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木材的强度特点有哪些

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木材的强度特点有哪些

木材构造上的各向异性,使木材的力学强度具有明显的方向性。在顺纹方向,木材的抗压和抗拉强度都较高,比横纹方向高得多。而在横纹方向,弦向与径向又不同。

影响木材强度的因素

1、含水率

木材含水率在纤维饱和点以下时,含水率降低,吸附水减少,细胞壁紧密,木材强度增加反之,强度降低。当含水率超过纤维饱和点时,只是自由水变化,木材强度不变。

2、疵病

木材构造上的不规则性,内部或外部的损伤及各种不同形式的缺陷,统称为木材的疵病,包括节子、变色、虫眼、裂纹、斜纹、偏心等,疵病是木材中最薄弱的环节,疵病越多,则强度愈低,愈易破坏。

3、环境温度

木材受热后,细胞壁中胶结物质会软化,从而引起木材强度降低。研究表明,当温度从25℃升高至50℃时,木材的顺纹抗压强度会降低20%~40%。温度高于100℃时,木材会被烤焦和变形,并有部分挥发物分解,强度下降。温度高于140℃时,木材的纤维素会发生热裂解,变形明显并导致开裂,强度急剧下降。因此,长期处于高温作用下(60℃以上)的结构,不宜使用木材。

4、负荷时间

木材的长期承载能力远低于短期承载能力。因为在长期荷载作用下,木材会发生纤维等速蠕滑,累积后产生较大变形,降低承载能力。因此,木材的长期强度远低于木材的短期强度。

木材有很好的力学性质,但木材是有机各向异性材料,顺纹方向与横纹方向的力学性质有很大差别。木材的顺纹抗拉和抗压强度均较高,但横纹抗拉和抗压强度较低。

木材强度还因树种而异,并受木材缺陷、荷载作用时间、含水率及温度等因素的影响,其中以木材缺陷及荷载作用时间两者的影响最大。因木节尺寸和位置不同、受力性质(拉或压)不同,有节木材的强度比无节木材可降低30~60%。在荷载长期作用下木材的长期强度几乎只有瞬时强度的一半。