建筑木结构设计标准（2025版）

建筑木结构设计标准（2025版）1.总则1.1为在建筑木结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境、节约资源，制定本标准。本标准适用于2025年及以后新建、改建和扩建的民用建筑与工业建筑中的木结构设计。对于特种结构或处于特殊环境下的木结构，除应遵守本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。1.2建筑木结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。在承载能力极限状态下，结构或构件应满足强度、稳定和疲劳等要求；在正常使用极限状态下，结构或构件应满足变形、振动等要求。1.3木结构设计应注重材料的合理选用，优先采用经过认证的可持续来源木材，积极推广工程木产品（如胶合木、正交胶合木、旋切板胶合木等）的应用。设计应充分考虑木材的各向异性、天然缺陷、干缩湿胀及生物降解特性，采取有效的构造措施和防护处理。1.4建筑木结构的设计使用年限应按现行国家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》确定，且不应低于50年。对于临时性结构，可根据具体情况适当调整，但必须在设计文件中明确说明。设计时应明确结构的维护要求和检查周期，确保结构在设计使用年限内的安全性。1.5本标准强调装配化与集成化设计理念，鼓励采用模数化、标准化的设计方法，以适应现代建筑工业化的需求，提高施工质量和效率，减少现场湿作业和建筑垃圾。2.术语与符号2.1在本标准中，木结构指主要由木材或工程木产品制成的承重结构体系。根据构件截面形式和连接方式，可分为重型木结构（如胶合木结构）、轻型木结构（如规格材骨架结构）以及正交胶合木（CLT）结构等。2.2术语定义应准确反映行业最新发展。例如，“胶合木”指将锯材或单板层叠胶合而成的层叠材，其强度和刚度可通过层叠组合得到优化。“正交胶合木（CLT）”指正交交替层叠胶合而成的实木板材，具有平面内双向受力性能。“目测分级”和“机械分级”是确定木材强度等级的两种主要方法，设计时应根据构件的重要性和受力特点选择合适的分级标准。2.3符号系统应与国家标准保持一致。主要符号包括：材料性能（f——强度，E——弹性模量）；作用与效应（M——弯矩，V——剪力，N——轴力）；几何参数（b——截面宽度，h——截面高度，l0——计算长度）；计算系数及其他（φ——稳定系数，K——调整系数）。设计计算书中应明确所有符号的含义及取值依据。3.材料3.1木材3.1.1结构用木材应优先选用树干通直、纹理顺直、节子少、无腐朽和虫蛀的优质材种。常用树种包括针叶材（如花旗松、落叶松、云杉、冷杉、铁杉等）和阔叶材（如橡木、桦木、胡桃木等）。选材应符合现行国家标准《木结构设计标准》中关于各等级木材的缺陷限值规定。3.1.2木材的强度设计值和弹性模量应根据树种、强度等级、含水率、荷载持续时间、使用环境等因素进行确定。对于进口木材，必须提供经权威机构检测的强度等级证明，并按相关规定进行换算和调整。设计时，应考虑木材的变异性，选取具有足够保证率的特征值。3.1.3木材含水率对结构性能影响显著。制作构件时，木材含水率应符合下列要求：原木或方木结构不应大于25%；板材和规格材不应大于20%；胶合木构件层板不应大于15%，且同一构件各层板间含水率差异不应大于5%。在使用过程中，应采取措施防止木材含水率剧烈波动引起开裂或变形。3.2工程木产品3.2.1胶合木（Glulam）应采用耐候性结构胶进行层叠胶合，其胶缝应完整、无空洞。胶合木的强度设计值应根据层板等级、组坯方式、截面尺寸等因素确定。