建筑材料木材课件.ppt

建筑材料木材;;;;;;;木本植物习惯上又可分为乔木、灌木和木质藤本三种类型。 ;树木一般按树叶形状分为针叶树和阔叶树两大类。 ;杉木;银杏;阔叶树;榆木家具;水曲柳;柞木;桦木;桦木;木材的构造 ;1—树皮；2—木质部；3—年轮；4—髓线；5—髓心 ;(1)边材、心材 在木质部中，靠近髓心的部分颜色较深，称为心材。 心材含水量较少，不易翘曲变形，抗蚀性较强； 外面部分颜色较浅，称为边材。 边材含水量高，易干燥，也易被湿润，所以容易翘曲变形， 抗蚀性也不如心材 ;(2)年轮、春材、夏材 　　横切面上可以看到深浅相间的同心圆，称为年轮。 年轮中浅色部分是树木在春季生长的，由于生长快，细胞大而排列 疏松，细胞壁较薄，颜色较浅，称为春材(早材)；深色部分是树木 在夏季生长的，由于生长迟缓，细胞小，细胞壁较厚，组织紧密坚 实，颜色较深，称为夏材(晚材)。每一年轮内就是树木一年的生长 部分。年轮中夏材所占的比例越大，木材的强度越高。 ;第一年轮组成的初生木质部分称为髓心(树心)。 从髓心成放射状横穿过年轮的条纹，称为髓线。 髓心材质松软，强度低，易腐朽开裂。 髓线与周围细胞联结软弱，在干燥过程中，木材易沿髓线开裂。 ;微观构造;细胞壁的结构 ;1—管胞；2—髓线；3—树脂道；;1—导管；2—髓线；3—木纤维；;木材的主要性质;(2)木材的纤维饱和点 　　木材受潮时，首先形成吸附水，吸附水饱和后，多余的水成为自由水；木材干燥时，首先失去自由水，然后才失去吸附水。 　　当吸附水处于饱和状态而无自由水存在时，此时对应的含水率称为木材的纤维饱和点。 　　纤维饱和点随树种而异，一般为23%~33%，平均为30%。木材的纤维饱和点是木材物理、力学性质的转折点。;(3)木材的平衡含水率 　　木材的含水率是随着环境温度和湿度的变化而改变的。当木材长期处于一定温度和湿度下，其含水率趋于一个定值，表明木材表面的蒸气压与周围空气的压力达到平衡，此时的含水率称为平衡含水率。 　　根据周围空气的温度和相对湿度可求出木材的平衡含水率。;木材的平衡含水率 ;湿胀干缩;木材的密度;木材的力学性质;与一般???材、混凝土及石材等材料不同，木材属生物 材料，其构造的各向异性导致其力学性质的各向异性。因此，木材力学性质指标有顺纹、横纹、径向、弦向之分。 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。 ;木材顺剪强度较小，平均只有顺纹抗压强度的10％~30％。纹理较斜的木材，如交错纹理、涡纹、乱纹等,其顺剪强度会明显增加。 阔叶树材顺剪强度平均比针叶树材高出1/2。阔叶树材弦面抗剪强度较径面高出10％~30％，如木射线越发达，这种差异更加明显。 针叶树材，其径面和弦面的抗剪强度大致相同。;抗拉强度 木材顺纹抗拉强度，是指木材沿纹理方向承受拉力荷载的最大能力。木材的顺纹抗拉强度较大，各种木材平均约为117.7－147.1MPa，为顺纹抗压强度的2－3倍。木材在使用中很少出现因被拉断而破坏。 木材的横纹拉力比顺纹拉力低得多，一般只有顺纹拉力的l/30—1/40。;抗压强度;木材横纹抗压强度测定试样与受力方向 1-径向全部抗压 2-径向局部抗压 ;抗弯强度;当梁承受中央荷载弯曲时，梁的变形是上凹下凸，上部纤维受压应力而缩短，下部纤维受拉应力而伸长，其间存在着一层纤维既不受压缩短也不受拉伸长，这一层长度不变的纤维层称为中性层。中性层与横截面的交线称为中性轴。受压和受拉区应力的大小与距中性轴的距离成正比，中性层的纤维承受水平方向的顺纹剪力。由于顺纹抗拉强度是顺纹抗压强度的2—3倍，随着梁弯曲变形的增大，中性层逐渐向下位移，直到梁弯曲破坏为止。 ;木材的硬度;同一树种，其端面硬度 大于径面和弦面硬度， 径面与弦面相差不大。 针叶树材平均高出35％， 阔叶树材高出25％左右。;影响 木材强度的因素;式中 σ12:含水率为12％时的木材强度(MPa）； σW : 含水率为Ｗ(%)时的木材强度(MPa)； Ｗ——试验时的木材含水率 α——木材含水率校正系数。 α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0；抗弯所有树种为0.04；顺纹抗剪所有树种为0.03。;含水率对松木力学强度的影响 A—横向抗弯；B—顺纹抗压；C—顺纹抗剪;目前长期荷载对木材强度的影响，许多国家都采用小而无疵试样强度的2/3(即0.67)作为长期荷载强度的数值；若为恒载，则用1/2。建筑结构物大部均为恒载和活载的共同作用，故在《木结构设计规范》中，引用的长期荷载强度折减系数K2＝0.67。 ;（3）温度的影响 木材强度随环境温度升高而降低。当温度由２５℃升到５０