第九章 木 材

1、第九章第九章 木木 材材 9-1木材的分类和构造木材的分类和构造一、树木分类一、树木分类树木按特征可分为针叶树和阔叶树。针叶林阔叶林针叶树和阔叶树木材的主要特点及应用针叶树和阔叶树木材的主要特点及应用二、木材的构造二、木材的构造1、木材的宏观构造、木材的宏观构造提问：美丽的木纹出至于哪个切面？2、木材的微观构造、木材的微观构造在显微镜下观察，可以看到木材是由无数管状细胞紧密结合而成，它们大部分为纵向排列，少数横向排列（如髓线）。每个细胞又由细胞壁和细胞腔两部分组成，细胞壁又是由细纤维组成，所以木材的细胞壁越厚，细胞腔越小，木材越密实，其表观密度和强度也越大，但胀缩变形也大。 9-2 木材的物理

2、及力学性能木材的物理及力学性能一、木材的密度和表观密度 木材的密度一般在1.48 g/cm3 1.56之间g/cm3。处于气干状态下的木材的表观密度平均约为500 kg/m3 。二、木材的含水率和吸湿性二、木材的含水率和吸湿性木材中的水分平衡含水率：当木材中无自由水，而细胞壁内吸附水达到饱和时，这时的木材含水率称为纤维饱和点纤维饱和点含水率：木材中所含的水分是随着环境的温度和湿度的变化而改变的，当木材长时间处于一定温度和湿度的环境中时，木材中的含水量最后会达到与周围环境湿度相平衡，这时木材的含水率称为平衡含水率。三、三、木材的湿胀与干缩变形木材的湿胀与干缩变形木材具有很显著的湿胀干缩性，其规律

3、是：当木材的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，随着含水率减小，木材体积收缩；而当木材含水率在纤维饱和点以上，只是自由水增减变化时，木材的体积不发生变化。纤维饱和点是木材发生湿胀干缩的转折点。 由于木材为非匀质构造，故其胀缩变形各向不同，其中以弦向最大，径向次之，纵向（即顺纤维方向）最小四、四、木材的强度木材的强度在建筑结构中，木材常用的强度有抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度。由于木材的构造各向不同，致使各向强度有差异，为此木材的强度有顺纹强度和横纹强度之分。木材的顺纹强度比其横纹强度要大得多，所以工程上均充分利用它们的顺纹强度。从理论上讲，木材强度中以顺纹抗拉强度为最大，

4、其次是抗弯强度和顺纹抗压强度，但实际上是木材的顺纹抗压强度最高横纹受压是因木材受力压紧后产生显著变形而造成破坏。顺纹抗拉破坏通常是因纤维间撕裂而后拉断所致。木材受弯时其上部为顺纹受压，下部为顺纹抗拉，水平面内则有剪力，破坏时首先是受压区达到强度极限，产生大量变形，但这时构件仍能继续承载，当受拉区也达强度极限时，则纤维及纤维间的联结产生断裂，导致最终破坏。木材受剪切作用时，由于作用力对于木材纤维方向的不同，可分为顺纹剪切、横纹剪切和横纹切断三种。顺纹剪切破坏是由于纤维间联结撕裂产生纵向位移和受横纹拉力作用所致；横纹剪切破坏完全是因剪切面中纤维的横向联结被撕裂的结果；横纹切断破坏则是木材纤维被切断

5、，这时强度较大，一般为顺纹剪切的倍。影响木材强度的主要因素影响木材强度的主要因素() 含水量的影响 木材的强度受含水率的影响很大，其规律是：当木材的含水率在纤维饱和点以下时，随含水率降低，即吸附水减少，细胞壁趋于紧密，木材强度增大，反之，则强度减小。当木材含水率在纤维饱和点以上变化时，木材强度不改变。 我国木材试验标准规定，测定木材强度时，应以其标准含水率（即含水率为15）时的强度测值为准，对于其他含水率时的强度测值，应换算成标准含水率时的强度值。其换算经验公式如下：式中 15:含水率为15时的木材强(MPa）； W : 含水率为(%)时的木材强度(MPa)； 一试验时的木材含水率 木材含水率

