JGJT265-2012 轻型木桁架技术规范.pdf

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标准类别:建筑工业标准
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JGJT265-2012 轻型木桁架技术规范.pdf

he= b. f. H

式中: M 一节点处构件中的弯矩设计值(N·mm) F一一节点处木构件中的轴向压力(N)。 6钉子群承受的轴向压力Fx.n按下式计算:

7钉子群中钉子i的验算应根据轴向压力Fxn和弯矩M., 按本规范第 D.3.2条规定的方法进行。

图D.3.3钉板受压力示意图

临时结构设计计算指南附录E桁架运输与安装规定

E.0.1单榻轻型木桁架起吊与运输时,应按下列规定进行(图 E.0. 1) : 1当桁架跨度为L<6m时,可采用单点起吊,或采用人工

图E.0.1桁架的运输与安装 一单点吊:2一导向线:3一分配:4一起吊梁

搬运; 2当桁架跨度为6m

1为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度 不同的用词说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的用词: 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”。 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词: 正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”。 3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的 用词: 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”。 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用 “可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符 合的规定”或“应按·执行”

《木结构设计规范》GB50005 《建筑结构荷载规范》GB50009 《建筑设计防火规范》GB50016 《钢结构设计规范》GB50017 《木结构工程施工质量验收规范》GB50206 《碳素结构钢》GB/T700 《低合金高强度结构钢》GB/T1591

《木结构设计规范》GB50005 《建筑结构荷载规范》GB50009 《建筑设计防火规范》GB50016 《钢结构设计规范》GB50017 《木结构工程施工质量验收规范》GB50206 《碳素结构钢》GB/T700 《低合金高强度结构钢》GB/T1591

考到我国轻型木结构建筑的发展趋势,轻型木桁架在建筑 中的应用将会越来越多。本技术规范主要规范了轻型术桁架的设 计、制作与安装和维护管理,指导轻型木桁架在工程中的应用, 避免在工程中出现质量问题。

本条规定了本技术规范的适

本技术规范全面采用欧美国家近儿于年来轻型未桁架的先进 技术和先进工艺,结合我国实际情况,制订我国轻型木架的设 计和施工体系。本技术规范主要适用于采用金属齿板和规格材进 行节点连接的轻型木架的设计、施工和维护管理。轻型木架 主要用于住宅、单层工业建筑和公共建筑中。除用于木结构建筑 外,也适用于在钢筋混凝土结构、钢结构和砌体结构中的楼面系 统或屋面系统

1.0.3本条主要明确应与相关规范配套使用。

由于国家标准《木结构设计规范》GB50005-2003(2005 年版)自前正在进行修订,因此,对于轻型木桁架的设计,在执 行本技术规范的有关规定时,当出现与国家标准《木结构设计规 范》GB500052003(2005年版)的相关规定有不同之处时, 可按本规范的要求执行。

在国家相关标准中有关轻型木架的惯用术语基础上,列出 了新术语。主要是参照国际上轻型木架技术常用术语进行编 写。例如,结合板、组合架、支座端节点、屋脊节点等。

释了本规范采用的主要符号的

3.1.3、3.1.4明确规定了轻型木桁架的杆件尺寸和材质等级的 最低要求。 轻型木桁架所用的规格材等级和尺寸应符合设计图纸的要 求。当制作轻型木桁架时,没有符合设计要求的规格材,可使用 不同等级的规格材进行替代,但是,替代材料的各项材性指标都 应满足或超过设计要求的材料等级。当轻型木架采用金属齿板 进行节点连接时,由于金属齿板抗侧强度在不同树种的木材中是 不同的,如果使用不同于设计要求的树种替代时,虽然其各项材 生指标都可能高于设计要求的木材,但金属齿板的抗侧强度可能 会不满足设计要求。因此,为了避免这个问题,当没有未桁架设 计人员的许可时,只能采用相同树种的较高等级的规格材替代原 设计所要求的规格材等级。

