木材課件講義整理

木材第8章1木材第8章18.1木材的分類與構(gòu)造

8.2木材的性能及應(yīng)用8.3木材的防護與防火28.1木材的分類與構(gòu)造28.1木材的分類與構(gòu)造

8.1.1樹木的分類樹木針葉樹闊葉樹38.1木材的分類與構(gòu)造8.1.1樹木的分類樹木針葉樹闊特點：樹葉細(xì)長，樹干通直高大，易得大材，紋理順直，材質(zhì)均勻，木質(zhì)較軟，易于

加工，故又稱軟木材。

針葉樹應(yīng)用：強度較高，表觀密度和脹縮變形較小，耐腐性較強，是建筑工程中的主要用

材，廣泛用作承重構(gòu)件、制作模板、

門窗等。常用樹種有松、杉、柏等。

4特點：樹葉細(xì)長，樹干通直高大，易得大材，針葉樹應(yīng)用：強度較高5566特點：樹葉寬大，多數(shù)樹種的樹干通直部分

較短，材質(zhì)堅硬，較難加工，故又稱

硬木材

。

闊葉樹應(yīng)用：表觀密度較大，脹縮和翹曲變形大，易開裂，在建筑中常用作尺寸較小的

裝修和裝飾

。

種類(1)材質(zhì)較硬，紋理清晰美觀。（樟木、水曲柳、桐木、柞木、榆木等）(2)材質(zhì)不很堅硬，紋理也不很清晰，但質(zhì)地較針葉木要更為細(xì)膩。

（樺木、椴木、山楊、青楊等）

7特點：樹葉寬大，多數(shù)樹種的樹干通直部分闊葉樹應(yīng)用：表觀密度較黃花梨8黃花梨899紫檀10紫檀101111闊葉黃檀

松木

12闊葉黃檀松木12橡木黃花梨

13橡木黃花梨138.1.2木材的構(gòu)造

木材的構(gòu)造決定其性質(zhì)，針葉樹和闊葉樹的構(gòu)造略有不同，其性質(zhì)也有差異。木材宏觀結(jié)構(gòu)1.木材的宏觀構(gòu)造

樹木是由樹皮、木質(zhì)部和髓心三部分組成。

通常從樹干的三個切面進行剖析，即橫切面(垂直于樹軸)、徑切面(通過樹軸)和弦切面(平行于樹軸)。

148.1.2木材的構(gòu)造木材的構(gòu)造決定其性質(zhì)，針葉樹

從木材的橫切面上看，有許多樹種的木材，靠近樹皮的部分材色較淺，水分較多，稱為邊材。在髓心周圍部分，材色較深，水分較少，稱為心材。

心材材質(zhì)較硬、密度較大、滲透性較低、耐久性、耐腐蝕性均高于邊材。15從木材的橫切面上看，有許多樹種的木材，靠近樹皮的15每個生長周期所形成的木材，在橫切面上所看到的，圍繞著髓心構(gòu)成的同心圓稱為年輪。

在同一年輪內(nèi)，春天生長的木材，色淺、質(zhì)松，強度低，稱為早材（春材）。

夏、秋二季生長的木材，色深、質(zhì)硬，強度高，稱為

晚材（夏材）。16每個生長周期所形成的木材，在橫切面上所看到的，圍繞162.木材的微觀結(jié)構(gòu)

木材是由無數(shù)管狀細(xì)胞緊密結(jié)合而成，它們絕大部分為縱向排列，少數(shù)橫向排列(如木射線)。

每個細(xì)胞又由細(xì)胞壁和細(xì)胞腔兩部分組成，細(xì)胞壁是由細(xì)纖維組成，細(xì)纖維之間可以吸附和滲透水分，細(xì)胞腔是由細(xì)胞壁包裹而成的空腔。172.木材的微觀結(jié)構(gòu)17松木顯微構(gòu)造立體圖1．管胞；2．木射線；3．樹脂道楓香顯微構(gòu)造立體圖1．導(dǎo)管；2．木射線；3．木纖維18松木顯微構(gòu)造立體圖楓香顯微構(gòu)造立體圖18木材的管胞和木纖維

