PP电子 PP电子平台第八章 木材第一节 建筑木材的构造和技术性质一、建筑木材的构造二、木材的物理、力学性质第一节 建筑木材的构造和技术性质一、建筑木材的构造木材是由树木加工而成的，树木分为针叶树和阔叶树两大类。建筑中应用最多的是针叶树。 木材的构造是决定木材性质的主要因素。对木材的研究可以从宏观和微观两方面进行。种类特点用途树种针叶树 树叶细长，成针状，多为常绿树；纹理顺直，木质较软，强度较高，表观密度小；耐腐蚀性较强，胀缩变形小 是建筑工程中主要使用的树种，多用作承重构件、门窗等 松树、杉树、柏树等阔叶树 树叶宽大，叶脉呈网状，大多为落叶树；木质较硬，加工较难；表观密度大，胀缩变形大 常用作内部装饰、次要的承重构件和胶合板等 榆树、桦树、水曲柳等树干的三个切面1－径切面;2－弦切面;3－横切面; 4－年轮;5－髓心; 6－髓线－木质部第一节 建筑木材的构造和技术性质一、建筑木材的构造1.木材的宏观构造用肉眼或低倍放大镜所看到的木材组织称为宏观构造。便于了解木材的构造，将树木切成3个不同的切面：横切面－垂直于树轴的切面；径切面－通过树轴的切面；弦切面－和树轴平行与年轮相切的切面。第一节 建筑木材的构造和技术性质一、建筑木材的构造1.木材的宏观构造（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。（3）髓心、髓线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。 马尾松显微构造1－管胞2－髓线－树脂道第一节 建筑木材的构造和技术性质一、建筑木材的构造2.木材的微观构造在显微镜下所看到的木材组织，称为木材的微观构造。在显微镜下，可以看到木材是由无数管状细胞紧密结合而成。细胞横断面呈四角略圆的正方形。每个细胞分为细胞壁和细胞腔两个部分，细胞壁由若干层纤维组成。细胞之间纵向联结比横向联结牢固，造成细胞纵向强度高，横向强度低。细胞之间有极小的空隙，能吸附水和渗透水分。 1）木材中的水分2）木材的纤维饱和点3）木材的平衡含水率（1）木材的含水率（2）湿胀干缩（3）木材的密度与表观密度（1）木材的强度（2）影响木材强度的因素1）含水率2）负荷时间的影响3）环境温度4）木材的缺陷第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质1.木材的物理性质2.木材的力学性质第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质1.木材的物理性质（1）木材的含水率1）木材中的水分自由水：存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水分。吸附水：吸附在细胞壁内细纤维之间的水分。结合水：形成细胞化学成分的化合水。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。木材的平衡含水率第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质1.木材的物理性质（1）木材的含水率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。木材含水率与胀缩变形的关系第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质1.木材的物理性质（2）湿胀干缩木材细胞壁内吸附水的变化而引起木材的变形，即湿胀干缩。由于木材构造的不均匀性，在不同的方向干缩值不同。顺纹方向（纤维方向）干缩值最小，平均为0.1-0.35%；径向较大，平均为3-6%；弦向最大，平均为6-12%。一般来讲，表观密度大、夏材含量多的木材，湿胀变形较大。第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质1.木材的物理性质（3）木材的密度与表观密度不同树种的密度相差不大，平均约为1.55g/cm3。木材表观密度的大小随木材的孔隙率、含水量以及其他一些因素的变化而不同。因此确定木材的表观密度时，应在含水率为标准含水率情况下进行。第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质2.木材的力学性质（1）木材的强度木材的剪切 (a)顺纹剪;(b)横纹剪切；(c)横纹切断 按受力状态，木材的强度分为抗拉、抗压、抗弯和抗剪四种强度。 木材的强度检验是采用无疵病的木材制成标准试件，按《木材物理力学试验方法》(GB1927-1943-91)进行测定。木材各种强度间的关系抗压抗拉抗弯抗剪 顺纹横纹顺纹横纹顺纹横纹110~1/32~3?~11.5~21/7~2?~1含水率对木材强度的影响 1－顺纹抗拉；2－抗弯；3－顺纹抗压；4－顺纹抗剪第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质2.