設計輕型木結構屋頂時，規格材椽木和屋頂擱柵通常用于普通負載和跨度，預制木制工字型擱柵或桁架則適用于更大的跨度和負重。指接擱柵和椽木制造時最長不超過12m (40?).

覆層除了和這些承重構件一起支撐屋頂所承受的重力之外，還提高了這些承重構件的負重能力。

輕型框架屋頂可以設計具有隔板作用，抵制風力和地震力產生的橫向負重所帶來的毀滅性影響。

有了其他一些材料的輔助，輕木架屋頂可以是斜的或平的。如，平頂上的桁架可以預制成方便排水的恰當斜度。

輕型木結構橫椽和擱柵

橫椽和擱柵除了必須在垂直支撐之上接合之外應該是延續的。兩邊的開口處比兩倍橫椽或擱柵間距還寬，因此所用的橫椽和擱柵數量應該加倍以應付額外強度。

輕型木結構屋頂桁架

屋頂桁架必須限制撓度。這對平頂尤為重要，因為平頂的撓度會導致積水，并進一步導致負重增加。

一些北美建筑規范中列出了住宅類建筑中所用的一些更為普通的木桁架構件的跨度和尺寸。總的來說，這些表格僅適用于跨度為12m (40')，中心間距為600mm (2') 的屋頂桁架。對更大的跨度和負重要進行特別的工程分析。

輕型木結構屋頂覆層

屋頂覆層可以支撐屋面，增加其剛性。屋頂覆層可以用鋸材，膠合板或定向刨花板。下表中列出了初步規劃中對于間距和材料厚度的大致要求。具體尺寸要根據實際情況中的雪載荷加以調整。

屋頂的典型橫椽或桁架間距和覆層厚度

備注: 覆層厚度和支撐間距隨實際中的建筑規范有所變化。該信息僅為一般性參考標準，請參照具體的實際建筑規范

鋸材覆層應擱柵或椽木垂直，各邊皆有支撐且邊沿的擱柵交錯排列。鋸材覆層應一直延續到瀝青瓦和吊頂，但是其間距應和木瓦屋頂中的瓦片大小相同。分隔開的瓦片使得空氣可以在覆層之下自由流通，以防水氣集結。

安裝覆層板(膠合板和定向刨花板)時，將表面紋理垂直于擱柵，椽木和桁架。在相連的板之間留下6mm (1/4")的空隙以防板面擴張。如果將金屬H夾，舌榫，縫，或至少38 x 38mm (2"x2"nom.)的支承牢牢釘入框架中，支撐起椽木之間的板面，則可以相對減少覆層板的最小厚度。

輕型木結構屋頂材料

很多屋頂材料在不同的服務條件下都是可以適用于輕型木結構屋頂的。斜頂最常用的材料是西部紅柏木瓦片，瀝青瓦和瓷磚。平頂或低斜度屋頂則通常采用組合屋面。2100433B

當采用輕型木結構時，應滿足當地自然環境和使用環境對建筑物的要求，并應采取可靠措施，防止木構件腐蝕或被蟲蛀。確保結構達到預期的設計使用年限。

輕型木結構的平面布置宜規則，質量和剛度變化宜均勻。所有構件之間應有可靠的連接和必要的錨固、支撐，保證結構的承載力、剛度和良好的整體性。

GB 50206-2002 《木結構工程施工質量驗收規范》

2.0.7 輕型木結構（wood-framle construction）將木基結構板材與間距不大于 600mm 側立的規格材

樓蓋和屋蓋，并組成框架式結構，用于 1～3 層房屋。

輕型木結構是指主要由木構架墻、木樓蓋和木屋蓋系統構成的結構體系，適用于三層及三層以下的民用建筑。

輕架墻包括稱為墻骨的垂直構件，附在墻的頂部和底部到水平板，以及附屬于這一結構的一層覆材。

墻可以是非承重墻(隔斷墻)或承重墻(外墻和內部承重墻)。

如果某構造墻體被設計為承受側面負載，那么這就是一面剪力墻。剪力墻用于承受墻體受到的風力或地震力。

木擱柵往往被用于那些跨度達到規格材長度極限的居民住宅和商用建筑。即使跨度和承載方面的要求決定了預制木制工字型擱柵，或地板、屋頂桁架的使用，但是墻體與地板、墻體與屋頂的連接部分仍基本保持與使用規格材擱柵時一致。

