10 第10章 木材.pptx

第1页：第10章 木材

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第2页：第10章 木材内容导览

本章内容10.1木材分类与构造10.2木材的物理力学性质10.3木材在工程中的应用10.4木材的等级与综合利用10.5木材的防腐与防火

第3页：10.1 木材分类与构造

10.1.1树木的分类树木一般按树叶可分为针叶树和阔叶树两大类

(1)针叶树树叶细长呈针状，多为常绿树，树干通直高大，易得大材，其纹理顺直，材质均匀，木质较软而易于加工，故又称软木材

(2)阔叶树树叶宽大呈片状，多为落叶树，多数树种其树干通直部分较短，材质坚硬，较难加工，故又称硬木材

第4页：10.1.2 木材的构造

木材的构造是决定木材性质的主要因素

不同树种以及生长环境条件不同的树材，其构造差别很大

研究木材的构造通常从宏观和微观两个方面进行

1．木材的宏观构造木材的宏观构造用肉眼和放大镜就能观察到，通常从树干的三个切面上来进行剖析，即横切面(垂直于树轴的面)、径切面(通过树轴的纵切面)和弦切面(平行于树轴的纵切面)

第5页：树干的三个切面

树干的3个切面1—树皮

2—木质部

3—年轮

4—髓线

5—髓心

第6页：木材的宏观构造

树木是由树皮、木质部和髓心三个主要部分组成

髓心是树木最早形成的木质部分，它易于腐朽一般不用

建筑使用的木材都是树木的木质部，木质部是髓心和树皮之间的部分，是木材主体

木质部的颜色不均一，一般而言，接近树干中心者木色较深，称心材，靠近外围的部分色较浅，称边材

心材含水量较少，不易翘曲变形，耐蚀性较强

边材含水量较多，易翘曲变形，耐蚀性也不如心材

一般心材比边材的利用价值大些

第7页：木质部的构造

从横切面上看到木质部具有深浅相间的同心圆环，即所谓年轮，同一年轮内，春天生长木质，色较浅，质较松，称为春材(早材)，夏秋两季生长的木质，色较深，质较密，称为夏材(晚材)

相同树种，年轮越密而均匀，材质越好

夏材部分愈多，木材强度愈高

从髓心向外的辐射线，称为髓线，髓线与周围连接较差，木材干燥时易沿此开裂

年轮和髓线组成了木材美丽的天然纹理

第8页：木材的微观构造

2．木材的微观构造木材的微观构造需在显微镜下观察，这时可以看到，木材是由无数管状细胞紧密结合而成，它们大部分为纵向排列，少数横向排列(如髓线)

每个细胞又由细胞壁和细胞腔两部分组成，细胞壁又是由细纤维组成，所以木材的细胞壁越厚，细胞腔越小，木材越密实，其表观密度和强度也越大，但胀缩变形也大

与春材相比，夏材的细胞壁较厚，细胞腔较小，所以夏材的构造比春材密实

第9页：10.2 木材的物理力学性质

10.2.1木材的含水量木材的含水量用含水率表示，是指木材中所含水的质量占干燥木材质量的百分数

1．木材中的水分木材中主要有三种水，即自由水、吸附水和结合水

自由水是存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水分，吸附水是被吸附在细胞壁内细纤维之间的水分，结合水为木材化学成分中的结合水

第10页：木材的纤维饱和点

2．木材的纤维饱和点木材干燥时，自由水先蒸发，然后吸附水才蒸发

反之，干燥的木材吸水时，先吸收成为吸附水，而后才吸收成为自由水

当木材中无自由水，而细胞壁内吸附水达到饱和时，这时的木材含水率称为纤维饱和点

木材的纤维饱和点随树种而异，一般介于25％～35％，通常取其平均值，约为30％

纤维饱和点是木材物理力学性质发生变化的转折点

第11页：木材的平衡含水率

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

木材的平衡含水率是木材进行干燥时的重要指标

木材平衡含水率随其所在地区不同而异，我国北方为12％左右，南方约为18％，长江流域一般为15％

第12页：木材的湿胀干缩变形

10.2.2木材的湿胀与干缩变形木材具有很显著的湿胀干缩性，其规律是：当木材的含水率在纤维饱和点以下时，随着含水率的增大，木材体积产生膨胀，随着含水率减小，木材体积收缩