6、校正系数。 随作用力和树种不同而异，如顺纹抗压所有树种均为 0.05；顺纹抗拉时阔叶树为0.015，针叶树为；抗弯所有树种为0.04；顺纹抗剪所有树种为0.03。)15(1 15Ww( () 负荷时间的影响木材对长期荷载的抵抗能力与对暂时荷载不同。木材在外力长期作用下，只有当其应力远低于强度极限的某一定范围以下时，才可避免木材因长期负荷而破坏。这是由于木材在外力作用下产生等速蠕滑，经过长时间以后，最后达到急剧产生大量连续变形而致。 木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为持久强度。木材的持久强度比其极限强度小得多，一般为极限强度的5060。一切木结构都处于某一种负荷的长期作用下，因此在

7、设计木结构时，应考虑负荷时间对木材强度的影响。（3）温度的影响 木材强度随环境温度升高而降低。当温度由升到时，针叶树抗拉强度降低10%15%，抗压强度降低2024。当木材长期处于60100温度下时，会引起水分和所含挥发物的蒸发，而呈暗褐色，强度明显下降，变形增大。温度超过140时，木材中的纤维素发生热裂解，色渐变黑，强度显著下降。因此，长期处于高温的建筑物，不宜采用木结构。 （）疵病的影响 木材在生长、采伐、保存过程中，所产生的内部和外部的缺陷，统称为疵病。木材的疵病主要有木节、斜纹、裂纹、腐朽和虫害等。一般木材或多或少都存在一些疵病，致使木材的物理力学性质9-3 木材的防腐与防火木材的防腐与

8、防火一、木材腐朽与防止一、木材腐朽与防止木材腐朽木材受到真菌侵害后，其细胞改变颜色，结构逐渐变松、变脆，强度和耐久性降低。二、木材的防火二、木材的防火木材的防火是将木材经过具有阻燃性的化学物质处理后，变成难燃的材料，使其遇小火能自熄，遇大火能延缓或阻滞蔓延，从而赢得扑救的时间。1、表面处理法2、溶液侵注法 94木材的综合利用木材的综合利用木材资源有限，工程中供不应求，因此，对木材的节约使用（尽可能采用代用材料）、合理使用（大材不小用，优材不劣用）和综合利用显得十分重要。 所谓综合利用就是将木材加工过程中的边角、碎料、刨花、锯木等，经过再加工处理，制成各种人造板材，有效提高木材的利用率。最常见的

9、有以下几种：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：落叶松 板材：水曲柳 方木：落叶松 仿古木雕 天然和人造板材E1级刨花板水曲柳木皮（直纹）建筑模板胶合板天然和人造板材细木工板 实木地板 杉木集成材 四川产乌木（上千年历史） 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内环境控制规范(GB50325-2001)规定：人造木板及饰面人造板根据游离甲醛含量释放限量划分为E1类和E2类。 E1类为可直接使用的人造板材， E2类为必须经饰面处理后方可用于室内的人造板材。人造木制板材环境标准产品技术要求规定：人造板材中甲醛释放量应小于0.20mg/m3，木制地

10、板中甲醛释放量应小于0.12mg/m3。观察与讨论 两种木材的结构与用途两种木材的结构与用途 请观察以下如图A和图B所示的A、B两种木材的纹理，何为针叶树？何为阔叶树？，并讨论它们的用途。 A木属针叶树，纹理顺直，材质均匀，且其通直高大，易得大材，木质较软且易加工，胀缩变形较小，在土木工程中可作承重构件。B木属阔叶树，纹理图案较多，材质坚硬，通直部分较短，强度高，胀缩变形较大，宜作小尺寸的装修、装修构件或家具。 AB工程实例(1) 木地板拼缝不严木地板拼缝不严 概况：某住宅4月份铺地板，完工后尚满意。但半年后发现部分木地板拼缝不严，请分析原因。原因分析：当木板材质较差，而当时其含水率教高，至秋季木块干缩，而其干缩程度随方向有明显差别，故会出现部分木板拼缝不严。此外，若芯材向下，裂缝就更明显了。木地板的选择木地板的选择南方某三房二厅家居装修木地板。该住户客人较多。请选择木地板。(1) 选择地板所用木材种类选择地板所用木材种类A、杉木 B、龙眼木 C、松木2) 请选择客厅及餐厅用木地板请选择客厅及餐厅用木地板A、实木淋漆地板 B、实木复合地板 C、强化木地板(3) 请选择卧室、书房木地板请选择卧室、书房木地板A、实木淋漆地板 B、实木复合地板 C、强化木地板 天安门顶梁柱质量分析天安门顶梁柱质量分析 天安门城楼建于明朝，清朝重修，经历数次战乱，屡遭炮火袭击，天安门