內部承重墻應直接位于梁或墻體之上，但是也可以處在其他任何地方，只要擱柵和其他支撐物經過特別設計能夠承受負載。

與地面擱柵垂直的非承重墻可以安在任何地方，但是如果同地面擱柵平行安置，那么墻體必須有擱柵在其下方支撐，或者由擱柵間的支撐物支持。

覆層一般從基木板開始建造，以在墻結構和地基之間形成一個額外的夾層。

考慮到風力和地震的向上影響，有必要建造一個穿透擱柵的機械拉力連接裝置。因為墻基受制于回撤力的影響，功能有限。

輕型木結構墻板

墻板用于墻骨的頂部和底部，用以產生一大片承重區來分配于墻骨之間的垂直負載。墻板一般與墻骨寬度相同，都是38mm厚。

由于墻骨沒有延續到地板和平臺結構之間，因此大型建筑可能需要機械性的牽制設備，以便提供牽制保護，免于側面壓力引起的上浮力影響。

這是保護墻體與地板連接的三項可選方案：

展開的地板結構的膠合板和定向刨花板，由釘子或扒釘聯結在地板結構上。這種情況下，干木材應用于制作擱柵和頂梁，以避免木材收縮可能導致的覆層彎曲。

根據標準要求大小的電鍍金屬條，可以釘在地板上下的垂直構件上，以提供拴系力。

在產生大力的時候可以使用螺釘和托架。下面是總原則：

墻頂板要有至少38mm厚。如果在非承重隔斷墻中以及承重墻中，只要集中負載力在50mm厚的支持墻骨范圍內發生，那么頂墻板可以只有一面。若不滿足該條件，那么頂墻板要加倍。交叉墻應通過重疊的墻板或者金屬板聯結起來。加倍的墻板應用釘子聯結，至少每隔一墻板筋交叉排列。

輕型木結構墻骨

住宅建筑中的一個趨勢是：由于額外增加的保溫空間，最小墻骨大小由過去的38 x 89mm(2" x 4" nom.)

提高到38 x 140mm(2" x 6" nom.)。

對于重型建筑來說，墻骨還必須考慮到適應軸心力和彎曲力的需要。根據長和重，商用建筑的墻骨可以為38 x 184, 235或286mm (2" x 8", 10", or 12" nom.)。墻骨分級中不包括該規格的垂直構件。2級材應當加以明確說明。

對于高墻來說，預制木制工字型擱柵有時被作為墻骨垂直使用。

除了開孔之外，墻骨應延伸到整個樓層高度，以支持強度。

下表中是中型應用中的墻骨間距和覆層厚度，作為一項總原則可以為初步規劃布局提供參考。

墻體的典型墻骨間距和覆層厚度

備注: 覆層厚度和支撐間距隨實際中的建筑規范有所變化。該信息僅為一般性參考規范，請參照具體的實際建筑規范。

輕型木結構過梁

過梁是窗戶、門和其他開孔上水平放置的梁，用來將開孔上方的垂直負載壓力傳遞到周圍的墻骨上。

在承重墻中，過梁可以是同墻骨等寬的實木，或者是兩條以上的38mm(2" nom.)厚的木材。木材放置在邊緣或用隔離物隔開，使得過梁同墻骨等寬。

對于大型開口和負載來說，平行積成材、膠合層積材，單板層積材是理想的材料，因為它們高的強度和尺寸比。

在地基上連接基木板， 開始一層地板平臺的安裝

基木板的尺寸是38 x 89mm (2" x 4" nom.)， 或大的板材平放在地基上。它是結構的基礎，連接基礎和上部結構。對于住宅建筑，緊固件通常是12.7mm (1/2")直徑的錨栓，打入基礎中心距為22.4m (8')或更小，可以使基木板穩固。

