建筑材料1课件.ppt

第九章 木材 木材用于建筑工程，已有悠久历史。木材作为建筑材料，具有许多优良性能，如轻质高强；有较高的弹性和韧性，耐冲击和振动；易于加工；长期保持干燥或长期置于水中，均有很高的耐久性，导热性低；大部分木材都具有美丽的纹理，装饰性好等。但木材也有缺点，如内部结构不均匀，导致各向异性；易随周围环境改变含水率，引起胀缩变形；易腐蚀及虫蛀；易燃烧；天然疵点多等。 木材是天然资源，树木的生长较慢，而现在建筑需木材量较大，应节约使用木材。 第一节 木材的构造 木材分针叶树材和阔叶树材两类。 针叶树树干通直而高大，易的大材，纹理平顺，材质均匀，木质较软，易于加工，故又称软木材。表观密度和缩胀变形较小，耐腐蚀性强。为建筑工程中主要用材，广泛用于承重结构。常用树种有松、杉、柏等。 阔叶树树干通直部分较短，木质较硬，较难加工，故又称硬木材。表观密度和缩胀变形较大，易开裂，强度较高。建筑上常用作尺寸较小的构件。有些树种具有美丽的纹理，适于作内部装修、家具等。常用的树种有榆木、水曲柳、柞木等， 木材的结构决定着木材的性能。 第一节 木材的构造 第一节 木材的构造 从横切面上看到深浅相间的同心圆环，即所谓的年轮。在同一年轮内，春天生长的木质，色较浅，质松软，称为春材（早材），夏秋两季生长的木质，色较深，质坚硬，称为夏材（晚材）。相同树种，年轮越密而均匀，材质越好，夏材部分越多，木材强度越高。 树干的中心称为髓心，其质松软，强度低，易腐蚀。从髓心相外的辐射线，称为髓线，它与周围相结差，干燥时易沿此开裂。 第一节 木材的构造 第一节 木材的构造 木材细胞因功能不同可分为管胞、导管、木纤维、髓线等多种。针叶树的显微结构简单而规则，主要是有管胞和髓线组成，其髓线较细小，不很明显。某些树种在管胞间尚有树脂道，如松树。阔叶树的显微结构较复杂，主要是有导管、木纤维及髓线组成，其髓线较发达，粗大而明显。导管是壁薄而腔大的细胞，大的管孔肉眼可见。 第二节 木材的物理和力学性质 木材的主要物理力学性质包括：含水量、湿胀干缩、强度等，其中含水量对木材的物理力学性质影响很大。 第二节 木材的物理和力学性质 一、含水量 木材的含水量以含水率表示，即指木材中含水的重量占干燥木材重量的百分比。 木材中所含水分，可分为自由水和吸附水两种。自由水存在于细胞腔和细胞间隙中，吸附水是被吸附在细胞壁内的水分。自由水只与木材的容重、保存性、燃烧性、干燥性和渗透性有关，而吸附水是影响木材强度和缩胀的主要因素。 当木材中无自由水，仅细胞壁内充满吸附水时，这时木材的含水率称为纤维饱和点。纤维饱和点随树种而异，通常介于25～35%。纤维饱和点是木材物理力学性质发生变化的转折点。 木材的含水率与空气湿度平衡时的含水量称为平衡含水率。新伐木材的含水率常在35%以上，风干木材含水率为15～25%，室内干燥的木材含水率为8～15%。 第二节 木材的物理和力学性质 二、湿胀干缩 当木材从潮湿状态下干燥至纤维饱和点时，自由水蒸发其尺寸保持不变，继续干燥，吸附水蒸发则引起体积收缩。反之，干燥木材吸湿时，体积膨胀直到纤维饱和点为止。木材干缩湿胀髓树种而差异，一般表观密度大的、夏材含量多的，胀缩就较大。 木材的湿胀干缩对木材的使用有严重影响，使结构发生裂缝或凸起。为了避免这种情况，最基本的方法是预先将木材进行干燥，使木材的含水率与将作成构件使用时所处环境的湿度相适应。 第二节 木材的物理和力学性质 第二节 木材的物理和力学性质 三、强度 木材的强度分抗压、抗拉、抗弯和抗剪几种。由于木材结构构造各项不同，因此强度又分为顺纹和横纹。 木材强度与木材中承受外力作用的细胞壁细胞有关，这类细胞数量越多，细胞壁越厚，强度越高。因此，木材的表观密度越大，夏材含量越多，则强度越高。 （一）抗拉强度 木材顺纹抗拉强度最大（即作用力方向与纤维方向平行），当受拉破坏时，纤维并未拉断，只是产生纤维的撕裂和联结的破坏。木材横纹抗拉强度为顺纹的2.5～5%，其受拉破坏主要是木材纤维细胞联结的破坏，因此，使用时应尽量避免木材横纹拉力。 （二）抗压强度 木材的顺纹抗压强度是木材各种力学性质中的基本指标，其中又分为径向与弦向两种指标。当作用力与年轮垂直时，则为径向顺纹受压；当作用力与年轮相切时，则为弦向横纹受压；顺纹抗压强度比横纹抗压强度大。 第二节 木材的物理和力学性质 第二节 木材的物理和力学性质 第二节 木材的物理和力学性质 第二节 木材的物理和力学性质 2、负荷时间 木材对长期荷载的抵抗能力与对暂时荷载是不同的。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。 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。木材的持久强度比极限强度小得多，