3.2.1本条规定了国产金属齿板应采用的钢材种类和钢材最低 生能应满足的要求。对于进口金属齿板,他们应满足相应进口国 的钢材等级和最低力学性能的规定。表1、表2是不同地区进口 金属齿板的钢材等级和最低力学性能。齿板常用的形式如图1 所示。

表1北美地区制造的金属齿板的钢材等级和最低力学性能

表2澳大利亚、新西兰制造的金属齿板的钢材等级和最低力学性能

注:G450适用于厚度大于1.50mm的冷轧钢。G500适用于厚度介于1.00mm和 1.50mm之间的冷轧钢。G550适用于厚度不大于1.00mm的冷轧钢

.2.3轻型不们米用日 用何种金属连接件都应符合现行有关国家标准的规定及设计要 求。由于金属连接件的更新换代较快,许多新产品在工程中应用 时,尚无相应的标准规范,因此,本条规定了,采用无相应标准 规范的连接件首先应满足设计规定的性能要求,并应提供满足设 计要求的产品质量合格证书或经相关的检验机构对金属连接件进 行检测合格的报告。

根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068和《木结 构设计规范》GB50005相关规定,本规范仍采用以概率理论为 基础的极限状态设计方法。本节的相关规定均来源于上述两本国 家标准。 4.1.4、4.1.5在进行屋面体系的轻型木桁架设计时,根据抗震 防要求应考虑地震作用的放大效应对屋面轻型木桁架的影响。 本规范仅用于单榻桁架的竖向荷载计算;架系统抗侧力验 算应按屋盖结构进行计算,与下部结构的连接应通过计算确定。

防要求应考虑地震作用的放大效应对屋面轻型木桁架的影响 本规范仅用于单榻架的竖向荷载计算;桁架系统抗侧力 应按屋盖结构进行计算,与下部结构的连接应通过计算确定

4.2设计指标和允许值

产厂都有自已的桁架齿板设计值,各个生产厂的金属齿板设计值 各不相同。本规范没有采纳这一方法。因为,目前在中国各地还 没有能生产满足设计要求的金属齿板的生产厂,为了工程设计人 员便于进行设计,本规范规定了表4.2.4的齿板强度设计值。所 以,本规范采用的设计值并不代表某一厂家的齿板设计值,而是 通过金属齿板主要的生产商提供的齿板设计值进行对比分析,并 根据对规格材设计值相同的转换方法而确定的。 虽然,用这一方法得到的设计值并不能充分利用齿板的力学 性能,但这些设计值可以为工程设计人员提供一定的灵活性,从 而不必担心市场上是否有设计所要求的齿板产品和型号。符合本 规范设计值的进口齿板应按本规范附录A表A.5.1选用。 齿板的设计值适用材料全十比重在0.4~0.45之间的树 种。大量的研究表明材料的全十比重和齿板抗侧强度之间有一定 的线性关系,即当材料的全干比重增加时,齿板的抗侧强度也随 之增加。所以当使用较高全十比重的规格材时,如果有按本规范 附录A的试验方法得到的数据支持,也可以采用更高的设计值。 由于齿板在构件连接节点的两侧均是对称布置,本规范规定 的齿板强度设计值是节点处一对(两块)齿板的强度设计值

材料全干比重也随树种不同而变化,因此,本条规定了按本规范 附录A的试验方法也可得到齿板的强度设计值。本条与国家标 准《木结构设计规范》GB50005-2003(2005年版)的相关规 定是一致的。

