木材的力學(xué)性能-T h e mechanical pro

主講人：鄭英The

mechanicalpropertiesofwood木材的力學(xué)性能引言木材的力學(xué)性能工程中常利用木材的以下幾種強(qiáng)度：抗壓，抗拉，抗彎和抗剪。其中剪切破壞是木材主要破壞形式，包括（a）順紋剪切，（b）橫紋剪切，（c）橫紋切斷。C

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S木材的強(qiáng)度木材強(qiáng)度的影響因素ThestrengthofwoodTheinfluencingfactorsofwoodstrength1木材的各向強(qiáng)度比較木材的強(qiáng)度Thestrengthofwood由于木材是一種非勻質(zhì)材料，具有各向異性，使木材的強(qiáng)度，有很強(qiáng)的方向性，木材可強(qiáng)度大小的比值關(guān)系見表。當(dāng)以木材的順紋抗壓強(qiáng)度為1時(shí)，木材理論上各強(qiáng)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11/10~1/32~31/20~1/31.5~21/7~1/30.5~12木材強(qiáng)度的影響因素Theinfluencingfactorsofwoodstrength含水率的變化，對(duì)各強(qiáng)度的影響不一樣：對(duì)順紋抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度的影響較大；對(duì)順紋抗拉強(qiáng)度和順紋抗剪強(qiáng)度影響較小。1、順紋抗拉2、抗彎3、順紋抗壓4、順紋抗剪含水率對(duì)木材強(qiáng)度的影響當(dāng)含水率在纖維飽和點(diǎn)以上變化時(shí)，僅僅是自由水的增減，對(duì)木材強(qiáng)度沒有影響。當(dāng)含水率在纖維飽和點(diǎn)以內(nèi)變化時(shí)，隨含水率的降低，細(xì)胞壁趨于緊密，木材強(qiáng)度增加；含水量增加使細(xì)胞壁中的木纖維之間的聯(lián)結(jié)力減弱、細(xì)胞壁軟化，故強(qiáng)度降低。2.1含水率對(duì)木材強(qiáng)度的影響22.2溫度對(duì)木材強(qiáng)度的影響當(dāng)溫度由25℃升到50℃時(shí)，針葉樹抗拉強(qiáng)度降低10%～15%，抗壓強(qiáng)度降低20%～24%。當(dāng)木材長(zhǎng)期處于60℃～100℃溫度下時(shí)，會(huì)引起水分和所含揮發(fā)物的蒸發(fā)，而呈暗褐色，強(qiáng)度下降，變形增大。溫度超過140℃時(shí)，木材中的纖維素發(fā)生熱裂解，色漸變黑，強(qiáng)度明顯下降。注：長(zhǎng)期處于高溫的建筑物，不宜采用木結(jié)構(gòu)。2木材在長(zhǎng)期荷載作用下，不致引起破壞的最大強(qiáng)度，稱為持久強(qiáng)度。木材的持久強(qiáng)度與荷載木材的長(zhǎng)期負(fù)載能力遠(yuǎn)低于暫時(shí)承載能力，這是因?yàn)樵陂L(zhǎng)期負(fù)載情況下用才會(huì)發(fā)生，纖維蠕滑，積累后產(chǎn)生較大變形，而降低了承載能力的結(jié)果。木材的持久強(qiáng)度比其極限強(qiáng)度小得多，一般為極限強(qiáng)度的50%到60%。一切木材結(jié)構(gòu)都處于某一種負(fù)荷的長(zhǎng)期作用下，因此，在設(shè)計(jì)木結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷時(shí)間對(duì)木材強(qiáng)度的影響。2.3負(fù)荷時(shí)間對(duì)木材強(qiáng)度的影響2木材的疵病，主要有木節(jié)、斜紋、腐朽以及蟲害等，這些疵病并將影響木材的力學(xué)性能，但同一疵病對(duì)木材不同強(qiáng)度的影響不盡相同。木材在生長(zhǎng)、采伐以及保存過程中會(huì)產(chǎn)生各種內(nèi)部和外部的缺陷，這些缺陷統(tǒng)稱為疵病。2.4疵病對(duì)木材強(qiáng)度的影響2木節(jié)使木材順紋抗拉強(qiáng)度顯著降低，對(duì)順紋抗壓強(qiáng)度最小。在木材受橫紋抗壓和抗剪切時(shí)，木節(jié)反而增加其強(qiáng)度。木節(jié)2裂紋、腐朽和蟲害等此病會(huì)造成木材構(gòu)造的不連續(xù)性或破壞其組織，因此影響木材的力學(xué)性質(zhì)，有時(shí)甚至使木材完全失去使用價(jià)值。腐朽蟲害裂紋木材強(qiáng)度的影響因素含水率環(huán)境溫度負(fù)荷時(shí)間瑕疵木材的強(qiáng)度T