19木材的管胞和木纖維

19木材木射線

20木材木射線208.2木材的性能及應(yīng)用

8.2.1木材的性能

1.木材的含水率

?木材中所含的水分的質(zhì)量占干燥木材質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。

?木材中的水分木材中的水分存在部位蒸發(fā)順序自由水存在于細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙中首先蒸發(fā)吸附水存在于細(xì)胞壁中在自由水蒸發(fā)后，蒸發(fā)化合水以化學(xué)結(jié)合水的形式存在

?新伐木材的含水率常在35%以上；風(fēng)干木材的含水率為15%～25%；室內(nèi)干燥木材的含水率為8%～15%。

218.2木材的性能及應(yīng)用8.2.1木材的性能纖維飽和點是木材僅細(xì)胞壁中的吸附水達(dá)飽和，而細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙中無自由水存在時的含水率。其值隨樹種而異。它是木材物理力學(xué)性質(zhì)是否隨含水率而發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點。木材含水率大于纖維飽和點時，表示木材的含水率除吸附水達(dá)到飽和外，還有一定數(shù)量的自由水。此時，木材如受到干燥或受潮，只是自由水改變，故不會引起濕脹干縮。當(dāng)木材的含水率低于纖維飽和點，隨著含水率的增大，木材體積產(chǎn)生膨脹，隨著含水率的減小，木材體積收縮。

平衡含水率潮濕的木材能在干燥的空氣中失去水分；干燥的木材也能從周圍的空氣中吸取水分，如果木材長時間處于一定溫度和濕度的空氣中，便達(dá)到某一相對穩(wěn)定的含水率，這時木材的含水率稱為平衡含水率。

22纖維飽和點

平衡含水率22

?

木材具有各向異性，各個方向的干縮率不同。

?其中以弦向最大，徑向次之，縱向最小。

?這主要是因為各個方向的細(xì)胞壁的總厚度不同。

2.木材的濕脹與干縮232.木材的濕脹與干縮23含水率對木材脹縮的影響截面不同位置木材干燥引起的不同變化24含水率對木材脹縮的影響截面不同位置木材干燥引起的不同變化243.木材的強度木材的強度主要是指其抗拉、抗壓、抗彎和抗剪強度。由于木材的構(gòu)造各向不同，致使各方向強度有很大差異，因此，木材的強度有順紋強度和橫紋強度之分。

(a)順紋剪切(b)橫紋剪切(c)橫紋切斷

木材的剪切253.木材的強度(a)順紋剪切(b)

當(dāng)設(shè)順紋抗壓強度為100時，木材無缺陷時各強度大小的關(guān)系見表8.1。

表8.1木材無缺陷時各強度大小關(guān)系

抗壓抗拉抗彎抗剪順紋橫紋順紋橫紋順紋橫紋切斷10010～30200～3005～30150～20015～3050～100(a)順紋剪切(b)橫紋剪切(c)橫紋切斷木材的剪切26當(dāng)設(shè)順紋抗壓強度為100時，木材無缺陷時各強度大小表1．順紋抗拉；2．抗彎；3．順紋抗壓；4．順紋抗剪

（1）含水率對木材強度的影響纖維飽和點影響木材強度的主要因素27（1）含水率對木材強度的影響纖維飽和點影響木材強度的主要因素（2）溫度的影響

?

