EN 1995（Eurocode 5: Design of Timber Structures）是欧码体系中关于木结构设计的标准，规定了实木（Solid Timber）、胶合层合木（Glulam / GL）和CLT（正交胶合木）等木基结构产品的设计方法。在全球碳中和背景下，木结构作为绿色建材受到越来越多的关注。
一、三大核心分项
EN 1995-1-1
一般规则与建筑规则
材料性能 · 截面设计 · 连接件 · 稳定性 · 正常使用
EN 1995-1-2
结构防火设计
炭化速率 · 耐火极限 · 火灾下承载力验算
EN 1995-2
桥梁
木桥 · 人行桥 · 车行桥 · 防护处理
二、木材强度等级体系
| 等级 | 抗弯 fm,k (MPa) | 顺纹抗压 fc,0,k (MPa) | 顺纹抗拉 ft,0,k (MPa) | 典型树种 |
|---|---|---|---|---|
| C14 | 14 | 16 | 8 | 杨木、云杉 |
| C18 | 18 | 18 | 11 | 松木 |
| C24 | 24 | 21 | 14 | 欧洲落叶松 |
| C30 | 30 | 23 | 16 | 高强度结构用 |
| C40 | 40 | 27 | 18 | 高强度针叶材 |
| C50 | 50 | 30 | 21 | 特种高强材 |
胶合层合木（Glulam / GL）等级
| 等级 | 抗弯 fm,g,k (MPa) | 顺纹抗拉 ft,0,g,k (MPa) | 说明 |
|---|---|---|---|
| GL24h | 24 | 16.5 | 同质胶合木（homogeneous） |
| GL28h | 28 | 19.5 | 同质胶合木 |
| GL32h | 32 | 22.5 | 同质胶合木，高强度 |
| GL36h | 36 | 25.5 | 同质胶合木，超高强度 |
三、核心设计公式
受弯构件抗弯承载力（EN 1995-1-1 §6.1.6）
σm,d = M d / W ≤ fm,d （fm,d = kmod · fmk / γM）
组合系数 kmod（木材特有的材料系数）
kmod = f(LV,dry) / γM 或 kmod = f(LV,wet) / γM（持续荷载取0.6~0.7）
木材 vs 钢材：关键差异
| 特性 | 木材（EN 1995） | 钢材（EN 1993） |
|---|---|---|
| 各向异性 | 顺纹/横纹方向差异大 | 各向同性 |
| 安全系数 γM | 1.3（标准）/ 1.4（特殊） | 1.0~1.25 |
| 含水率影响 | 显著（湿度变化→变形） | 可忽略 |
| 徐变系数 φ | 0.6~2.0（长期变形显著） | 可忽略 |
| 截面折减 | 腐朽/开裂/虫蛀折减 | 锈蚀折减 |
四、连接件设计
木结构节点是薄弱环节，EN 1995-1-1 第8章规定了多种连接件的设计方法：
钉连接
Nailed Joints
圆钉/螺钉，广泛用于轻型木结构，需防锈处理
螺栓/销连接
Bolted / Dowelled
承载力高，需验算木材横纹承压
木结构胶合
Adhesive Joints
工厂预制，承载力高，需控制工艺
金属板连接件
Metal Plate Fasteners
齿板/钢板，用于胶合木节点
自攻螺钉
Self-tapping Screws
高承载力，广泛应用于现代木结构
植筋连接
Dowel-type Fasteners
木材-木材/木材-钢材连接
五、稳定性验算
整体稳定
（侧向屈曲）
+
（侧向屈曲）
局部稳定
（板件屈曲）
+
（板件屈曲）
横纹承压
验算
验算
| 稳定问题 | 验算条款 | 折减方法 |
|---|---|---|
| 受压构件屈曲 | §6.3.2 | kc,y / kc,z（屈曲系数） |
| 受弯构件侧向屈曲 | §6.3.3 | kc,m（临界弯矩折减） |
| 横纹承压 | §6.1.5 | kh（孔型系数）、kc,90（角度系数） |
六、正常使用极限状态
木结构对变形敏感，需验算挠度：
| 构件类型 | 准永久组合 winst | 说明 |
|---|---|---|
| 悬臂梁 | ≤ l/300 | 自重+可变荷载 |
| 简支梁（屋盖） | ≤ l/250 | 自重+可变荷载 |
| 简支梁（楼盖） | ≤ l/250 | 含装饰吊顶 |
| 含敏感装饰的梁 | ≤ l/350 | 防止装饰开裂 |
| CLC楼板 | ≤ l/300 | 振动控制严格 |
七、现代木结构：CLT与工程木
EN 1995 与现代工程木产品
- ▶ CLT（正交胶合木 Cross-Laminated Timber）：虽未在EN 1995正文中详述，但可按EN 1995原则设计，需参考欧洲技术认可（ETA）
- ▶ LVL（单板层积材 Laminated Veneer Lumber）：按EN 1995-1-1原则设计，需厂家提供强度值
- ▶ PSL（平行木片胶合条 Parallel Strand Lumber）：同LVL处理方式
- ▶ 阻燃处理木材：需满足 EN 13501-1 防火分级，配合 EN 1995-1-2 使用
八、与中国木结构规范对比
| 对比项目 | EN 1995 | GB 50005 |
|---|---|---|
| 强度等级 | C14~C50（针叶材），GL24h~GL36h（胶合木） | TC11~TC40（国产材） |
| 设计方法 | 极限状态设计（分项系数法） | 容许应力设计（早期）+ 极限状态（2017版） |
| 连接件 | 多种（钉/螺栓/木销/胶），计算公式完整 | 钉连接为主，螺栓次之 |
| 安全系数 | γM = 1.3（干态）/ 1.4（湿态/特殊） | 材料分项系数类似 |
| 木结构防火 | EN 1995-1-2，炭化速率验算 | GB 50016 建筑防火设计 |
| CLT/工程木 | 有ETA认可体系支撑 | 尚在发展，参考欧标 |