對于大的建筑， 向下的裝置應進行工程計算來抵抗由于刮風和地震產生的向上和剪切力。錨栓要澆注到混凝土基礎里，或者在混凝土澆注后安裝緊抓類錨栓

不推薦在混凝土初凝開始后插入錨栓，因為對錨栓的握力不確定。

如果在澆注后安裝，基木板可以在沙漿上放置水平。如果基礎是水平的，不需要沙漿，基礎和基木板的連接用填縫劑防止空氣和水氣的進入。否則，在混凝土和基木板之間使用墊圈。在北美的一些地區，基木板一定要進行防腐處理，防止白蟻的侵蝕。

輕型木結構橫梁

在托梁無法在墻體間充分伸展的情況下，橫梁能夠為地板和屋頂托梁提供中間支持。桁條可以是實心木、組合板材、膠合層積材、平行積成材(PSL)，單板層積材(LVL)，或者是其他各種能滿足工程需要的建筑材料。

在地平面或地平面以下的混凝土或磚石結構中的木梁至少應在各垂直表面上留有12mm的空間，以便于空氣流通。為了保持下部干燥的需要，如果在木梁和地面之間有最小空隙，那么木梁在構筑時應使用聚乙烯、墊圈或類似材料同混凝土隔離開。

輕型木結構擱柵

擱柵最常用的是規格材和預制木制工字型擱柵。平行弦輕架桁架、平行積成材(PSL)、單板層積材(LVL)和膠合層積材(glulam)也可以使用。如果對強度有特別的要求，例如在開孔周圍，這些材料特別有效。

撓度是一項擱柵的重要的設計標準。撓度關系到用戶接受度，在計算擱柵的跨度表時也需要考慮撓度。下列幾種方法可以提高擱柵的負載分配，并由此降低撓度。

捆扎住擱柵的下緣、或者支撐、交叉支撐住擱柵以提供側面支持。這些一般都安裝在擱柵的跨距中部或三分之一處。

使用粘合劑和扣件將地板覆層和擱柵連接起來，由此提高覆層和擱柵之間的混合作用。擱柵間距和覆層厚度如下表所示。

典型的擱柵間距和覆層厚度

備注:覆層厚度和支撐間距隨實際中的建筑規范有所變化。該信息僅為一般性參考標準，請參照具體的實際建筑規范。

輕型木結構其他材料

在某些居所中，在木地板上可以加裝一層混凝土或石膏質殼以增強聲響效果。

經常使用的是38mm(1-1/2")厚度，而且必須設計所有頂部以下的材料，以適應額外附加的混凝土靜負載。

輕型木結構孔洞槽口

可能需要在擱柵上鉆洞或切出槽口，以鋪設電線、管道和其他服務設施。

設計師應根據合適的建筑規范設計孔洞的大小。如果孔洞的大小受限，而且位于擱柵的深度中心附近-這里彎曲應力最小-那么打孔取出的材料不能影響到板材的強度。

所有在預制木制工字型擱柵中的開孔，都應參照制造廠家提供的信息，其中應明確說明可允許的孔洞大小和位置。

懸挑

地面擱柵可以建成懸臂式向外延伸，以支撐窗臺或額外的地面面積。

向外延伸的懸臂部分不能支持其他樓層的地面負載，除非通過計算證明并沒有超過懸臂擱柵的設計承載壓力。

輕型木結構承重框架

輕型木結構包括相連的有覆面板的承重木框架構件組成建筑物部分，如地板，墻體，屋頂，和特別的建筑系統，如剪力墻，隔膜板，承重墻，和永久木基礎。

框架構件，以墻骨，擱柵，和椽的形式對于垂直和橫向覆面板提供加固和支持，而且是主要的承重構件，傳遞載荷到基礎。這些構件而且從連接的覆面板上通過混合作用得到強度

框架需要輕型構件間隔300或600mm之間，而且通過這樣做可以分散載荷，強度低的構件通過覆面板的緊密連接將載荷傳遞到載荷高的構件。這樣，全部的載荷不是由一個構件承擔，而是由所有構件共同承擔。