对于弧形胶合木，应考虑弯曲成型对纤维应力的影响。3.2.2正交胶合木（CLT）应满足现行行业标准关于层板厚度、铺层方向、拼接方式及胶合强度的要求。CLT的面外抗弯刚度、面内抗剪刚度及滚剪刚度是设计的关键参数，应由权威检测机构提供或通过标准试验确定。3.2.3旋切板胶合木（LVL）和平行木片胶合木（PSL）等重组木，具有材质均匀、强度高、尺寸稳定性好的特点，适用于梁、柱及大跨度构件。其设计指标应依据产品标准或专项检测报告取用。3.3金属材料与连接件3.3.1木结构中使用的钢材、螺栓、钉、销钉、齿板及金属连接件应具有足够的强度和耐腐蚀性能。普通碳素钢和低合金钢应符合现行国家标准的要求。对于户外或高湿度环境，应采用热浸镀锌、不锈钢或经过涂装防腐处理的金属件。3.3.2连接件的材质应与木材的酸碱性相容，避免发生电化学腐蚀。不同金属接触时应采取绝缘措施。螺栓和钉的直径、长度及排列间距应满足计算和构造要求。3.4结构胶3.4.1用于结构胶合的胶粘剂应具有耐水、耐候、耐老化性能，且其胶合强度不应低于被胶合木材的顺纹抗剪强度。胶粘剂的使用环境温度应与设计环境相适应。胶合工艺（包括压力、温度、时间）应严格控制，并由有资质的厂家或实验室提供工艺参数。4.基本设计规定4.1设计原则4.1.1木结构设计应区分永久荷载、可变荷载和偶然荷载。荷载组合应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定。对于轻型木结构，尚应考虑风荷载和地震作用引起的uplift（上拔力）效应。4.1.2木材强度设计值应根据不同使用条件进行调整。调整系数包括：荷载持续时间效应系数、含水率调整系数、温度调整系数、尺寸调整系数、使用环境调整系数（如防腐处理导致的强度降低）等。所有调整系数应在计算书中明确列出。4.1.3结构构件的计算截面应考虑木材的缺口、钻孔、切口等削弱影响。对于严重削弱的截面，应进行净截面强度验算。构件的缺口应避开应力集中区，且边缘应光滑过渡。4.2构件挠度限值4.2.1为保证结构正常使用及外观要求，受弯构件的挠度不应超过表4.2.1规定的限值。表4.2.1受弯构件挠度限值构件类别挠度限值（以跨度l计算）备注檩条、搁栅l/150恒载+活载楼板梁、格栅l/250恒载+活载屋面梁（有吊顶）l/360恒载+活载屋面梁（无吊顶）l/250恒载+活载悬臂构件l/180(l为悬挑长度)恒载+活载4.3长细比限值4.3.1受压构件的长细比不应超过表4.3.1规定的限值，以防止构件发生失稳。表4.3.1受压构件长细比限值构件类型长细比限值[λ]备注结构的主要压杆（柱、桁架上弦）120一般压杆（支撑、腹杆）150屋架受压腹杆150仅承受静荷载的支撑压杆2005.构件计算5.1轴心受拉构件5.1.1轴心受拉构件的强度应按下式验算：σt=N/An≤ft式中：σt——木材受拉应力设计值；N——轴心拉力设计值；An——构件净截面面积；ft——木材顺纹抗拉强度设计值。计算净截面面积时，应将分布在150mm长度范围内的所有缺口或孔洞投影在同一截面上扣除。5.2轴心受压构件5.2.1轴心受压构件的承载力应同时满足强度和稳定性要求。强度验算：σc=N/An≤fc稳定性验算：N/(φA0)≤fc式中：φ——稳定系数，根据构件的长细比λ按相关公式计算；A0——构件计算面积，按缺口情况确定。对于无缺口构件，A0取毛截面面积A。5.2.2稳定系数φ的计算应考虑木材的材质等级和弹性模量。对于长细比λ较大的构件，稳定系数显著降低，设计时应通过设置侧向支撑减小计算长度。5.3受弯构件5.3.1受弯构件的抗弯强度应按下式验算：σm=M/Wn≤fm式中：M——弯矩设计值；Wn——净截面抵抗矩；fm——木材抗弯强度设计值。5.3.2受弯构件的抗剪强度验算应重点检查支座附近及截面高度变化处。