🏠 BS 5268(编号写作 BS 05268)是英国木结构(structural use of timber)的国家标准系列,取代了早期实施规程 CP 112《木结构应用》。该系列以容许应力设计法(permissible stress design)为核心,规定了木结构构件的材料性能、设计方法、施工工艺、防火、防腐与跨度表等内容,长期是英国住宅、学校与工业木结构设计的权威依据。系列分为若干”部分(Parts)”与”节(Sections)”,本文基于可见分册(-2、-3、-4.1 等)与公开领域知识进行综述。
💡 注:本系列多数分册为扫描版本,依据公开领域知识撰写;可读分册(-2、-3、-4.1 等)提供了真实的范围与内容结构,以下综合可见内容与公开领域知识编写,文末附表列出系列全部 14 个分册。此外,英国现行建筑法规已部分转向 BS EN 1995(Eurocode 5 木结构),BS 5268 作为历史标准仍用于既有结构验算与参考用途。
一、标准适用范围与基本框架 📌
BS 5268 适用于各类木结构:梁、柱、屋架、楼盖、木骨架墙、桁架屋顶、踢脚/支撑等。第 2 部分(容许应力设计、材料与施工)是核心分册,规定了木材分级、强度等级(strength classes)、容许应力(permissible stresses)与弹性模量、各类构件的设计方法(受弯、受压、受拉、受剪)、钉联接与螺栓联接、胶合木与胶合板设计等;第 3 部分规定桁架屋顶(trussed rafter roofs)的设计与施工。
系列还包含第 4 部分(木结构防火,含 4.1 节”构件防火计算与炭化速率”)、第 5 部分(防腐处理)、第 6 部分(木骨架墙、楼盖与屋盖体系)、第 7 部分(跨度表)等。各分册由英国木材协会与技术委员会协调制定,体系完整。
⚠️ BS 5268 基于”容许应力设计”,与新一代的 Eurocode 5(BS EN 1995)采用”极限状态设计+分项系数”思路不同。新建工程在英国正逐步按 BS EN 1995 执行;两者结果的直接换算需谨慎,不能简单套用系数。
二、系列构成与主要分部 🔧
| 分册 | 主要内容 |
| BS 5268-2(2002) | 容许应力设计、材料与施工(核心分册:分级、强度等级、构件设计、连接) |
| BS 5268-3(2006) | 桁架屋顶(trussed rafter roofs)设计与施工实施规程 |
| BS 5268-4.1(1978) | 结构防火(第 4 部分第 1 节:构件防火设计与炭化速率) |
| BS 5268-4.2(1990) | 结构防火(第 2 节:木结构防火要求补充) |
| BS 5268-5(1989) | 防腐处理(木材防腐剂与处理工艺) |
| BS 5268-6.1(1996) | 木骨架墙、楼盖与屋盖(第 1 节) |
| BS 5268-6.2(2001) | 木骨架墙、楼盖与屋盖(第 2 节:构件与连接细节) |
| BS 5268-7.1~7.7(1989-1990) | 跨度表系列:不同用途(楼盖梁、屋架、桁架等)的构件跨度与截面参考表 |
三、关键技术要求 🔥
容许应力设计法的核心技术要点包括:
- 材料与分级(-2):规定木材含水率、节疤与缺陷的分级(如强度分级、目测分级/机械分级),由强度等级与树种给出容许应力(顺纹抗弯、抗压、抗拉、抗剪)与弹性模量。
- 构件设计:受弯构件(梁)检查弯曲、剪切与挠度;受压构件(柱)考虑长细比与失稳;受拉与组合构件按容许应力校核,并考虑脱水翘曲。
- 连接设计:钉、螺栓、木销、齿板连接件的承载计算与布置,含抗腐蚀处理要求;胶合木与胶合板的端接、叠层设计。
- 防火设计(-4.1):以”有效剩余截面”法计算火灾下构件承载——按规定的表面炭化速率扣除炭化层厚度,验算剩余截面的承载力与耐火时间。
- 含水率与施工:施工期木材含水率控制、防腐处理(-5)、含水率对强度与尺寸稳定性的影响,以及支撑与连接的手工/机械作业质量。
🚨 木材是燃烧材料,防火设计与施工必须落实:承重构件的耐火时间(按 -4.1 的炭化计算)与分隔构件的防火等级须满足建筑法规;防腐处理(-5)须使用合规防腐剂,并注意其对人体的安全与对环境的合规。
四、工程实践应用 🛠️
- 🔍 设计与验算:以 -2 为梁柱屋架提供容许应力设计,以 -7 跨度表快速选截面,以 -4.1 进行防火校核。
- 🔧 施工控制:按 -3 桁架屋顶的支撑、搁置与连接要求施工;按 -6 组织木骨架墙、楼盖与屋盖体系。
- 📊 既有结构评估:老建筑木结构防灾、改造与加固时,用 BS 5268 的容许应力方法复核剩余承载力。
- 📋 材料管理:木材进场的分级、含水率检测、防腐处理记录与可追溯,配合施工验收。
五、常见问题解答 ❓
❓ 问:BS 5268 与 BS EN 1995(Eurocode 5)如何选择?
答:英国新建结构正逐步采用 BS EN 1995 极限状态设计;BS 5268 作为传统容许应力法标准,仍用于既有结构验算、教学与历史项目。两者不可直接互换系数。
❓ 问:容许应力(permissible stress)与极限状态设计有何区别?
答:容许应力法把材料强度除以单一安全系数得到”容许应力”,荷载作用下的计算应力不得超过它;极限状态设计法则分别取荷载与材料的分项系数,更精细地处理不确定度。
❓ 问:为何防火要按炭化速率计算?
答:火灾中木材表面按近似恒定的速率炭化,炭化层丧失强度但起热障作用;-4.1 用”有效剩余截面”法扣除炭化层,验算剩余截面的耐火承载力,从而评定耐火时间。
🔍 问:跨度表(第 7 部分)如何使用?
答:按用途(梁、屋架、桁架、搁栅)与荷载条件查表得到最大跨度与最小截面,作为初步设计;特殊荷载与复杂支撑仍需按 -2 进行完整验算。