輕型木結構有多種主要的結構構件。

規格材

輕形框架木桁架

單板層積材(LVL)

預制木工字梁

平行木片膠合木(PSL)

層板膠合木

LVL，PSL和層板膠合木，雖然通常用在大尺寸的梁柱結構上，也經常用在框架結構中需要橫梁的地方。

對于住宅應用，大部分北美建筑規范提供跨度表，可以依據來選擇地板和屋頂的合適強度和缺陷的構件。

對于大的建筑，構件必須要按照木產品的設計值來設計。

一般來講，墻骨級材是用做墻骨的(最多140mm(6英寸標定尺寸)厚)，2級材用于屋頂和地板。對于桁架，木材的等級是由桁架生產商選擇的。高等級可以在需要額外的強度，或者構件暴露需要更好的外觀時采用。

木材，窯干的或風干的，都應該在安裝的時候不超過19%的含水率，在適應平衡濕度水平的時候降低尺寸改變。達到這樣的含水率一種方式是要求窯干，會增加10-15%的成本，或者保證濕材有足夠的時間達到與干燥的材料相同的含水率。在任何情況下，都要保護木材在建造的過程中不受潮。

輕型木結構覆面固件

在輕型木結構中的覆面板，發揮加固，和強化承重構件的柱和梁的作用，并構成支撐外墻板，地板和屋頂材料建筑外殼。

覆面板在通過剪力墻和側向支撐抵抗側向力方面也發揮了關鍵的作用。

膠合板，定向刨花板(OSB)，和木板是很常用的框架結構的結構覆面板。厚木板的蓋板在梁柱結構中經常使用，因為梁柱結構的跨度比框架結構要寬。

膠合板和OSB覆面板，通常的尺寸是1200 x 2400mm (4' x 8')的板子，在墻體框架水平或垂直安裝。在板子間要留2mm的縫隙，考慮膨脹和防止板子彎曲。

如果水平安裝，垂直連接應當交錯開以提高墻的剛度。

有槽口的木板覆面板，舌榫或方口應當水平，垂直，或對角線安裝，所有的末端支撐，并且末端交錯提高額外的剛度。模板通常水平擺放來減少安裝時間和木材浪費，因為不需要進行角度切割。

輕型木結構緊固件

輕型框架需要很多小的緊固件，釘子，長釘，扒釘來連接構件，和連接覆面板到框架構件上。

有很多金屬緊固件，如托梁掛件，可以減少安裝的時間，和提高連接的強度。大部分輕型框架連接件用釘子來連接。

機械氣釘和射釘槍降低了在需要大量釘的勞動時間。

輕型框架是一種既有功能性又有多樣性的建筑方法。輕型框架結構可以理解為屋頂、樓板和墻壁平面，其具有以下功能：

結構 : 墻壁可以被設計成承重墻，以便將垂直荷載轉移至地基。也可以將墻壁設計成剪力墻以抵抗來自風及地震荷載的側向力，此兩種力與墻壁方向既垂直又平行。屋頂和樓板的設計可以承受建筑設計荷載，而且可以設計用作橫隔墻，從而抵抗變形。

強度 : 輕型框架良好的結構性能歸功于兩個主要因素：荷載分配及合成行為。荷載分配指的是當配件壓力過大時尚有可選的荷載轉移通道可供使用。合成行為指的是覆蓋層和緊固件對鋸木部件強度所起的作用。結果是輕型框架具有儲備強度和硬度。

