木材容許應力之規範
無論木材或其他材料，當作為構成建築物之主體時，因會持續承受來自屋體、承載物等之長期載重，將因潛變作用而增加材料之變形量，終致使材料之破壞，故在進行建築物強度設計時，應考量載重持續時間之影響，並根據現行施工規範中容許應力度相關之規定進行結構體設計，以確保安全性。在內政部營建署（2003）木構造物建築物設計及施工技術規範第四章之內容中，即有針對木質材料之容許應力進行相關規範，其中將常用於結構用途之木材分類為針葉樹4類及闊葉樹3類，共7類樹種群（表1）。各樹種群所對應之各項基準強度參考自日本建築學會（1995）之資料（表2），該數值係由無缺點小試體之試驗所得，做為本施工技術規範中各樹種群之容許應力推導之參考值。短期容許應力（SF）及長期容許應力（LF）推導方式係根據表2之基準強度值，採用下式（1）及（2）之公式進行計算。
表1、常用樹種分類。節錄自木構造建築物設計及施工技術規範之第四章節
| 針闊葉樹別 | 類別 | 樹種 |
| 針葉樹 | I類 | 花旗松、俄國落葉松 |
| II類 | 羅漢松、扁柏、羅森檜、南方松1 | |
| III類 | 赤松、黑松、落葉松、鐵杉、北美鐵杉、南方松1、世界爺 | |
| IV類 | 冷杉、蝦夷松、椵松、朝鮮松、柳杉、西部側柏、雲杉、杉木、臺灣杉、放射松 | |
| 闊葉樹 | I類 | 檻木 |
| II類 | 栗木、櫟木2、山毛櫸2、櫸木、油脂木、冰片樹、硬槭木 | |
| III類 | 柳桉 | |
| 備註1：硬木類之南方松歸屬II類，軟木類之南方松歸屬III類。 備註2：櫟木、山毛櫸之平均年輪寬在1 mm以上 | ||
表2、各數種群之基準強度值（單位：kgf/cm2）。（日本建築學會，1995）
| 樹種 | 抗壓強度 | 抗彎強度 | 抗剪強度 | 彈性模數(×103) | |
| 針葉樹 | I類 | 450 | 800 | 90 | 100 |
| II類 | 425 | 750 | 80 | 90 | |
| III類 | 400 | 700 | 80 | 80 | |
| IV類 | 350 | 650 | 70 | 70 | |
| 闊葉樹 | I類 | 550 | 1100 | 160 | 100 |
| II類 | 430 | 850 | 110 | 80 | |
| III類 | 410 | 750 | 70 | 70 | |
SF = 0F × 2/3 × α （1）
LF = β × SF （2）
上式中，0F表示對於該樹種之基準強度平均值（表2之值），乘上變異係數4/5後所得之值，各樹種群所帶入之0F如表3所示，惟上等結構材之抗剪應力者，是直接以基準強度當作0F。而係數2/3則表示在壓縮、抗彎試驗中，比例限度應力對破壞強度之比例，惟抗拉、抗剪者係具有破壞強度之2/3的係數，可視為對於破壞額外具有1.5倍之安全率之考量。係數α與β之部分，α代表缺點所引起的折減係數，在抗彎與抗壓應力方面，普通結構材的場合各取0.45及0.62代入；在上等結構材的場合則各取0.56及0.75代入，而對於抗剪應力，α則取0.5代入。β則代表長期容許應力對於短期容許應力之比例，一般取0.5代入，即表示短期容許應力為長期容許應力之2倍。另一方面，抗拉容許應力值可直接以抗彎容許應力值乘以0.60倍表示，該係數係參考日本建築學會（1995）之資料，以柳杉正角材（針葉樹IV類）經一連串之實體抗彎、縱向抗拉試驗後所得之5%分位值（95%下限水準值），求得兩者之比例為0.64倍，並修整為0.60倍而得，而針葉樹II類與III類則沿用相同之係數進行計算，惟I類者因考量到其縱向抗拉之破壞型態相當脆性，故與II類者之值相同。內政部營建署（2003）所規範之各樹種群普通結構材與上等結構材之詳細容許應力值可參考表4及表5之內容。
表3、各樹種群之0F值（單位：kgf/cm2）
| 樹種 | 抗壓強度 | 抗彎強度 | 抗剪強度 | |
| 針葉樹 | I類 | 360 | 650 | 70 |
| II類 | 340 | 600 | 65 | |
