的强度设计值和弹性模量尚应乘以表3.4.5规定的调整系数

针叶树种木材适用的强度等级

阖叶树种木材适用的强度等级

对尚未列入表2.4.1表、表2..4.2的进口木材，由出口国提供该木材的物理力学指标

未列入表2.4.1表、表2..4.2的进口木材，由出口国提供该木材的物理力学指标及主

要材性，由术结构设计规范管理机构按规定的程序确定其等级。 下列情况，表2.4.3中的设计指标，尚应按下列规定进行调整： 1.．当采用原木时，若验算部位未经切削，其顺纹抗压、抗弯强度设计值和弹性模量可提高 15%； 2.当构件矩形截面的短边尺寸不小于150mm时，其强度设计值可提高10%； 3．当采用湿材时，各种木材的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%。

本材的强度设计值和弹性模量(N/mm）

：计算木构件端部（如接头处)的拉力螺栓垫板时电梯标准规范范本，木材横纹承压强度设计值应按“局部表面和齿面 栏的数值采用。