三、木材的物理性能
1.木材的含水率
木材的含水率對(duì)木材強(qiáng)度有很大的影響,隨含水率的增加木材強(qiáng)度降低。當(dāng)含水率達(dá)到纖維飽和點(diǎn)時(shí),木材的強(qiáng)度不再降低。含水率對(duì)受壓、受彎、受剪及承壓強(qiáng)度影響較大,而對(duì)受拉強(qiáng)度影響較小。
按照含水率大小,木材可分為干材(含水率小于18%)、半干材(含水率等于18%一25%)和濕材(含水率大于25%)?!兑?guī)范》規(guī)定,在制作構(gòu)件時(shí),木材的含水率應(yīng)符合下列要求:
(1)現(xiàn)場(chǎng)制作的原木或方木結(jié)構(gòu)不應(yīng)大于25%;
(2)板材和規(guī)格材不應(yīng)大于20%;
(3)受拉構(gòu)件的連接板不應(yīng)大于18%;
(4)作為連接件不應(yīng)大于15%;
(5)層板膠合木結(jié)構(gòu)不應(yīng)大于15%,同一構(gòu)件各層木板間的含水率差別不應(yīng)大于5%.
2.木材的濕脹、干裂與翹曲
當(dāng)木材的含水率在纖維飽和點(diǎn)以下變化而引起木材的濕脹或干裂時(shí),其尺寸變化的規(guī)律是相似的。由于干縮會(huì)引起開裂和翹曲,對(duì)于木結(jié)構(gòu)的工作影響較大,因此木結(jié)構(gòu)的干縮更需要引起重視。
原木或帶髓心的方木在干燥過程中開裂的原因主要有兩種:
(1)環(huán)向的收縮受到徑向的約束,沿年輪產(chǎn)生的環(huán)向拉應(yīng)力;
(2)木材外層的水分蒸發(fā)速度比內(nèi)層快,其收縮變形受到內(nèi)層的阻礙時(shí),亦產(chǎn)生環(huán)向拉應(yīng)力。上述兩種原因產(chǎn)生的拉應(yīng)力之和,超過了木材的抗拉強(qiáng)度時(shí),即由外向內(nèi)發(fā)生開裂。木材端部水分蒸發(fā)較快,常形成嚴(yán)重的端裂,應(yīng)設(shè)法預(yù)防。
對(duì)于板材而言,在干燥過程中,環(huán)向和徑向兩個(gè)方向的干縮率不同,不會(huì)致使開裂,若任其自由變形,則發(fā)生翹曲。
3.木材的缺陷
天然生長的木材不可避免的會(huì)存在一些缺陷。對(duì)木材影響的缺陷是腐朽和蟲蛀,這是任何等級(jí)的木材都絕對(duì)不允許的。對(duì)木材強(qiáng)度有影響的缺陷還包括:木節(jié)、斜紋、裂縫和髓心。
1.木材的含水率
木材的含水率對(duì)木材強(qiáng)度有很大的影響,隨含水率的增加木材強(qiáng)度降低。當(dāng)含水率達(dá)到纖維飽和點(diǎn)時(shí),木材的強(qiáng)度不再降低。含水率對(duì)受壓、受彎、受剪及承壓強(qiáng)度影響較大,而對(duì)受拉強(qiáng)度影響較小。
按照含水率大小,木材可分為干材(含水率小于18%)、半干材(含水率等于18%一25%)和濕材(含水率大于25%)?!兑?guī)范》規(guī)定,在制作構(gòu)件時(shí),木材的含水率應(yīng)符合下列要求:
(1)現(xiàn)場(chǎng)制作的原木或方木結(jié)構(gòu)不應(yīng)大于25%;
(2)板材和規(guī)格材不應(yīng)大于20%;
(3)受拉構(gòu)件的連接板不應(yīng)大于18%;
(4)作為連接件不應(yīng)大于15%;
(5)層板膠合木結(jié)構(gòu)不應(yīng)大于15%,同一構(gòu)件各層木板間的含水率差別不應(yīng)大于5%.
2.木材的濕脹、干裂與翹曲
當(dāng)木材的含水率在纖維飽和點(diǎn)以下變化而引起木材的濕脹或干裂時(shí),其尺寸變化的規(guī)律是相似的。由于干縮會(huì)引起開裂和翹曲,對(duì)于木結(jié)構(gòu)的工作影響較大,因此木結(jié)構(gòu)的干縮更需要引起重視。
原木或帶髓心的方木在干燥過程中開裂的原因主要有兩種:
(1)環(huán)向的收縮受到徑向的約束,沿年輪產(chǎn)生的環(huán)向拉應(yīng)力;
(2)木材外層的水分蒸發(fā)速度比內(nèi)層快,其收縮變形受到內(nèi)層的阻礙時(shí),亦產(chǎn)生環(huán)向拉應(yīng)力。上述兩種原因產(chǎn)生的拉應(yīng)力之和,超過了木材的抗拉強(qiáng)度時(shí),即由外向內(nèi)發(fā)生開裂。木材端部水分蒸發(fā)較快,常形成嚴(yán)重的端裂,應(yīng)設(shè)法預(yù)防。
對(duì)于板材而言,在干燥過程中,環(huán)向和徑向兩個(gè)方向的干縮率不同,不會(huì)致使開裂,若任其自由變形,則發(fā)生翹曲。
3.木材的缺陷
天然生長的木材不可避免的會(huì)存在一些缺陷。對(duì)木材影響的缺陷是腐朽和蟲蛀,這是任何等級(jí)的木材都絕對(duì)不允許的。對(duì)木材強(qiáng)度有影響的缺陷還包括:木節(jié)、斜紋、裂縫和髓心。