外殼 : 用于提供剛性的覆蓋層材料同時還用作建筑物外殼、供外裝修附著其上。

保溫層和裝修 : 框架間的間距用來放置保溫層，而且框架用于安裝蒸汽隔層和內裝修。

框架結構可以預先制造。為了加速組裝速度，模塊可以很容易地在室內工作條件下預制、或者使用自動化用釘系統。此外，也可以在現場進行預制工作，即人工將面板單元抬升到位、或者在需要時用起重機將其抬升到位。

框架結構可用于使用小規模建筑技藝的大型建筑物。使用較大部件可以確保充分轉移較多壓力。以此方法，輕型框架結構也可以用于許多商業用途。

在屋頂和樓板上使用輕型框架桁架可允許大于20米(60英尺)的跨距。通過使用預制工字型擱柵、層積木(LVL)、平行積成木 (PSL)或膠合層積木可以實現長跨距。

使用現成規格材和平臺結構的立柱墻可以很容易地達到5米(16英尺)高，若需定制，高度更可高達7米(23英尺)。通過用木制工字型擱柵代替規格材墻骨，墻壁高度還可以擴大、或者在強風荷載為設計參數時可增加強度。此外，在特別需要留出空間的情況下，框架結構還可與梁柱結構一起使用。圖2顯示支撐框架墻以承受集中梁荷載的一種方法。

輕型框架即是將間距緊密的規格材部件和覆蓋層聯合使用，以形成一幢建筑物的結構基礎。此結構基礎可提供剛性、為內裝修和外包層提供支持、并為放置保溫材料留出空洞。

輕型框架是北美住宅建筑業最常見的方法。此建筑形式也可用于較大規模的商業和公共建筑物。例如，位于加拿大溫哥華的林木產品研究基地加拿大林產工業技術研究院(Forintek)，其占地9300平方米(100,000平方英尺)的辦公及實驗用建筑物即是大規模使用輕型框架結構的范例。

一幢住宅樓的墻壁通常可能為38 x 89毫米(名義尺寸為2 x 4英寸)、高度為2.4米(8英尺)，而Forintek建筑物的墻壁則由38 x 235毫米(名義尺寸為2 x 10英寸)的墻骨建成、從樓板到天花板的高度為5米(16英尺)。結果是：該幢建筑物的牢固程度足以滿足作為研究場所的嚴格要求。

在建造結構型構架時，輕型框架使用的是規格材(通常為38毫米(名義尺寸為2英寸)寬的鋸木、深度可高達286毫米(名義尺寸為12英寸))、以及尺寸相當的制成木制品。這些主要的結構部件與覆蓋層組件統一使用，從而為墻壁、樓板和屋頂提供剛性。一般來說，輕型框架部件間的間距不大于600毫米(2英尺)。

圖1 表示一個框架構件的典型排列對于某些承重結構而言，工程化木制品(如輕型框架桁架、預制木制工字型擱柵、或其它結構性產品如層積木(LVL)、平行積成木 (PSL)和膠合層積木)可能會用作框架組件。在需要有較大凈空的條件下，輕型框架部件可能會與重梁或柱聯合使用，以將荷載直接轉移至地基。

上圖顯示的是框架部件的典型排列方法。通過重復使用小部件和緊固件，框架結構形成了一種設計冗余，即：在主要荷載轉移通道失效時尚有其它通道可供使用。正因如此，框架結構不太可能突然失效，因此被認為是一種優良的建筑技藝，可以抵抗諸如地震和風力等情況。

