sect;10 木材.ppt

○抗压强度 分为顺纹抗压强度和横纹抗压强度。顺纹抗压强度为作用力方向与木材纤维方向一致时的强度，这种受压破坏是细胞壁失去稳定而非纤维的断裂。横纹抗压为作用力方向与木材纤维垂直时的强度，这种受压破坏是木材横向受力压紧产生显著变形而造成的破坏。 顺纹抗压强度比横纹抗压强度高，是木材用于柱、桩、斜撑和桁架等承压构件时的主要力学性能，是确定木材强度等级的依据。 木材的横纹抗压强度与顺纹抗压强度的比值因树种不同而异，一般针叶树横纹抗压强度约为顺纹的10%，阔叶树则约为15%～20%。 ○抗拉强度 木材抗拉强度有顺纹和横纹两种。 但横纹抗拉强度值很小，工程中一般不使用，而顺纹抗拉强度则是木材所有强度中最大的。 顺纹受拉破坏时，往往不是纤维被拉断而是纤维间被撕裂。木材的疵病如木节、斜纹、裂缝等都会使顺纹抗拉强度显著降低。同时，木材受拉杆件连接处应力复杂，这是顺纹抗拉强度充分利用的原因。 ○抗弯强度 木材受弯曲时会产生压、拉、剪等复杂的应力。受弯构件上部为顺纹抗压，下部为顺纹抗拉，而在水平面则产生剪切力。 木材受弯破坏时，受压区首先达到强度极限，产生大量变形，但构件仍能继续承载，随着外力增大，当下部受拉区也达到强度极限时，纤维本身及纤维间连接断裂，最后导致破坏。 木材的抗弯强度仅次于顺纹抗拉强度，为顺纹抗压强度的1.5～2.0倍。因此，建筑工程中常用作桁架、梁、桥梁及地板。 ○抗剪强度 木材受剪时，根据剪力与木材纤维之间的作用方向可分为顺纹剪切、横纹剪切和横纹剪断三种强度。 木材在不同剪力作用下，木纤维的破坏方式不同，因而表现为横纹剪断强度最大，顺纹剪切次之，横纹剪切最小。 ●影响木材强度的主要因素 ○木材纤维组织 木材受力时，主要靠细胞壁承受外力，细胞纤维组织越均匀密实，强度就越高。如夏材比春材的结构密实、坚硬，当夏材含量(夏材率)高时，木材强度较高。 ○含水率 对强度影响很大，当木材含水率在纤维饱和点以下变化时，含水率增大，强度降低，这是因为细胞壁的水分增加后使细胞壁及其中的亲水胶体变软的缘故；反之，则强度增大。但是，含水率在纤维饱和点以上变化时，木材强度不变，因为此时仅仅是自由水发生变化。 ? 木材含水率变化一般对抗弯和顺纹抗压强度的影响较大，对顺纹抗剪强度影响较小，而对顺纹抗拉强度几乎没有影响。 ○温度 木材受热后，细胞壁中胶结物质会软化，从而引起木材强度降低。研究表明，当温度从25℃升高至50℃时，木材的顺纹抗压强度会降低20%～40%。温度高于100℃时，木材会被烤焦和变形，并发生部分挥发物分解，强度下降。温度高于140℃时，木材的纤维素会发生热裂解，变形明显并导致裂纹产生，强度急剧下降。因此，长期处于高温作用下（60℃以上）的建筑物件，不宜使用木材。 ○负荷时间 木材的长期承载能力远低于暂时承载能力。这是因为在长期承载情况下，木材会发生纤维等速蠕滑，累积后产生较大变形而降低了承载能力的结果。因而木结构中木材许可应力值远低于木材强度。 木材在长期荷载作用下，能无限期负荷而不破坏的最大应力，称为木材的持久强度。持久强度仅为极限强度的50%～60%。 一切木结构都处于某一种负荷的长期作用下，因此，在设计结构时，应考虑负荷时间对木材强度的影响。一般以持久强度为依据。 ○疵病 木材在生长、采伐、保存及加工过程中所产生的内部和外部的缺陷，统称为疵病。木材的疵病包括天然生长的缺陷(如木节、斜纹、腐朽和病虫害等)和加工后产生的缺陷(如裂缝、翘曲等)。一般木材或多或少都存在一些疵病，使木材的物理力学性质受到影响。 同一疵病对不同强度的影响不尽相同。如木节对顺纹抗拉强度影响显著，对顺纹抗压强度影响较小；斜纹易使木材开裂和翘曲，降低抗拉和抗弯强度；裂纹破坏木材的整体性，降低强度，在受弯构件中完全不能承受顺纹剪切作用。 ●木材的应用 ○木材的防腐、防虫和防火处理 木材是天然有机材料，易受真菌侵害而腐朽变质。木材中常见的真菌有霉菌、变色菌、腐朽菌三种。真菌在适当温度(25～35℃)、含水率(30%～50%)及空气中能在木材中大量繁殖，分解木材细胞壁作为养分从而破坏木材的组织，使木材丧失强度。 ○防腐可以采用结构措施和化学处理措施，破坏真菌的生存及繁殖条件。 结构防腐措施是使木构件各部位都处在良好通风条件下，降低含水率，保证木构件经常处于干燥状态，从而避免或减少真菌的腐朽作用。 化学处理是采用涂刷、渗透和浸渍等方法使用药剂对木材进行处理，毒化木材，杜绝真菌的生存繁殖，达到防腐目的。 ○防虫 危害木材的昆虫有白蚁、天牛、蠹虫等。白蚁性喜蛀蚀潮湿的木材，在温暖和潮湿环境中生存繁殖；天牛主要侵害含水率较低的木材，它分解木质纤维素作为养分而破坏木材。较严重的虫害两三年内就可完全破坏木材，出现木结构崩溃。 木结构和木制品的防虫，以化学处理为主，一般与