| III類 | 310 | 560 | 65 | |
| IV類 | 290 | 520 | 55 | |
| 闊葉樹 | I類 | 440 | 880 | 130 |
| II類 | 340 | 680 | 90 | |
| III類 | 330 | 600 | 55 | |
| 備註：上等結構材之抗剪容許應力，0F係直接取表2之抗剪基準強度值進行計算。 | ||||
木材容許應力之推導方法例（以針葉樹IV類為例）
內政部營建署（2003）所規範之各樹種群普通結構材與上等結構材之詳細容許應力值可參考表4及表5之內容，其推導之過程如下列所示，本文章之推導例係針對針葉樹IV類者進行演示。
一、抗壓長期容許應力（LFc）
普通結構材：LFc = β × SFc = β × 0Fc × 2/3 × α = 0.5 × 290 × 2/3 × 0.62 = 59.9 → 60 (kgf/cm2)
上等結構材：LFc = β × SFc = β × 0Fc × 2/3 × α = 0.5 × 290 × 2/3 × 0.75 = 72.5 → 75 (kgf/cm2)
二、抗彎長期容許應力（LFb）
普通結構材：LFb = β × SFb = β × 0Fb × 2/3 × α = 0.5 × 520 × 2/3 × 0.45 = 78 → 75 (kgf/cm2)
上等結構材：LFb = β × SFb = β × 0Fb × 2/3 × α = 0.5 × 520 × 2/3 × 0.56 = 97 → 95 (kgf/cm2)
三、抗剪長期容許應力（LFs）
普通結構材：LFs = β × SFs = β × 0Fs × 2/3 × α = 0.5 × 55 × 2/3 × 0.5 × 1/1.5 = 6.1 → 6 (kgf/cm2)
上等結構材：LFS = β × SFs = β × 0Fs × 2/3 × α = 0.5 × 70 × 2/3 × 0.5 × 1/1.5 = 7.8 → 7 (kgf/cm2)
四、抗拉長期容許應力（LFt）
普通結構材：LFt =0.6 × LFb = 0.6 × 75 = 45 (kgf/cm2)
上等結構材：LFt =0.6 × LFb = 0.6 × 95 = 57 → 55 (kgf/cm2)
表4、普通結構材纖維方向之容許應力（單位：kg/cm2）。節錄自木構造建築物設計及施工技術規範之第四章節
| 樹種 | 長期容許應力 | 短期容許應力 SF | ||||
| LFc | LFt | LFb | LFs | |||
| 針葉樹 | I類 | 75 | 55 | 95 | 8 | 長期容許應力之2倍 |
| II類 | 70 | 55 | 90 | 7 | ||
| III類 | 65 | 50 | 85 | 7 | ||
| IV類 | 60 | 45 | 75 | 6 | ||
| 闊葉樹 | I類 | 90 | 80 | 130 | 14 | |
| II類 | 70 | 60 | 100 | 10 | ||
| III類 | 70 | 50 | 90 | 6 | ||
| 備註：氣乾比重在0.3以下之柳杉、杉木、臺灣杉取表中之值的70%。 | ||||||
表5、上等結構材纖維方向之容許應力（單位：kg/cm2）。節錄自木構造建築物設計及施工技術規範之第四章節
| 樹種 | 長期容許應力 | 短期容許應力 SF | ||||
| LFc | LFt | LFb | LFs | |||
| 針葉樹 | I類 | 90 | 65 | 120 | 10 | 長期容許應力之2倍 |
| II類 | 85 | 65 | 110 | 9 | ||
| III類 | 80 | 60 | 105 | 9 | ||
| IV類 | 75 | 55 | 95 | 7 | ||
| 備註：CNS 444闊葉樹製材分等列為上等材且無闊葉樹特有缺點（脆心材等）之樹種，取表4中所對應樹種之值的1.25倍。 | ||||||
文章提供：楊德新 教授