編輯推薦 本書以建造輕型木結構住宅建筑為主線，按照輕型木結構住宅建筑施工的先后順序，以圖文并茂的形式，逐步向讀者深入描述了輕型木結構住宅建筑基礎工程、樓蓋工程、墻體工程、屋蓋工程和裝飾工程5個方面建造施工技術和細節。在敘述過程中，注重層次和銜接，強調實用性和先進性原則，力求體現建造施工類教科書的特點，集知識性、實踐性、指導性與創造性于一身，使讀者更系統、更全面地掌握木結構住宅建造施工技能。

第1章 概述

1.1 輕型木結構建筑簡介

1.2 輕型木結構設計方法

1.3 常用的建筑材料和產品

1.3.1 規格材

1.3.2 木基結構板材

1.3.3 工程木產品

1.3.4 常用連接件

1.4 輕型木結構設"para" label-module="para">

第2章 擱柵、椽條、主梁和過梁設計

2.1 概述

2.2 設計要求和方法

2.2.1 設計要求

2.2.2 設計方法

2.3 規格材選用表

第3章 墻骨柱和組合柱設計

3.1 概述

3.2 墻骨柱和組合柱設計方法

3.2.1 內墻墻骨柱

3.2.2 外墻墻骨柱

3.2.3 規格材組合柱

3.3 墻骨柱和組合柱選用表

3.3.1 內墻墻骨柱

3.3.2 外墻墻骨柱

第4章 連接設計

4.1 概述

4.2 螺栓和釘連接設計方法

4.2.1 木構件與木構件、木構件與鋼構件中螺栓和釘連接設計方法

4.2.2 木構件與混凝土螺栓連接設計方法

4.3 單個螺栓和釘抗剪承載力設計值選用表

第5章 樓蓋和屋蓋平面內荷載設計

5.1 概述

5.2 樓蓋和屋蓋設計

5.3 樓蓋和屋蓋設計選用表

第6章 剪力墻平面內荷載設計

6.1 概述

6.2 剪力墻設計

6.2.1 樓蓋和屋蓋水平荷載在剪力墻中的分配

6.2.2 剪力墻設計方法

6.3 剪力墻設計選用表

第7章 構造示意圖

7.1 概述

7.2 樓蓋構造示意圖

7.2.1 擱柵與擱柵的連接

7.2.2 樓蓋擱柵"para" label-module="para">

7.2.3 樓蓋擱柵間支撐的設置

7.2.4 木擱柵擱置在鋼筋混凝土結構上

7.2.5 樓蓋洞口

7.2.6 樓蓋懸挑

7.3 屋蓋構造示意圖

7.3.1 坡屋面椽條與屋脊梁的連接

7.3.2 椽條與外墻的連接

7.3.3 屋蓋洞口

7.3.4 屋蓋在山墻處懸挑

7.4 墻體構造"para" label-module="para">

7.4.1 墻體洞口上方過梁的做法

7.4.2 墻體轉角處的布置

7.4.3 木剪力墻與鋼筋混凝土基礎或樓蓋的連接

第8章 設計實例

8.1 結構設計總體介紹

8.2 結構計算過程

8.2.1 荷載計算

8.2.2 屋架計算

8.2.3 擱柵、梁和墻骨柱等構件計算

8.2.4 剪力墻抗側力計算

8.2.5 墻體與樓蓋和基礎的連接計算

附錄A 常用等截面單跨梁內力圖表和計算公式

附錄B 材料自重和常用結構組件重量表

附錄C 北美地區常用金屬連接件承載力設計值

附錄D 單位換算表

附錄E 輕型木結構設計施工總說明示例

參考文獻

致謝

本書主要以輕型木結構住宅建筑為對象，參考國外輕型木結構住宅建造技術，結合我國的木結構設計等相關規范，按照從輕型木結構住宅建筑的施工順序，從基礎工程、樓蓋工程、墻體工程、屋蓋工程和裝飾工程五個方面對輕型木結構住宅建造施工技術進行了全面而系統地詳述。本書不僅可以作為木結構建筑施工、驗收等相關單位部門的施工技術培訓用書，還可供土建院校教學參考。