图2弦杆和腹杆平面外有效长度

5.3齿板连接承载力计算

5.3.3在节点处,应采用构件的净截面验算构件的抗拉和抗压 强度。构件抗拉或抗压计算时的hn是指抗拉或抗压构件在节点 中实际受力处的有效高度。当抗拉或抗压构件中的轴力除以有效 截面面积后得到的应力超过木材抗拉或抗压承载能力时,在削弱 的净截面处有可能会发生抗拉或抗压的破坏。 在下弦杆和上弦杆相交的支座端节点处,下弦杆净截面的有 效高度h,为齿板顶部到下弦杆下表面的距离[本规范图5.3.3 a)。如果节点处下弦杆的有效高度只考虑延伸到齿板的下边 缘,则沿齿板下边缘的木材抗剪承载力为薄弱环节。然而,齿板 下边缘的剪切破坏与实际观察到的破坏并不相符。试验表明在支 座端节点处的破坏通常为竖向开裂。所以如果齿板下边缘到弦杆 下边缘之间的距离较小,下弦杆在节点处的有效高度可以延伸到 弦杆的下边缘。 当支座端节点处的上弦杆有两块齿板时(图3),上弦杆的 争截面高度h,应为两块齿板可覆盖的上弦杆最大高度。对于后 样的节点,下弦杆的净截面高度h,应为两块齿板有效高度之 和。节点中齿板之间的距离由下弦杆中水平剪力和拉力来 决定。

5.3.4桁架端节点弯矩影响系数h考虑了端节点上

图3节点处上弦杆中h示意图

板承载力的影响,该系数的大小 是由大量木桁架设计经验确定的。 对于坡度较小的桁架(坡度小于 3:12)该影响系数为0.85,对于 坡度较大的桁架(坡度大于5.5: 12)该影响系数为0.65。 对于上弦杆和下弦杆没有直 接相交的端部节点(图4),这 影响系数不适用。

5.3.6与弦杆高度相同的齿板

图4桁架端节点示意图

般可以提供足够的抗拉强度。当齿板净截面不能满足承载力要求 时,需要使用宽度大于弦杆高度的齿板,有时还可能会用木填块 来进一步提高齿板的承载力。在这种情况下,实际能有效传递节 点处拉力的齿板宽度由最大允许有效宽度的控制。 早期的研究显示,齿板传递拉力的能力随着齿板宽度凸出弦 杆部分的高度的增加而降低。这些研究成果表明超出的齿板宽度 越大,传递到该部分的拉应力则越小(参考文献:Njoto,I. Salim, I. 1978. Tensile strength of eccentric roof truss tension splices. Department of Civil Engineering and Applied Mechanics. McGill University.)。本条规定的承载力调整系数k是一个经验 系数。对于有填块加强的对接节点,试验显示超出弦杆高度部分 的齿板有效宽度为89mm,本条文中对于齿板有效宽度的限值正 是根据该试验结果而设定的。图5所示为有无填块时的最大允许 有效宽度。 对于宽度大于弦杆高度的齿板,试验表明这种节点首先在弦 汗对接面下边缘处出现拉应力破坏,然后沿着弦籽和填块的对接 面剪切破坏。弦杆对接面下边缘处发生的拉应力破坏是由节点中 的偏心受力引起的。 受拉杆件对接时,齿板根据杆件拉力的大小分为两种情况。 第一种情况是杆件拉力小于或等于 T,二t·h 时,表明用于杆件

对接的齿板截面宽度bt不需大于杆件的截面高度h。这时齿板受 拉承载力验算可按下式计算:

