一、木材的特点和适用范围
木结构(timberstructure)是指以木材为主制作的结构。
由于我国树木分布广泛，易于取材;木材采伐和加工方便，同时质轻且强，所以木材很早就被用来建造房屋与桥梁。但是，由于术材存在着各向异性、天然缺陷(木节、斜纹、髓心、裂缝等)、易腐、易蛀和易裂等缺点，对木结构的结构形式、节点连接，施工质量以及使用期维护都有比较高的要求，以保证木结构有足够的可靠性和耐久性。
木结构生长速度缓慢，而木材资源有限，因此，建造木结构除了做到保证安全和人体健康以外，还要合理利用木材，大力发展人工林，改变过去对生态保护重视不够，森林资源破坏严重的情况，促进我国木结构健康地可持续性发展。
承重木结构应在正常温度和湿度环境中项房屋结构和构筑物中使用。凡处于下列生产和使用条件的情况，不应采用木结构：
(1)极易引起火灾的;
(2)受生产性高温影响，木材表面温度高于50℃的;
(3)经常受潮且不易通风的。
二、木材的分类
木结构用的木材分为针叶材和阔叶材。主要承重构件宜采用针叶材，重要的木质连接件应采用细密、直纹、无节和无其他缺陷且耐腐蚀的硬质阔叶材。
承重木结构用的木材，按照其材质，从好到坏可分为I、II、III级，设计时应根据受力的种类进行选用：受拉或拉弯构件材质等级选用I级;受弯或压弯构件材质等级选用II级;受压构件及次要受弯构件材质等级选用III级。承重结构木材材质标准参见《木结构设计规范》(GB50005-2003)(本节以下简称《规范》)附录A。
木结构用材按使用截面的不同，可分为原木、锯材和胶合材。
(1)原木(log)是指伐倒并除去树皮、树枝和树梢的树干。
(2)锯材(sawnlumber)是指由原木锯制而成的任何尺寸的成品材或半成品材。锯材又分方木(squaretimber)、板材(plank)和规格材(dimensionlumber)。方木是指直角锯切且宽厚比小于3的，截面为矩形或正方形的锯材。板材是指宽度为厚度3倍或3倍以上的矩形锯材。规格材是指按轻型木结构设计的需要，木材截面宽度和高度按规定尺寸加工的规格化木材。
(3)胶合材(gluedlunber)是指以木材为原料通过胶合压制而成的柱型材和各种板材的总称。
三、木材的物理性能
1.木材的含水率
木材的含水率对木材强度有很大的影响，随含水率的增加木材强度降低。当含水率达到纤维饱和点时，木材的强度不再降低。含水率对受压、受弯、受剪及承压强度影响较大，而对受拉强度影响较小。
按照含水率大小，木材可分为干材(含水率小于18%)、半干材(含水率等于18%一25%)和湿材(含水率大于25%)。《规范》规定，在制作构件时，木材的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%，同一构件各层木板间的含水率差别不应大于5%。
2.木材的湿胀、干裂与翘曲
当木材的含水率在纤维饱和点以下变化而引起木材的湿胀或干裂时，其尺寸变化的规律是相似的。由于干缩会引起开裂和翘曲，对于木结构的工作影响较大，因此木结构的干缩更需要引起重视。
原木或带髓心的方木在干燥过程中开裂的原因主要有两种：
(1)环向的收缩受到径向的约束，沿年轮产生的环向拉应力;
(2)木材外层的水分蒸发速度比内层快，其收缩变形受到内层的阻碍时，亦产生环向拉应力。上述两种原因产生的拉应力之和，超过了木材的抗拉强度时，即由外向内发生开裂。木材端部水分蒸发较快，常形成严重的端裂，应设法预防。
对于板材而言，在干燥过程中，环向和径向两个方向的干缩率不同，不会致使开裂，若任其自由变形，则发生翘曲。
3.木材的缺陷
天然生长的木材不可避免的会存在一些缺陷。对木材影响最大的缺陷是腐朽和虫蛀，这是任何等级的木材都绝对不允许的。对木材强度有影响的缺陷还包括：木节、斜纹、裂缝和髓心。
木结构的构件连接是木结构的重要内容之一，包括连接形式、连接构造和连接计算三部分内容。常用的木结构连接形式包括两大类：齿连接和螺栓连接。
一、齿连接
1.连接形式
齿连接是通过构件与构件之间直接抵承传力，所以齿连接只应用在受压构件与其他构件连接的结点上。齿连接有单齿连接与双齿连接，如图7一6(a)、(b)所示。
2.构造要求
(1)齿连接的承压面，应与所连接的压杆轴线垂直;
(2)单齿连接应使压杆轴线通过承压面中心;
(3)木绗架支座结点的上弦轴线和支座反力的作用线，当采用方木或板材时，宜与下弦净截面的中心线交汇于一点;当采用原木时，可于下弦毛截面的中心线交汇于一点，此时，刻齿处的截面可按轴心受拉验算;
(4)齿连接的齿深，对于方木不应小于20mm，对于原木不应小于30mm;
(5)绗架支座结点齿深不应大于h/3，中间结点的齿深不应大于h/4(h为沿齿深方向的构件截面高度);