对于矩形截面，最大剪应力位于中性轴，τ=1.5V/A≤fv。5.3.3双向受弯构件（如搁栅在垂直荷载和侧向荷载作用下）应按下列公式验算：σmx/Wnx+σmy/Wny≤fm5.4压弯构件5.4.1压弯构件（如框架柱）需考虑弯矩作用平面内的稳定和弯矩作用平面外的稳定。验算公式应包含轴力项和弯矩项的相互作用。对于原木构件，由于截面沿长度变化，计算较为复杂，可采用近似方法或分段计算。6.连接设计6.1一般规定6.1.1木结构的连接方式包括齿连接、螺栓连接、钉连接、销连接、键连接、金属齿板连接及胶粘连接等。连接设计应遵循“强节点弱构件”的原则，确保连接的承载力不低于构件的承载力。6.1.2连接件的布置应避免木材横纹承压过大或劈裂。螺栓和钉的排列间距（顺纹间距、横纹间距、端距、边距）应满足最小距离要求，以防止木材过早撕裂或劈裂。6.2螺栓连接和钉连接6.2.1螺栓和钉连接的承载力应根据破坏模式确定。破坏模式包括：销槽承压破坏、销弯曲破坏、销端部木材劈裂、销剪切破坏等。设计时应计算单剪或双剪承载力，并考虑构件厚度、直径及木材强度的关系。6.2.2螺栓或钉的数量n应按下式计算：n=N/Nv式中：N——连接件承受的拉力或剪力设计值；Nv——单颗连接件的承载力设计值。6.2.3当螺栓或钉在顺纹方向受力时，应考虑钢夹板垫板的作用，以分散局部压力。当采用多个螺栓连接时，应考虑螺栓群的协同工作系数。6.3齿连接6.3.1齿连接主要用于桁架节点。单齿连接的承压面应通过上弦轴线，承压面应平整。齿深he不应大于构件截面高度的1/3或1/4（视截面大小而定），且不应小于20mm。6.3.2齿连接的受剪面长度lv不应小于4.5倍齿深he，且不应大于10倍齿深he。受剪面应避开木材髓心。保险螺栓应设置在剪面以上，并起到后备受拉作用。6.4金属齿板连接6.4.1金属齿板主要用于轻型木结构的桁架节点。齿板的承载力应根据板齿承载力、齿板抗拉承载力及齿板抗剪承载力分别计算，并取最小值。齿板的尺寸应覆盖节点受力区域，且齿纹方向应与主要受力方向一致。6.5胶合连接6.5.1胶合连接用于制造胶合木或CLT构件，也可用于现场拼接。胶合连接的承载力取决于胶粘剂的强度和胶合面积。设计时应确保胶合面在传递荷载方向上具有足够的连续性。胶合连接不宜承受较大的横向拉力。7.普通木结构7.1屋架设计7.1.1木屋架宜采用静定结构体系，如豪式屋架、芬克式屋架等。屋架的高跨比一般取1/4至1/5，以保证合理的刚度和受力。屋架上弦受压，下弦受拉，腹杆受力随荷载布置变化。7.1.2屋架构件的截面选择应满足强度、稳定和构造要求。上弦受压构件需验算平面内和平面外稳定，平面外稳定通常通过檩条或支撑提供约束。下弦受拉构件若有接头，接头应避开最大弯矩截面。7.2支撑系统7.2.1木结构必须设置可靠的支撑系统，以保证结构的整体稳定和空间刚度。支撑包括上弦横向支撑、下弦横向支撑、垂直支撑和系杆等。7.2.2对于梯形屋架，应在两端和跨中设置垂直支撑；对于三角形屋架，应在跨度中央设置垂直支撑。上弦横向支撑通常布置在房屋两端第二开间及每隔20m处。檩条、隅撑等构件可作为上弦的侧向支撑点。8.胶合木结构8.1一般规定8.1.1胶合木结构适用于大跨度、大截面的梁、柱及拱形结构。胶合木构件可设计成直线形、变截面或弧形。弧形构件的曲率半径应满足最小要求，以保证层板弯曲时不发生断裂。8.1.2胶合木构件的设计应考虑层板组合效应。由于胶合木剔除了天然缺陷，其设计指标高于同树种的锯材。对于弯曲胶合木，应计算弯曲产生的顺纹拉应力增量。8.2构造要求8.2.1胶合木梁的端部应采取防潮措施，如设置金属盖板或涂刷防水涂料。梁与柱的连接宜采用铰接或刚接节点，刚接节点应能传递弯矩。