5.3.10本条中各公式是参照美国《轻型木桁架国家设计

6. 1 木桁架的计算

6.1.9本条规定参照了加拿大《轻型木桁架设计规程》(TPIC Truss Design Procedures and Specifications for Light Metal Plate Connected Wood Trusses)。 6.1.10对于支承其他轻型木桁架的组合桁架,设计人员需首 先假定组合桁架中每榻桁架所承担的荷载。一般通常假定每 桁架承担相同的荷载。这一理想的分配假定忽略了偏心和平 面外变形以及下弦杆扭转的影响,并耳假定每一榻桁架之间的 连接为刚性连接。在实际应用中,有许多因素可以弥补假定的 误差所带来的影响。众所周知,每一榻桁架所承担的力和该棍 架的相对刚度有关。由于组合桁架是由多榻相同的桁架组 成,所以假定每榻桁架承担相同的荷载是合理的。另外,多棍 相同桁架的共同作用可抵消因每榻桁架受力不均所带来的影 响。桁架上下弦的永久支撑可减少偏心,平面外变形以及下弦 杆扭转所造成的影响。 对于由三榻桁架组成的组合桁架,各榻桁架之间的连接可以 用钉将外部的桁架直接与中间的架连接。对于由多于三棉桁架 组成的组合架,除了用钉连接之外,还需要用螺栓或其他连接 件将其组成组合桁架的各棉桁架莲接起来。对于由多于三榻架 组成的组合桁架,无论在任何情况下,都不能只用钉将各榻桁架 连接起来。在设计时,只能考虑一种连接件(钉、螺栓或其他连 接件)来传递各棉桁架之间的荷载。不可将两种不同的接件的 承载力叠加。 当作用于组合架的荷载来自一边时,用于连接第一榻架 和其他桁架之间的连接件需传递较大的荷载。例如,假设由三棍

桁架组成的组合桁架的每榻桁架承担相同的荷载,则第一一和第 二榻桁架之间的连接件需传递第二榻和第三榻架荷载的总和 (2/3作用于组合桁架的荷载)

6.4.2桁架的永久支撑应与所设计的架垂直以保证桁架的整 体本工作及减小计算长度。与桁架垂直的永久支撑作用力应足以保 证构件的侧向稳定。一般可以假定作用在每一个侧向支撑上的力 为架构件中计算所得的最大轴向压力的20%。永久支撑的设 计应考虑拉力和压力的作用。 则向支撑必须和对角支撑或一些其他的等效支承一起有效 工作。累计侧向支撑力应等于支撑力乘以所支撑的桁架的片 数。当采用对角支撑时,桁架的片数为对角支撑之间的架片 数。累计支撑力不应超过支撑构件,钉连接或任何其他连接的 承载力。 6.4.3桁架的上弦杆平面内永久支撑应足以抵抗上弦杆的水平 位移。屋面覆面板或金属屋面和其他充许便用的屋面材料,如果 按横膈设计,可以用作永久水平支撑。当金属屋面用作横膈时, 设计时必须明确屋面搭接和连接固定的要求以传递支撑之间

6.4.2桁架的永久支撑应与所设计的桁架垂直以保证架的整

位移。屋面覆面板或金属屋面和其他充许使用的屋面材料,如果 按横隔设计,可以用作永久水平支撑。当金属屋面用作横膈时, 设计时必须明确屋面搭接和连接固定的要求以传递支撑之间 的力。 標条的间距不能超过设计图纸中桁架上弦杆的轴压计算长 度,并要与上弦杆有可靠的连接。当没有适当的横膈以避免条 侧向移动时,设计时应在上弦杆底部设置永久对角支撑。如图6

所示,尽管使用了间距较小的標条,仍有必要在上弦杆平面内设 置永久对角支撑。

图6屋面擦条作为上弦杆永久支撑 1一屋面条;2一屋脊线

6.4.4桁架下弦杆平面内永久支撑的设置可以用来固定桁架设 计间距以及提供下弦杆的侧向支撑,抵抗由风荷载或其他荷载弓 起下弦杆受压时产生屈曲。在多跨桁架或悬挑桁架中,在下弦杆 受压的部分应设置侧向支撑以避免发生屈曲。设置侧向支撑的方 法同简支架的上弦杆。图7所示为下弦杆平面内的侧向永久支 撑和对角支撑的共同使用,

