第九章 木 材

1、第九章第九章 木木 材材 9-1木材的分類和構造木材的分類和構造一、樹木分類一、樹木分類樹木按特征可分為針葉樹和闊葉樹。針葉林闊葉林針葉樹和闊葉樹木材的主要特點及應用針葉樹和闊葉樹木材的主要特點及應用二、木材的構造二、木材的構造1、木材的宏觀構造、木材的宏觀構造提問：美麗的木紋出至于哪個切面？2、木材的微觀構造、木材的微觀構造在顯微鏡下觀察，可以看到木材是由無數(shù)管狀細胞緊密結合而成，它們大部分為縱向排列，少數(shù)橫向排列（如髓線）。每個細胞又由細胞壁和細胞腔兩部分組成，細胞壁又是由細纖維組成，所以木材的細胞壁越厚，細胞腔越小，木材越密實，其表觀密度和強度也越大，但脹縮變形也大。 9-2 木材的物理

2、及力學性能木材的物理及力學性能一、木材的密度和表觀密度 木材的密度一般在1.48 g/cm3 1.56之間g/cm3。處于氣干狀態(tài)下的木材的表觀密度平均約為500 kg/m3 。二、木材的含水率和吸濕性二、木材的含水率和吸濕性木材中的水分平衡含水率：當木材中無自由水，而細胞壁內(nèi)吸附水達到飽和時，這時的木材含水率稱為纖維飽和點纖維飽和點含水率：木材中所含的水分是隨著環(huán)境的溫度和濕度的變化而改變的，當木材長時間處于一定溫度和濕度的環(huán)境中時，木材中的含水量最后會達到與周圍環(huán)境濕度相平衡，這時木材的含水率稱為平衡含水率。三、三、木材的濕脹與干縮變形木材的濕脹與干縮變形木材具有很顯著的濕脹干縮性，其規(guī)律

3、是：當木材的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，隨著含水率減小，木材體積收縮；而當木材含水率在纖維飽和點以上，只是自由水增減變化時，木材的體積不發(fā)生變化。纖維飽和點是木材發(fā)生濕脹干縮的轉折點。 由于木材為非勻質構造，故其脹縮變形各向不同，其中以弦向最大，徑向次之，縱向（即順纖維方向）最小四、四、木材的強度木材的強度在建筑結構中，木材常用的強度有抗拉、抗壓、抗彎和抗剪強度。由于木材的構造各向不同，致使各向強度有差異，為此木材的強度有順紋強度和橫紋強度之分。木材的順紋強度比其橫紋強度要大得多，所以工程上均充分利用它們的順紋強度。從理論上講，木材強度中以順紋抗拉強度為最大，

4、其次是抗彎強度和順紋抗壓強度，但實際上是木材的順紋抗壓強度最高橫紋受壓是因木材受力壓緊后產(chǎn)生顯著變形而造成破壞。順紋抗拉破壞通常是因纖維間撕裂而后拉斷所致。木材受彎時其上部為順紋受壓，下部為順紋抗拉，水平面內(nèi)則有剪力，破壞時首先是受壓區(qū)達到強度極限，產(chǎn)生大量變形，但這時構件仍能繼續(xù)承載，當受拉區(qū)也達強度極限時，則纖維及纖維間的聯(lián)結產(chǎn)生斷裂，導致最終破壞。木材受剪切作用時，由于作用力對于木材纖維方向的不同，可分為順紋剪切、橫紋剪切和橫紋切斷三種。順紋剪切破壞是由于纖維間聯(lián)結撕裂產(chǎn)生縱向位移和受橫紋拉力作用所致；橫紋剪切破壞完全是因剪切面中纖維的橫向聯(lián)結被撕裂的結果；橫紋切斷破壞則是木材纖維被切斷

5、，這時強度較大，一般為順紋剪切的倍。影響木材強度的主要因素影響木材強度的主要因素() 含水量的影響 木材的強度受含水率的影響很大，其規(guī)律是：當木材的含水率在纖維飽和點以下時，隨含水率降低，即吸附水減少，細胞壁趨于緊密，木材強度增大，反之，則強度減小。當木材含水率在纖維飽和點以上變化時，木材強度不改變。 我國木材試驗標準規(guī)定，測定木材強度時，應以其標準含水率（即含水率為15）時的強度測值為準，對于其他含水率時的強度測值，應換算成標準含水率時的強度值。其換算經(jīng)驗公式如下：式中 15:含水率為15時的木材強(MPa）； W : 含水率為(%)時的木材強度(MPa)； 一試驗時的木材含水率 木材含水率

6、校正系數(shù)。 隨作用力和樹種不同而異，如順紋抗壓所有樹種均為 0.05；順紋抗拉時闊葉樹為0.015，針葉樹為；抗彎所有樹種為0.04；順紋抗剪所有樹種為0.03。)15(1 15Ww( () 負荷時間的影響木材對長期荷載的抵抗能力與對暫時荷載不同。木材在外力長期作用下，只有當其應力遠低于強度極限的某一定范圍以下時，才可避免木材因長期負荷而破壞。這是由于木材在外力作用下產(chǎn)生等速蠕滑，經(jīng)過長時間以后，最后達到急劇產(chǎn)生大量連續(xù)變形而致。 木材在長期荷載作用下不致引起破壞的最大強度，稱為持久強度。木材的持久強度比其極限強度小得多，一般為極限強度的5060。一切木結構都處于某一種負荷的長期作用下，因此在

