工业化村镇建筑：木结构设计

1.构件设计

工业化木结构建筑物构件的安全等级，不应低于结构的安全等级，其承载能力应采用下列公式验算：

（1）持久设计状况、短暂设计状况

（2）地震设计状况

式中：γo——结构重要性系数；按现行国家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》（GB 50068）相关规定确定；

γRE——承载力抗震调整系数；多高层木结构梁、柱、板等构件及连接应取0.8；

Sd——承载能力极限状态的荷载组合的效应设计值；按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）进行计算；

Rd——构件的承载力设计值。

对正常使用极限状态，结构构件应按荷载效应的标准组合，采用式（5-15）验算：

式中：Sd——正常使用极限状态荷载组合的效应设计值；

C——根据结构构件正常使用要求规定的变形限值。

工业化木结构采用的各种受力状况下的木构件、木楼盖、木屋盖以及木剪力墙，均应按现行国家标准《木结构设计规范》（GB 50005—2003）的有关规定进行验算。三层以上轻型木结构楼盖、屋盖以及剪力墙抗侧力均应按工程设计方法设计。

组合木结构中的钢构件或混凝土构件的设计应遵守相应的国家标准《钢结构设计规范》（GB 50017—2003）或《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的规定。

2.连接设计

工业化木结构的节点连接，可根据不同木结构材料、不同结构体系和不同受力部位采用不同连接形式。采用销轴类紧固件连接的主要连接形式可分为钢插板、钢夹板和钢贴板。

节点设计应遵循下列原则：

（1）节点构造应便于制作、安装，并应使结构受力简单、传力明确；

（2）连接件在节点上宜对称排列；

（3）节点连接宜采用横纹承压形式，不宜横纹受拉；

（4）节点连接应有足够的强度；

（5）节点连接应具有一定的延性。

销轴类紧固件连接和齿板连接应符合现行国家标准《木结构设计规范》（GB 50005—2003）的有关规定。承压螺栓的截面应按式（5-16）验算：(www.xing528.com)

式中：Nt——螺栓轴向拉力设计值（N）；

Ae——螺栓的有效截面面积（mm2）；

——普通螺栓的抗拉强度设计值（N/mm2）。

螺栓钢垫板的面积应按下列公式计算：

垫板面积：

方形垫板厚度：

式中：fc，90——木材横纹承压强度设计值（N/mm2）；

f—钢材抗弯强度设计值（N/mm2）。

承压螺栓钢垫板最小尺寸应符合下列规定：

①钢垫板厚度不应小于0.3d，d为螺栓直径；

②正方形垫板的边长或圆形垫板的直径分别不应小于3.5d或4d，d为螺栓直径。

当木剪力墙边界构件出现上拔力时，该边界构件与下层剪力墙的边界构件或下部基础应采用抗拔锚固件连接，抗拔锚固件按剪力墙边界构件的拉力设计值进行设计。

图5-15 梁柱连接节点

木框架梁和柱的安装单元划分应根据构件运输和安装条件确定，中间层梁柱拼接点宜设于梁柱交汇处，可采用钢节点连接，如图5-15所示。

木框架梁可采用U形钢板焊接连接件连接于柱顶（图5-16（a））；也有用钢板焊接连接件挂于梁侧（图5-16（b））。当采用带有悬臂段的梁段时，应使该梁段内侧的接头处于内力较小的位置（图5-16（c）），并能便于支撑设置，满足运输要求。

图5-16 梁在柱顶或梁侧的连接

1—木柱；2—钢板焊接连接件；3—螺栓；4—次梁金属挂件；5—梁金属连接件

图5-17 框架柱与基础的连接

1—金属底板

木框架柱与基础应保持紧密接触，并有可靠锚固。柱与基础可采用预埋钢板用螺栓连接（图5-17），钢板材料、尺寸以及螺栓数量、直径应按计算确定。同一连接部位螺栓不应少于2个，螺栓直径不应小于12mm。

正交胶合木剪力墙和楼屋盖与相邻构件、板件及基础等连接的连接件，应有一定的延性和变形能力，不发生脆性破坏。设计正交胶合木剪力墙与下部基础或楼面的连接应具有足够的抗剪承载力和抗拔承载力。