8.2.2胶合木构件的表面防护涂层应具有耐候性和透气性，允许木材内部水分挥发，同时阻挡外部水分侵入。9.正交胶合木（CLT）结构9.1一般规定9.1.1正交胶合木（CLT）作为一种新型工程木产品，可用作楼板、屋面板及墙体核心筒。CLT具有优良的平面内刚度和承载能力，适合装配式施工。9.1.2CLT楼板设计应考虑正交各向异性特性。强轴方向（平行于表面层板纹理）的刚度和承载力较高，弱轴方向（垂直于表面层板纹理）主要依靠滚剪传递荷载。9.2连接与拼接9.2.1CLT墙板与楼板的连接应采用自攻螺钉、专用连接件或胶粘剂。连接应能抵抗水平剪力、竖向荷载及拔力。节点设计应具有一定的延性，以耗散地震能量。9.2.2CLT板在工厂或现场拼接时，可采用对接、搭接或企口接，并配合密封胶条或胶粘剂，以保证气密性和水密性。10.轻型木结构10.1一般规定10.1.1轻型木结构由规格材、木基结构板材（如OSB、plywood）及金属连接件构成骨架，共同承受荷载。常用形式包括墙骨柱框架、搁栅楼盖系统及椽条屋盖系统。10.1.2轻型木结构的设计可采用经验设计法或工程设计法。对于符合标准构造要求的常规建筑，可采用经验设计法；对于不规则、大跨度或高烈度设防区的建筑，必须采用工程设计法进行计算。10.2构件设计10.2.1墙骨柱应根据竖向荷载及出平面稳定要求确定间距和截面尺寸。通常间距为300mm、400mm或600mm。墙骨柱在开孔边缘需加强。10.2.2楼盖搁栅的跨度、间距及截面尺寸应查表或计算确定。搁栅需与顶梁板可靠连接。楼面板应铺设在搁栅上，并采用钉或胶钉连接，形成水平隔板。10.3抗剪墙设计10.3.1轻型木结构的抗侧力主要由木基结构板材覆面的剪力墙提供。剪力墙的抗剪承载力取决于板材类型、厚度、钉间距及墙骨柱尺寸。10.3.2剪力墙的边界构件（双柱、底梁板）需进行抗拔和抗剪验算。在地震作用下，应设置抗倾覆锚固件，将墙体的倾覆力矩传递至基础。11.抗震设计11.1一般规定11.1.1木结构具有良好的抗震性能，其自重轻、弹性模量低、阻尼大，能有效减小地震作用。抗震设计应符合“小震不坏、中震可修、大震不倒”的原则。11.1.2木结构的阻尼比在多遇地震下可取0.05，在罕遇地震下可适当增加。对于高层木结构，应进行动力时程分析补充验算。11.2构造措施11.2.1节点连接宜采用延性较好的形式，如螺栓连接、金属齿板连接，避免采用脆性破坏的连接方式。强柱弱梁、强节点弱构件的原则应严格执行。11.2.2基础与木柱的连接必须牢固，能够传递剪力和拔力。地脚螺栓应埋置足够深度，并设置抗剪键。对于底板，应设置防潮垫层。12.防火设计12.1耐火极限要求12.1.1木结构的耐火等级应根据建筑高度、使用功能及面积确定。构件的耐火极限不应低于表12.1.1的规定。表12.1.1木结构构件燃烧性能和耐火极限构件名称耐火极限(h)燃烧性能防火墙3.00不燃性承重墙、楼梯间墙1.00-2.00难燃性梁1.00难燃性楼板、屋顶承重构件0.75-1.00难燃性疏散楼梯0.50-1.00难燃性12.2防火构造12.2.1木结构构件的防火保护可采用阻燃处理、包覆防火材料（如石膏板、耐火砖、喷射纤维）或采用大截面层板胶合木（利用碳化层隔热）。碳化速率通常取0.6mm/min至0.8mm/min，设计时可据此计算有效截面。12.2.2管道井、电缆井穿越木结构墙体或楼板时，必须采用防火封堵材料严密封堵。墙体和楼板上的孔洞会削弱防火性能，应尽量减少或进行补强。12.2.3防火涂料应选用经过国家检测合格的产品，涂刷厚度和遍数应满足耐火极限要求。防火涂料应定期维护，防止剥落失效。13.耐久性与防护13.1防潮与通风13.1.1木结构的耐久性主要取决于控制木材的含水率。设计应避免雨水积聚和冷凝水侵蚀。屋面应有足够的排水坡度，檐口应设置挑檐或排水沟。