一級建筑師輔導(dǎo)精選之建筑材料與構(gòu)造(24)

　　二、木材的物理力學(xué)性質(zhì)

　　(一)密度與表觀密度

　　木材的密度各樹種相差不大,一般在1. 48-1. 56g/cm3之間。木材的表觀密度則隨 木材孔隙率、含水量及其他一些因素的變化而不同,一般有氣干表觀密度、絕干表觀密度 和飽水表觀密度之分。木材的表觀密度越大,其濕脹干縮率也越大。處于氣干狀態(tài)下的木 材表觀密度平均約為500kg/m3。

　　(二)含水率和吸濕性

　　木材的含水率是指木材所含水的質(zhì)量占干燥木材質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。含水率的大小對木材 的濕脹干縮性和強度影響很大。新伐木材的含水率常在35%以上;風(fēng)干木材的含水率為 15%-25% ;室內(nèi)干燥木材的含水率為8%-15%。

　　木材中所含水分可分為自由水、吸附水和結(jié)合水三種。自由水的變化只影響木材的表 觀密度、燃燒性和抗腐蝕性,而吸附水的變化是影響木材強度和脹縮變形的主要因素,結(jié) 合水在常溫下不發(fā)生變化,對木材性質(zhì)元影響。當(dāng)木材中無自由水,而細(xì)胞壁內(nèi)充滿吸附 水并達到飽和時的含水率稱為纖維飽和點。纖維飽和點是木材物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的轉(zhuǎn) 折點,其值隨樹種不同而異,通常介于25%-35%之間,平均值約為30%。 木材的吸濕性是雙向的,其含水率隨環(huán)境溫度和濕度而變化。當(dāng)木材長時間處于一 定溫度和濕度的環(huán)境中時,其含水率會趨于穩(wěn)定,此時的含水率稱為木材的平衡含水率。

　　(三)濕脹與干縮變形

　　木材的纖維細(xì)胞組織構(gòu)造使木材具有顯著的濕脹干縮變形特性。木材發(fā)生濕脹干縮變形的規(guī)律是:當(dāng)木材含水率在纖維飽和點以下時,隨著含水率的增大,木材體積產(chǎn)生膨脹;相反亦然。而當(dāng)木材含水率在纖維飽和點以上變化時,只是自由水增加,而木材的質(zhì)量,體積不發(fā)生改變。

　　同一木材中,弦向脹縮變形最大,徑向次之,縱向最小。

　　為避免脹縮對木材的不利影響,通常在加工前將木材進行干燥處理,使其含水率達到與其使用環(huán)境相適應(yīng)的平衡含水率。

　　(四)木材的強度及其影響因素

　　由于木材是各向異性材料,因而其強度有順紋和橫紋之分。

　　1.抗壓強度

　　木材的順紋抗壓強度是指壓力作用方向與木材纖維方向平行時的強度;橫紋抗壓強度是指壓力作用方向與木材纖維垂直時的強度。順紋抗壓強度大大高于橫紋抗壓強度。

　　2.抗拉強度

　　順紋抗拉強度是指拉力方向與木材纖維方向一致時的強度,也是木材所有強度中最高的。木材橫紋抗拉強度很低,工程中一般只利用木材的順紋抗拉強度。

　　3.抗彎強度

　　木材受彎破壞時,首先是受壓區(qū)達到強度極限,產(chǎn)生較大變形,但構(gòu)件仍能繼續(xù)承 載,隨后抗拉區(qū)也達到強度極限,纖維間的連接被撕裂及纖維的斷裂導(dǎo)致最終破壞。

　　4.抗剪強度

　　木材受剪時分為順紋剪切、橫紋剪切和橫紋切斷三種。其中橫紋切斷強度 最高, 順紋剪切強度次之,橫紋剪切強度最低。

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