7、設計木結構時，應考慮負荷時間對木材強度的影響。（3）溫度的影響 木材強度隨環(huán)境溫度升高而降低。當溫度由升到時，針葉樹抗拉強度降低10%15%，抗壓強度降低2024。當木材長期處于60100溫度下時，會引起水分和所含揮發(fā)物的蒸發(fā)，而呈暗褐色，強度明顯下降，變形增大。溫度超過140時，木材中的纖維素發(fā)生熱裂解，色漸變黑，強度顯著下降。因此，長期處于高溫的建筑物，不宜采用木結構。 （）疵病的影響 木材在生長、采伐、保存過程中，所產(chǎn)生的內(nèi)部和外部的缺陷，統(tǒng)稱為疵病。木材的疵病主要有木節(jié)、斜紋、裂紋、腐朽和蟲害等。一般木材或多或少都存在一些疵病，致使木材的物理力學性質9-3 木材的防腐與防火木材的防腐與

8、防火一、木材腐朽與防止一、木材腐朽與防止木材腐朽木材受到真菌侵害后，其細胞改變顏色，結構逐漸變松、變脆，強度和耐久性降低。二、木材的防火二、木材的防火木材的防火是將木材經(jīng)過具有阻燃性的化學物質處理后，變成難燃的材料，使其遇小火能自熄，遇大火能延緩或阻滯蔓延，從而贏得撲救的時間。1、表面處理法2、溶液侵注法 94木材的綜合利用木材的綜合利用木材資源有限，工程中供不應求，因此，對木材的節(jié)約使用（盡可能采用代用材料）、合理使用（大材不小用，優(yōu)材不劣用）和綜合利用顯得十分重要。 所謂綜合利用就是將木材加工過程中的邊角、碎料、刨花、鋸木等，經(jīng)過再加工處理，制成各種人造板材，有效提高木材的利用率。最常見的

9、有以下幾種：常用木材制品常用木材制品天然和人造板材天然和人造板材原木：落葉松 板材：水曲柳 方木：落葉松 仿古木雕 天然和人造板材E1級刨花板水曲柳木皮（直紋）建筑模板膠合板天然和人造板材細木工板 實木地板 杉木集成材 四川產(chǎn)烏木（上千年歷史） 木材制品中甲醛含量控制木材制品中甲醛含量控制甲醛的危害民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境控制規(guī)范(GB50325-2001)規(guī)定：人造木板及飾面人造板根據(jù)游離甲醛含量釋放限量劃分為E1類和E2類。 E1類為可直接使用的人造板材， E2類為必須經(jīng)飾面處理后方可用于室內(nèi)的人造板材。人造木制板材環(huán)境標準產(chǎn)品技術要求規(guī)定：人造板材中甲醛釋放量應小于0.20mg/m3，木制地

10、板中甲醛釋放量應小于0.12mg/m3。觀察與討論 兩種木材的結構與用途兩種木材的結構與用途 請觀察以下如圖A和圖B所示的A、B兩種木材的紋理，何為針葉樹？何為闊葉樹？，并討論它們的用途。 A木屬針葉樹，紋理順直，材質均勻，且其通直高大，易得大材，木質較軟且易加工，脹縮變形較小，在土木工程中可作承重構件。B木屬闊葉樹，紋理圖案較多，材質堅硬，通直部分較短，強度高，脹縮變形較大，宜作小尺寸的裝修、裝修構件或家具。 AB工程實例(1) 木地板拼縫不嚴木地板拼縫不嚴 概況：某住宅4月份鋪地板，完工后尚滿意。但半年后發(fā)現(xiàn)部分木地板拼縫不嚴，請分析原因。原因分析：當木板材質較差，而當時其含水率教高，至秋季木塊干縮，而其干縮程度隨方向有明顯差別，故會出現(xiàn)部分木板拼縫不嚴。此外，若芯材向下，裂縫就更明顯了。木地板的選擇木地板的選擇南方某三房二廳家居裝修木地板。該住戶客人較多。請選擇木地板。(1) 選擇地板所用木材種類選擇地板所用木材種類A、杉木 B、龍眼木 C、松木2) 請選擇客廳及餐廳用木地板請選擇客廳及餐廳用木地板A、實木淋漆地板 B、實木復合地板 C、強化木地板(3) 請選擇臥室、書房木地板請選擇臥室、書房木地板A、實木淋漆地板 B、實木復合地板 C、強化木地板 天安門頂梁柱質量分析天安門頂梁柱質量分析 天安門城樓建于明朝，清朝重修，經(jīng)歷數(shù)次戰(zhàn)亂，屢遭炮火襲擊，天安門