图7下弦杆平面内永久支撑 一连续水平支撑;2一防止水平支撑滑移的对角支撑

当下弦杆有工程设计的水平横隔或石膏板支撑时,可以不设 置连续侧向支撑和对角支撑。 6.4.5腹杆平面内的侧向支撑可以保证桁架的竖向位置和设计 间距。另外,当腹杆中需要采用永久侧向支撑以减小计算长度 时,该永久侧问支撑的布置位置需要在设计图纸中标明。设计时 还应对腹杆的永久侧向支撑设置对角支撑或者其他等效支撑以约 束侧向支撑移动L图8(a)」。 当桁架设计不需要布置任何腹杆平面内的永久侧向支撑时, 设计时为了保证屋面系统的稳定,可能仍需要布置间断的或连续 的对角支撑图8(b)。腹杆平面内的永久对角支撑还可以控制 挠度或振动

当下弦杆有工程设计的水平横隔或石膏板支撑时,可以不设 置连续侧向支撑和对角支撑。

(a)防止连续水平支撑滑程

轻型木架的防火设计应符合现行国家标准《建筑设计防火 规范》GB50016和《木结构设计规范》GB50005的有关规定。 本节仅规定了轻型木桁架的防火构造要求,并给出了轻型木架 构件的燃烧性能和耐火极限,以便设计和施工时参照执行。

8.1.5在桁架设计时应指定齿板的规格、类型和尺寸。未经

设计DB11T 1304-2015 森林文化基地建设导则,不允许按面积相等的方法用两块齿板替代原设计的单块 齿板。例如,在桁架设计中一端节点处应采用125mmX 400mm的齿板进行连接,则不可以用两块125mm×200mm的 齿板替代。

8.1.6在木桁架设计中,对于相同类型和规格的齿板

的单向或双向尺寸大于设计尺寸时,可以用来替代原齿板。但需 要注意,当齿板在一个方向大于设计尺寸,而在另一个方向小于 没计尺寸时,即使齿板总面积大于原设计齿板面积,仍不可以用 于替代原齿板。另外,替代的齿板上板齿方向必须和原设计中齿 板的板齿方向一致,与齿板面积无关。 本规范图8.1.6所示为布置齿板的位置,如果齿板的边缘在 根或多根木构件外突出时,可能会在安装桁架时影响到桁架的 使用。最严重的情况是,齿板在上弦构件上边缘或下弦构件下边 缘外的突出部分会影响覆面板的安装,这种情况是不允许的。另 外,当齿板突出部分位于阁楼空间或穿过楼面架的管道槽时 都会影响到正常的使用功能

8.1.9桁架设计允许每片齿板与节点处各个构件接角

上最多20%(对于连接较窄木构件的齿板为10%)的板齿 在连接中失效,失效的原因包括生产过程中的原因以及木 构件缺陷导致的原因。其中板齿的倒伏属于生产过程原因 导致的失效。 对于失效的板齿采用上述的限值可以在齿板验收时保证 足够的有效板齿连接,但对于齿板与木构件之间连接的接触

面还是需要进行基本的目测检验以确定失效的板齿不超过上 述限值,这样可以避免在齿板连接的接触面出现较大的木材 缺陷或在生产过程中因为对中误差导致大量非正常的板齿 倒伏。

附录A齿板试验要点及强度设计值的确定

《木结构设计规范》GB50005-2003(2005版)附录M中 给出了板齿承载力设计值和齿抗滑移承载力设计值,以验算板齿 承载力和齿抗滑移承载力。由于两种承载力都是用以验算板齿的 强度NB/T 10213-2019 风力发电机组 变桨滑环,同时为了和常用的连接件设计保持一致,本规范附录A 中板齿承载力设计值将上述规范附录M中板齿承载力设计值和 齿抗滑移承载力设计值合并,取两者的较小值作为其承载力设计 直。经过计算和比较,对大多数常用齿板而言,齿抗滑移承载力 在板齿承载力计算中不起控制作用,因此,对计算结果没有影 响。然而当齿抗滑移承载力较小时,计算的结果会较为保守

统一书号:15112·21788

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