一级建筑师辅导精选之建筑材料与构造(24)

　　二、木材的物理力学性质

　　(一)密度与表观密度

　　木材的密度各树种相差不大,一般在1. 48-1. 56g/cm3之间。木材的表观密度则随 木材孔隙率、含水量及其他一些因素的变化而不同,一般有气干表观密度、绝干表观密度 和饱水表观密度之分。木材的表观密度越大,其湿胀干缩率也越大。处于气干状态下的木 材表观密度平均约为500kg/m3。

　　(二)含水率和吸湿性

　　木材的含水率是指木材所含水的质量占干燥木材质量的百分数。含水率的大小对木材 的湿胀干缩性和强度影响很大。新伐木材的含水率常在35%以上;风干木材的含水率为 15%-25% ;室内干燥木材的含水率为8%-15%。

　　木材中所含水分可分为自由水、吸附水和结合水三种。自由水的变化只影响木材的表 观密度、燃烧性和抗腐蚀性,而吸附水的变化是影响木材强度和胀缩变形的主要因素,结 合水在常温下不发生变化,对木材性质元影响。当木材中无自由水,而细胞壁内充满吸附 水并达到饱和时的含水率称为纤维饱和点。纤维饱和点是木材物理力学性质发生变化的转 折点,其值随树种不同而异,通常介于25%-35%之间,平均值约为30%。 木材的吸湿性是双向的,其含水率随环境温度和湿度而变化。当木材长时间处于一 定温度和湿度的环境中时,其含水率会趋于稳定,此时的含水率称为木材的平衡含水率。

　　(三)湿胀与干缩变形

　　木材的纤维细胞组织构造使木材具有显著的湿胀干缩变形特性。木材发生湿胀干缩变形的规律是:当木材含水率在纤维饱和点以下时,随着含水率的增大,木材体积产生膨胀;相反亦然。而当木材含水率在纤维饱和点以上变化时,只是自由水增加,而木材的质量,体积不发生改变。

　　同一木材中,弦向胀缩变形最大,径向次之,纵向最小。

　　为避免胀缩对木材的不利影响,通常在加工前将木材进行干燥处理,使其含水率达到与其使用环境相适应的平衡含水率。

　　(四)木材的强度及其影响因素

　　由于木材是各向异性材料,因而其强度有顺纹和横纹之分。

　　1.抗压强度

　　木材的顺纹抗压强度是指压力作用方向与木材纤维方向平行时的强度;横纹抗压强度是指压力作用方向与木材纤维垂直时的强度。顺纹抗压强度大大高于横纹抗压强度。

　　2.抗拉强度

　　顺纹抗拉强度是指拉力方向与木材纤维方向一致时的强度,也是木材所有强度中最高的。木材横纹抗拉强度很低,工程中一般只利用木材的顺纹抗拉强度。

　　3.抗弯强度

　　木材受弯破坏时,首先是受压区达到强度极限,产生较大变形,但构件仍能继续承 载,随后抗拉区也达到强度极限,纤维间的连接被撕裂及纤维的断裂导致最终破坏。

　　4.抗剪强度

　　木材受剪时分为顺纹剪切、横纹剪切和横纹切断三种。其中横纹切断强度 最高, 顺纹剪切强度次之,横纹剪切强度最低。

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