木材強度隨環(huán)境溫度升高會降低。?當(dāng)木材長期處于60～100℃溫度下時，會引起水分和所含揮發(fā)物的蒸發(fā)，強度下降，變形增大。?溫度超過140℃時，強度明顯下降。?因此，長期處于高溫的建筑物，不宜采用木結(jié)構(gòu)。28（2）溫度的影響

28（3）負(fù)荷時間的影響

?木材的長期承載能力遠(yuǎn)低于暫時承載能力。這是因為在長期承載情況下，木材會發(fā)生纖維等速蠕滑，累積后產(chǎn)生較大變形而降低了承載能力的結(jié)果。?木材在長期荷載作用下不致引起破壞的最大強度，稱為持久強度。木材的持久強度比其極限強度小得多，一般為極限強度的50％～60％。?一切木結(jié)構(gòu)都處于某一種負(fù)荷的長期作用下，因此在設(shè)計木結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮負(fù)荷時間對木材強度的影響。29（3）負(fù)荷時間的影響

?木材的長期承載能力遠(yuǎn)（4）缺陷的影響

?木材在生長、采伐及保存過程中，會產(chǎn)生內(nèi)部和外部的缺陷。

?木材的缺陷主要有木節(jié)、斜紋、腐朽及蟲害等。

?缺陷影響了木材材質(zhì)的均勻性，破壞了木材的構(gòu)造。使木材的強度降低，對抗拉和抗彎強度影響最大。

30（4）缺陷的影響

308.2.2木材及其制品的應(yīng)用

?在建筑工程中直接使用木材常有原條、原木和鋸材三種形式。

?除直接使用木材外，還可制成各種人造板材。各類人造板及其

制品是室內(nèi)裝飾裝修的最主要的材料之一。

?室內(nèi)裝飾裝修用人造板大多數(shù)存在游離甲醛釋放問題。游離甲

醛是室內(nèi)環(huán)境主要污染物，對人體危害很大，已引起全社會的關(guān)

注。GB18580-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》規(guī)定了各類板材中甲醛限量值。

1.條木地板2.拼花木地板3.復(fù)合木地板4.膠合板5.刨花椒、木絲椒、木屑板

318.2.2木材及其制品的應(yīng)用1.條木地板31拼花木地板32拼花木地板32膠合板33膠合板33木屑板34木屑板34細(xì)木工板(大芯板)

35細(xì)木工板(大芯板)

35杉木集成材36杉木集成材368.3木材的防護與防火

8.3.1木材的腐朽與防腐原因：木材的腐朽是真菌侵害所致。

真菌在木材中生存和繁殖的三個必要條件：水分、適宜的溫度和空氣中的氧。木材完全干燥和完全浸入水中都不易腐朽。防腐措施：1.使木結(jié)構(gòu)、木制品和儲存的木材處于經(jīng)常保持通風(fēng)干燥的狀態(tài)，并對木結(jié)構(gòu)和木制品表面進行油漆處理，油漆涂層既使木材隔絕了空氣，又隔絕了水分；2.化學(xué)防腐劑注入木材中，使真菌無法寄生。

378.3木材的防護與防火8.3.1木材的腐朽與防腐378.3.2木材的防蟲木材除受真菌侵蝕而腐朽外，還會遭受昆蟲的蛀蝕。常見的蛀蟲有白蟻、天牛等。木材蟲蛀的防護方法，主要是采用化學(xué)藥劑處理。木材防腐劑也能防止昆蟲的危害。8.3.3木材的防火常用的防火方法：在木材表面涂刷或覆蓋難燃材料和用防火劑浸注木材。

388.3.2木材的防蟲38木材第8章39木材第8章18.1木材的分類與構(gòu)造

8.2木材的性能及應(yīng)用8.3木材的防護與防火408.1木材的分類與構(gòu)造28.1木材的分類與構(gòu)造

8.1.1樹木的分類樹木針葉樹闊葉樹418.1木材的分類與構(gòu)造8.1.1樹木的分類樹木針葉樹闊特點：樹葉細(xì)長，樹干通直高大，易得大材，紋理順直，材質(zhì)均勻，木質(zhì)較軟，易于