(6)双齿连接中，第二齿的齿深hc应比第一齿的齿深hc，至少大20mm，单齿和双齿第一齿的剪面长度不应小于4.5倍齿深;
(7)当采用湿材制作时，木析架支座节点齿连接的剪面长度应比计算值加长50mm;
(8)析架支座节点采用齿连接时，必须设置保险螺栓，其方向与上弦轴线垂直，但不考虑保险螺栓与齿的共同作用。
3.单齿连接计算
(1)按木材承压：
式中fca―木材斜纹承压强度设计值，N/mm2，按《规范》第4.2.6条确定;
N―作用于齿面上的轴向压力设计值，N;
Ac―齿的承压面面积，mm2。
(2)按木材受剪：
式中fv―木材顺纹抗剪强度设计值，N/mm2;
V一作用于剪面上的剪力设计值，N;
lv―剪面计算长度，?，其取值不得大于齿深hc的8倍;
bv―剪面宽度，mm;
咖―沿剪面长度剪应力分布不匀的强度降低系数，按《规范》表6.1.2
采用。
4.双齿连接计算
(1)双齿连接的承压，仍按照(7-13)计算，Ac取两个齿承压面之和。
(2)双齿连接的受剪，仍按照(7-14)计算，此时全部剪力V均由第二齿面承受，且lv≤10hc。
(3)双齿连接沿剪面长度剪应力分布不匀的强度降低系数ψv按《规范》表6.1.3采用。
5.保险螺栓计算
当析架支座采用齿连接时，必须设置保险螺栓。其承受之拉力Nb由上弦轴力设计值N和上下弦的夹角a按下式计算：
式中Nb―保险螺栓所承受的轴向拉力，N;
N一上弦轴向压力设计值，N;
a―上弦与下弦的夹角，°。
二、螺栓连接和钉连接
1.连接形式
(1)螺栓连接和钉连接有单剪连接和双剪连接两种，如图7一7(a)、(b)所示;
(2)螺栓连接和钉连接排列有两纵行齐列和错列两种，如图7-8(a)、(b)所示。
2.构造要求
连接木结构的最小厚度规定按表7-1取值;
(2)螺栓排列的的最小问距按表7-2取值，
(3)钉排列的的最小间距按表7-3取值。
3.单齿连接计算
(1)当木结构最小厚度符合表7-1规定时，螺栓连接或钉连接顺纹受力的每一剪面的连接承载力值按下式确定：
式中Nv一螺栓或钉连接每一剪面的承载力设计值，N;
fc―木材顺纹承压强度设计值，N/mm;
d―螺栓或钉的直径，mm;
Kv―螺栓或钉连接设计承载力计算系数，按照《规范》表6.2.2采用。
(2)当木结构最小厚度不能满足表7-1规定时，则每一剪面的承载力设计值除了Nv按式(7-16)计算外，且不得大于0.3cdΨ2αfc，Ψα按照《规范》表6.2.4采用。
(3)若螺栓的传力方向与构件木纹成“角度时，按式(7-16)计算的每一剪面的承载力设计值应乘以木材斜纹承压的降低系数Ψα，Ψα按照《规范》表6.2.4采用。钉连接可不考虑斜纹承压的影响。
(l)木结构设计应符合下列要求：
l)木材宜用于结构的受压或受弯构件，对于在干燥过程中容易翘裂的树种木材用作析架时宜采用钢下弦;若采用木下弦，对于原木，其跨度不宜大于15m，对于方木不应大于12m，且应采取有效措施防止裂缝危害;
2)木屋盖宜采用外排水，若必须用内排水时，不应采用木质天沟;
3)应积极创造条件采用胶合木构件或胶合木结构;
4)必须采取通风和防潮措施，以防木材腐朽和虫蛀;
5)合理减少构件截面的规格，以符合工业化生产的要求;
6)应保证木结构，特别是钢木析架在运输和安装过程中的强度、刚度和稳定性;
7)地震区设计木结构，在构造上应加强构件之间、结构与支撑物之间的连接，特别是刚度差别较大的两部分或两个构件之间的连接必须安全可靠。
(2)在可能造成风灾的台风地区和山区风口地段，木结构的设计应采取有效措施，以加强建筑物的抗风能力。尽量减小天窗的高度和跨度;采用短出檐或封闭出檐;瓦面宜加压砖或坐灰;山墙采用硬山;檩条与析架(或山墙)、朽架与墙(或柱)、门窗框与墙体等的连接均应采取可靠锚固措施。
(3)抗震设防烈度为8度和9度地区设计木结构建筑，可根据需要采用隔震、消能设计。
(4)在结构的同一结点或接头中有两种或多种不同的连接方式时，计算时应该考虑一种连接传递内力，不得考虑几种连接的共同工作。
(5)杆系结构中的木结构，当有对称削弱时，其净截面面积不应小于构件毛截面面积的50%;当有不对称削弱时，其净截面面积不应小于构件毛截面面积的60%。
(6)受弯构件的受拉边，不得打孔或开设缺口。
(7)圆钢拉杆和拉力螺栓的直径，应按计算确定，但不宜小于12mm。
(8)析架的圆钢下弦、三角形析架跨中竖向钢拉杆、受振动荷载影响的钢拉杆以及直径等于或大于20mm的钢拉杆和拉力螺栓，都必须采用双螺帽。
(9)木结构的钢材部分，应有防锈措施。
(10)在房屋或构筑物建成后，应按《规范》附录D对木结构进行检查和维护。对于用湿材或新利用树种木材制作的木结构，必须加强使用前和使用后第1~2年内的检查和维护工作。