13.1.2木构件与混凝土、砌体等易吸水材料接触时，应设置防潮层（如聚乙烯薄膜、沥青卷材）。基础顶面应高出室外地面至少300mm，防止溅水腐蚀。13.1.3墙体、屋面及楼盖内应设置通风口，形成空气对流，及时排出内部湿气。特别是封闭的阁楼空间，必须设置有效的通风设施。13.2防腐防虫13.2.1根据使用环境分类（C1-C4），确定木材是否需要进行防腐防虫药剂处理。对于户外、与土壤接触或处于高湿度环境的构件，必须进行加压防腐处理。13.2.2防腐剂应选用环保、低毒、高效的产品，如铜唑、ACQ、硼酸盐等。处理后的木材应在干燥后使用，并标注处理等级和使用环境类别。13.2.3白蚁危害地区应采取物理屏障（如防蚁网、防蚁地基）和化学屏障相结合的综合防治措施。定期检查是发现和防治虫害的关键手段。14.施工与验收要点14.1制作与安装14.1.1木构件的制作应在有条件的工厂或车间进行，以保证加工精度。构件的尺寸偏差、孔位偏差应符合允许误差范围。安装前应核对构件编号、尺寸及连接件位置。14.1.2安装过程中应采取临时支撑措施，保证结构在未形成整体空间体系前的稳定性。吊装大跨度胶合木梁时，应合理选择吊点，避免产生过大的安装应力。14.2质量控制14.2.1进场木材及工程木产品应查验合格证、检测报告及标识。对于重要工程，应进行现场抽样复验，检验含水率、强度及胶合质量。14.2.2连接件的安装质量是关键。螺栓应拧紧，钉子应钉入到位，无歪斜。齿板应压平，齿纹完全嵌入木材。隐蔽工程验收应在封闭前进行，并留存影像资料。15.绿色性能与碳排放15.1低碳设计15.1.1木结构是天然的固碳结构。设计应计算建筑的隐含碳排放，充分利用木材的固碳特性替代高能耗建材（如混凝土、钢材）。通过合理的设计，延长建筑使用寿命，降低全生命周期碳排放。15.1.2鼓励使用速生材、次生林木材及回收再利用木材。优先选用本地生产的木材和工程木产品，减少运输能耗。15.2节能设计15.2.1木结构墙体和楼盖易于填充厚保温层，热工性能优越。设计应满足国家现行建筑节能设计标准的要求，通过优化保温层厚度和减少热桥，提高建筑能效。15.2.2气密性设计对节能至关重要。应采用气密性薄膜、密封胶带等材料处理接缝，降低建筑气密性换气次数，配合新风系统实现高效节能。16.混合结构设计16.1木混组合16.1.1木结构可与混凝土、钢结构组合形成混合结构体系，如木-混凝土组合楼盖、木-混凝土核心筒结构。组合结构设计应确保不同材料界面间的剪力传递和变形协调。16.1.2木-混凝土组合梁中，剪力连接件（如剪力钉、开孔板）的设计至关重要。计算时应考虑混凝土板和木梁的共同工作程度，根据连接件的刚度计算有效抗弯刚度。16.2界面处理16.2.1不同材料连接处应考虑温度变形和干缩湿胀变形的差异，设置柔性连接或变形缝，避免产生附加内力导致开裂或连接失效。16.2.2防火设计时，应确保木构件与混凝土/钢结构构件的耐火极限相匹配，避免因木构件过早失效导致结构整体坍塌。17.特殊结构形式17.1空间网格结构17.1.1木材可用于建造网架、网壳等空间网格结构。节点设计可采用焊接球节点、螺栓球节点或专用的木制嵌入式节点。构件主要承受轴力，材料利用率高。17.1.2空间木结构的稳定性分析应考虑几何非线性影响。对于单层网壳，应进行全过程稳定分析，确定失稳临界荷载。17.2弯曲木结构17.2.1利用胶合木的可弯曲性，可建造拱、穹顶等曲面结构。设计时应分析拱的推力传递路径，合理设置拉杆或基础。拱脚节点应能承受巨大的推力和剪力。17.2.2曲面结构的面板（如CLT或胶合板）不仅起围护作用，常参与结构受力（应力蒙皮作用）。设计时可适当考虑面板的刚度贡献，以节省主体结构材料。18.维护与检测18.1使用维护18.1.1设计