加工，故又稱軟木材。

針葉樹應(yīng)用：強度較高，表觀密度和脹縮變形較小，耐腐性較強，是建筑工程中的主要用

材，廣泛用作承重構(gòu)件、制作模板、

門窗等。常用樹種有松、杉、柏等。

42特點：樹葉細(xì)長，樹干通直高大，易得大材，針葉樹應(yīng)用：強度較高435446特點：樹葉寬大，多數(shù)樹種的樹干通直部分

較短，材質(zhì)堅硬，較難加工，故又稱

硬木材

。

闊葉樹應(yīng)用：表觀密度較大，脹縮和翹曲變形大，易開裂，在建筑中常用作尺寸較小的

裝修和裝飾

。

種類(1)材質(zhì)較硬，紋理清晰美觀。（樟木、水曲柳、桐木、柞木、榆木等）(2)材質(zhì)不很堅硬，紋理也不很清晰，但質(zhì)地較針葉木要更為細(xì)膩。

（樺木、椴木、山楊、青楊等）

45特點：樹葉寬大，多數(shù)樹種的樹干通直部分闊葉樹應(yīng)用：表觀密度較黃花梨46黃花梨8479紫檀48紫檀104911闊葉黃檀

松木

50闊葉黃檀松木12橡木黃花梨

51橡木黃花梨138.1.2木材的構(gòu)造

木材的構(gòu)造決定其性質(zhì)，針葉樹和闊葉樹的構(gòu)造略有不同，其性質(zhì)也有差異。木材宏觀結(jié)構(gòu)1.木材的宏觀構(gòu)造

樹木是由樹皮、木質(zhì)部和髓心三部分組成。

通常從樹干的三個切面進行剖析，即橫切面(垂直于樹軸)、徑切面(通過樹軸)和弦切面(平行于樹軸)。

528.1.2木材的構(gòu)造木材的構(gòu)造決定其性質(zhì)，針葉樹

從木材的橫切面上看，有許多樹種的木材，靠近樹皮的部分材色較淺，水分較多，稱為邊材。在髓心周圍部分，材色較深，水分較少，稱為心材。

心材材質(zhì)較硬、密度較大、滲透性較低、耐久性、耐腐蝕性均高于邊材。53從木材的橫切面上看，有許多樹種的木材，靠近樹皮的15每個生長周期所形成的木材，在橫切面上所看到的，圍繞著髓心構(gòu)成的同心圓稱為年輪。

在同一年輪內(nèi)，春天生長的木材，色淺、質(zhì)松，強度低，稱為早材（春材）。

夏、秋二季生長的木材，色深、質(zhì)硬，強度高，稱為

晚材（夏材）。54每個生長周期所形成的木材，在橫切面上所看到的，圍繞162.木材的微觀結(jié)構(gòu)

木材是由無數(shù)管狀細(xì)胞緊密結(jié)合而成，它們絕大部分為縱向排列，少數(shù)橫向排列(如木射線)。

每個細(xì)胞又由細(xì)胞壁和細(xì)胞腔兩部分組成，細(xì)胞壁是由細(xì)纖維組成，細(xì)纖維之間可以吸附和滲透水分，細(xì)胞腔是由細(xì)胞壁包裹而成的空腔。552.木材的微觀結(jié)構(gòu)17松木顯微構(gòu)造立體圖1．管胞；2．木射線；3．樹脂道楓香顯微構(gòu)造立體圖1．導(dǎo)管；2．木射線；3．木纖維56松木顯微構(gòu)造立體圖楓香顯微構(gòu)造立體圖18木材的管胞和木纖維

57木材的管胞和木纖維

19木材木射線

58木材木射線208.2木材的性能及應(yīng)用

8.2.1木材的性能

1.木材的含水率

?木材中所含的水分的質(zhì)量占干燥木材質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。

?木材中的水分木材中的水分存在部位蒸發(fā)順序自由水存在于細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙中首先蒸發(fā)吸附水存在于細(xì)胞壁中在自由水蒸發(fā)后，蒸發(fā)化合水以化學(xué)結(jié)合水的形式存在