而当木材含水率在纤维饱和点以上，只是自由水增减变化时，木材的体积不发生变化

纤维饱和点是木材发生湿胀干缩变形的转折点

第13页：干湿变形与树种的关系

木材的干湿变形的大小随树种不同，变形的大小也不同

一般体积密度大，夏材率含量高时，胀缩变形就大

同时由于构造不均匀，同一木材当含水率变化时各方向变形的大小也不同，其变形为弦向最大

径向次之

顺纹方向变形最小

干缩对木材的使用有很大的影响，它会使木材产生裂缝或翘曲变形，以至引起木结构的结合松弛或凸起等

第14页：木材含水率与胀缩变形的关系

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第15页：10.2.3 木材的强度

1.木材强度的概念在建筑结构中，木材常用强度有抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度

由于木材的构造各向不同，致使各向强度有差异，因此木材的强度有顺纹强度和横纹强度之分

木材的顺纹强度比其横纹强度要大得多，所以工程上均充分利用它们的顺纹强度

顺纹

作用力方向与木材纤维方向平行。

横纹

作用力方向与纤维方向垂直。

第16页：木材的剪切强度

木材的剪切(a)顺纹剪切

(b)横纹剪切

(c)横纹切断木材各项强度值的比较(以顺纹抗压强度为1)横纹切断顺纹抗剪抗弯横纹抗拉顺纹抗拉横纹抗压顺纹抗压1/2～11/7～1/33/2～21/20～1/32～31/10～1/31

第17页：影响木材强度的主要因素

2.影响木材强度的主要因素(1)含水量的影响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

我国木材试验标准规定，以标准含水率(即含水率12%)时的强度为标准值.

第18页：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19页：负荷时间的影响

(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20页：温度的影响

(3)温度的影响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21页：疵病的影响

(4)疵病的影响木材在生长、采伐、保存过程中，所产生的内部和外部的缺陷，统称为疵病，木材的疵病主要有木节、斜纹、裂纹、腐朽和虫害等

裂纹、腐朽、虫害等疵病，会造成木材构造的不连续性或破坏其组织，因此严重影响木材的力学性质，有时甚至能使木材完全失去使用价值

(5)夏材率的影响夏材（晚材）比春材（早材）密实，因而强度也高

木材中夏材率越高，强度也越高

由于夏材率增高，木材的表观密度也增大，故一般情况下，木材的表观密度大其强度也高

第22页：10.3 木材在工程中的应用

10.3.1木材的优良特性木材具有下列主要的优良特性：(1)质轻而强度高

(2)弹性和韧性好

(3)导热系数小

(4)装饰性好

(5)耐久性好

(6)材质较软易于加工

第23页：木材在建筑结构中的应用

1.木材在建筑结构中的应用木材是传统的建筑材料，在古建筑和现代建筑中都得到了广泛应用

在结构上，木材主要用于构架和屋顶，如梁、柱、桁檩、椽、望板、斗拱等

我国许多古建筑物均为木结构，它们在建筑技术和艺术上均有很高的水平，并具独特的风格

木材由于加工制作方便，故广泛用于房屋的门窗、地板、天花板、扶手、栏杆、隔断、搁栅等

另外，木材在建筑工程中还常用作混凝土模板及木桩等

第24页：木装修与木装饰的应用

2.木装修与木装饰的应用在国内外，木材历来被广泛用于建筑室内装修与装饰，它给人以自然美的享受，还能使室内空间产生温暖与亲切感

(1)条木地板(2)拼花木地板(3)护壁板(4)木花格(5)旋切微薄木(6)木装饰线条

第25页：10.4 木材的等级与综合利用

10.4.1木材的等级对于建筑用木材，通常以原木、板材、枋材三种型材供应

而枋材则为宽度不足三倍厚度的型材

各种商品材均按国家材质标准，根据木材缺陷情况进行分等分级，通常分为一、二、三、四等，结构和装饰用木材一般选用等级较高者

原木

去枝去皮后按规格锯成一定长度的木料。

板材

宽度为厚度的三倍或三倍以上的型材。

第26页：10.4.2 木材的综合利用

1.胶合板胶合板是用原木旋切成薄片，再用胶按奇数层数及各层纤维互相垂直的方向，粘合热压而成的人造板材

2.纤维板纤维板是将木材加工下来的板皮、刨花、树枝等废料，经破碎浸泡、研磨成木浆，再加入一定胶料，经热压成型、干燥处理而成的人造板材

3.刨花板、木丝板、木屑板刨花板、木丝板、木屑板是分别以刨花木渣、短小废料刨制的木丝、木屑等为原料，经干燥后拌入胶料，再经热压而制成的人造板材

第27页：10.5 木材的防腐与防火

10.5.1木材的腐朽与防腐1.木材的腐朽木材是天然有机材料，受到真菌侵害后会改变颜色，结构逐渐变得松软、脆弱，强度和耐久性降低，这种现象称为木材的腐朽

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

第28页：木材防腐措施

2.木材防腐措施根据木材产生腐朽的原因，通常防止木材腐朽的措施有以下两种：(1)破坏真菌生存的条件(2)把木材变成有毒的物质10.5.2木材的防火所谓木材的防火，就是将木材经过具有阻燃性能的化学物质处理后，变成难燃的材料，以达到遇小火能自熄，遇大火能延缓或阻滞燃烧蔓延，从而赢得扑救的时间