木材的力学性质（2）影响木材强度的因素1）含水率当含水率在纤维饱和点以上变化时，仅仅是自由水的增减，对木材强度没有影响；当含水率在纤维饱和点以下变化时，随含水率的降低，细胞壁趋于紧密，木材强度增加。标准含水率(含水率12%)时的强度为标准值，其他含水率时按下式换算成标准含水率时的强度: 木材持久强度第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质2.木材的力学性质（2）影响木材强度的因素2）负荷时间的影响木材在长期荷载作用下，只有当其应力远低于强度极限的某一范围时，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。木材的持久强度比其极限强度小得多，一般为极限强度的50-60%。第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质2.木材的力学性质（2）影响木材强度的因素3）环境温度温度对木材强度有直接影响。当温度由25℃升至50℃时，将因木纤维和其间的胶体软化等原因，使木材抗压强度降低20%-40%，抗拉和抗剪强度降低12%-20%；当温度在100℃以上时，木材中部分组织会分解、挥发，木材变黑，强度明显下降。因此，长期处于高温环境下的建筑物不宜采用木结构。第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质2.木材的力学性质（2）影响木材强度的因素4）木材的缺陷①节子能提高横纹抗压和顺纹抗剪强度。 ②木材受腐朽菌侵蚀后，不仅颜色改变，结构也变得松软、易碎，呈筛孔和粉末状形态。 ③裂纹会降低木材的强度，特别是顺纹抗剪强度。而且缝内容易积水，加速木材的腐烂。④构造缺陷木纤维排列不正常均会降低木材的强度，特别是抗拉及抗弯强度。第二节 木材的应用一、木材产品二、锯材的干燥三、木材的防腐第二节 木材的应用一、木材产品工程中木材按其加工程度和用途分为原条、原木、锯材、枕木四类。此外还有各类人造板材。锯材的规格、尺寸(mm)分类厚度 宽度 尺寸范围进级薄板中板厚板 12，15，18，2125，3040，50，60 50~24050~26060~300 101.原条是已经除去皮(也有不去皮的)、根、树梢而未加工成规定材品的木材。主要用于脚手架或供进一步加工。2.原木是将原条按一定尺寸切取的木料。分为:直接使用原木—用于屋架、檩、椽、木桩、坑木等。加工原木—用于加工锯材、胶合板等。3.锯材锯材的分等标准 第二节 木材的应用二、锯材的干燥干燥能减轻自重，防止腐朽、开裂及弯曲，从而提高木材的强度和耐久性。锯材的干燥方法可分为自然干燥和人工干燥两种。自然干燥方法的优点是简单，不需要特殊设备，但干燥时间长，而且只能干燥到风干状态。人工干燥利用人工方法排除锯材中水分，常用方法有浸树法、蒸树法和热坑法。第二节 木材的应用三、木材的防腐1.木材的腐朽木材的腐朽为真菌侵害所致。真菌分霉菌、变色菌和腐朽菌三种，前两种真菌对木材质量影响较小，但腐朽菌影响很大。真菌在木材中生存和繁殖必须具备三个条件，即适当的水分、足够的空气和适宜的温度。此外，木材还易受到白蚁、天牛等昆虫的蛀蚀，使木材形成很多孔眼或沟道，甚至蛀穴，破坏木质结构的完整性而使强度严重降低。2.木材的防腐木材防腐的基本原理在于破坏真菌及虫类生存和繁殖条件，常用方法有以下两种：（1）结构预防法在结构和施工中，使木结构不受潮湿，要有良好的通风条件；在木材与其他材料之间用防潮垫；不将支点或其他任何木结构封闭在墙内；木地板下设通风洞；木屋架设老虎窗等。 （2）防腐剂法该方法是通过涂刷或浸渍水溶性防腐剂(如氯化钠、氧化锌、氟化钠、硫酸铜)、油溶性防腐剂(如林丹五氯酚合剂)、乳剂防腐剂(如氟化钠、沥青膏)等，使木材成为有毒物质，达到防腐要求 。树干的三个切面1－径切面;2－弦切面;3－横切面; 4－年轮;5－髓心; 6－髓线－木质部第一节 建筑木材的构造和技术性质一、建筑木材的构造1.木材的宏观构造用肉眼或低倍放大镜所看到的木材组织称为宏观构造。便于了解木材的构造，将树木切成3个不同的切面：横切面－垂直于树轴的切面；径切面－通过树轴的切面；弦切面－和树轴平行与年轮相切的切面。1）木材中的水分2）木材的纤维饱和点3）木材的平衡含水率（1）木材的含水率（2）湿胀干缩（3）木材的密度与表观密度（1）木材的强度（2）影响木材强度的因素1）含水率2）负荷时间的影响3）环境温度4）木材的缺陷第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质1.木材的物理性质2.木材的力学性质木材的平衡含水率第一节 建筑木材的构造和技术性质二、木材的物理、力学性质1.木材的物理性质（1）木材的含水率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。

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