?新伐木材的含水率常在35%以上；風(fēng)干木材的含水率為15%～25%；室內(nèi)干燥木材的含水率為8%～15%。

598.2木材的性能及應(yīng)用8.2.1木材的性能纖維飽和點是木材僅細(xì)胞壁中的吸附水達(dá)飽和，而細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙中無自由水存在時的含水率。其值隨樹種而異。它是木材物理力學(xué)性質(zhì)是否隨含水率而發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點。木材含水率大于纖維飽和點時，表示木材的含水率除吸附水達(dá)到飽和外，還有一定數(shù)量的自由水。此時，木材如受到干燥或受潮，只是自由水改變，故不會引起濕脹干縮。當(dāng)木材的含水率低于纖維飽和點，隨著含水率的增大，木材體積產(chǎn)生膨脹，隨著含水率的減小，木材體積收縮。

平衡含水率潮濕的木材能在干燥的空氣中失去水分；干燥的木材也能從周圍的空氣中吸取水分，如果木材長時間處于一定溫度和濕度的空氣中，便達(dá)到某一相對穩(wěn)定的含水率，這時木材的含水率稱為平衡含水率。

60纖維飽和點

平衡含水率22

?

木材具有各向異性，各個方向的干縮率不同。

?其中以弦向最大，徑向次之，縱向最小。

?這主要是因為各個方向的細(xì)胞壁的總厚度不同。

2.木材的濕脹與干縮612.木材的濕脹與干縮23含水率對木材脹縮的影響截面不同位置木材干燥引起的不同變化62含水率對木材脹縮的影響截面不同位置木材干燥引起的不同變化243.木材的強度木材的強度主要是指其抗拉、抗壓、抗彎和抗剪強度。由于木材的構(gòu)造各向不同，致使各方向強度有很大差異，因此，木材的強度有順紋強度和橫紋強度之分。

(a)順紋剪切(b)橫紋剪切(c)橫紋切斷

木材的剪切633.木材的強度(a)順紋剪切(b)

當(dāng)設(shè)順紋抗壓強度為100時，木材無缺陷時各強度大小的關(guān)系見表8.1。

表8.1木材無缺陷時各強度大小關(guān)系

抗壓抗拉抗彎抗剪順紋橫紋順紋橫紋順紋橫紋切斷10010～30200～3005～30150～20015～3050～100(a)順紋剪切(b)橫紋剪切(c)橫紋切斷木材的剪切64當(dāng)設(shè)順紋抗壓強度為100時，木材無缺陷時各強度大小表1．順紋抗拉；2．抗彎；3．順紋抗壓；4．順紋抗剪

（1）含水率對木材強度的影響纖維飽和點影響木材強度的主要因素65（1）含水率對木材強度的影響纖維飽和點影響木材強度的主要因素（2）溫度的影響

?

木材強度隨環(huán)境溫度升高會降低。?當(dāng)木材長期處于60～100℃溫度下時，會引起水分和所含揮發(fā)物的蒸發(fā)，強度下降，變形增大。?溫度超過140℃時，強度明顯下降。?因此，長期處于高溫的建筑物，不宜采用木結(jié)構(gòu)。66（2）溫度的影響

28（3）負(fù)荷時間的影響

?木材的長期承載能力遠(yuǎn)低于暫時承載能力。這是因為在長期承載情況下，木材會發(fā)生纖維等速蠕滑，累積后產(chǎn)生較大變形而降低了承載能力的結(jié)果。?木材在長期荷載作用下不致引起破壞的最大強度，稱為持久強度。木材的持久強度比其極限強度小得多，一般為極限強度的50％～60％。?一切木結(jié)構(gòu)都處于某一種負(fù)荷的長期作用下，因此在設(shè)計木結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮負(fù)荷時間對木材強度的影響。67（3）負(fù)荷時間的影響

?木材的長期承載能力遠(yuǎn)（4）缺陷的影響

?木材在生長、采伐及保存過程中，會產(chǎn)生內(nèi)部和外部的缺陷。

?木材的缺陷主要有木節(jié)、斜紋、腐朽及蟲害等。

?缺陷影響了木材材質(zhì)的均勻性，破壞了木材的構(gòu)造。使木材的強度降低，對抗拉和抗彎強度影響最大。

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