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2013年一级建筑师木结构考前辅导精选二
三、木材的物理性能
1 .木材的含水率
木材的含水率对木材强度有很大的影响,随含水率的增加木材强度降低。当含水率达到纤维饱和点时,木材的强度不再降低。含水率对受压、受弯、受剪及承压强度影响较大,而对受拉强度影响较小。
按照含水率大小,木材可分为干材(含水率小于 18 % )、半干材(含水率等于 18 %一 25 % )和湿材(含水率大于 25 % )。 《 规范 》 规定,在制作构件时,木材的含水率应符合下列要求:
( 1 )现场制作的原木或方木结构不应大于 25 % ;
( 2 )板材和规格材不应大于 20 % ;
( 3 )受拉构件的连接板不应大于 18 % ;
( 4 )作为连接件不应大于 15 % ;
( 5 )层板胶合木结构不应大于 15 % ,同一构件各层木板间的含水率差别不应大于 5 %。
2 .木材的湿胀、干裂与翘曲
当木材的含水率在纤维饱和点以下变化而引起木材的湿胀或干裂时,其尺寸变化的规律是相似的。由于干缩会引起开裂和翘曲,对于木结构的工作影响较大,因此木结构的干缩更需要引起重视。
原木或带髓心的方木在干燥过程中开裂的原因主要有两种:
( 1 )环向的收缩受到径向的约束,沿年轮产生的环向拉应力;
( 2 )木材外层的水分蒸发速度比内层快,其收缩变形受到内层的阻碍时,亦产生环向拉应力。上述两种原因产生的拉应力之和,超过了木材的抗拉强度时,即由外向内发生开裂。木材端部水分蒸发较快,常形成严重的端裂,应设法预防。
对于板材而言,在干燥过程中,环向和径向两个方向的干缩率不同,不会致使开裂,若任其自由变形,则发生翘曲。
3 .木材的缺陷
天然生长的木材不可避免的会存在一些缺陷。对木材影响最大的缺陷是腐朽和虫蛀,这是任何等级的木材都绝对不允许的。对木材强度有影响的缺陷还包括:木节、斜纹、裂缝和髓心。
四、木材的力学性能
1 .木材的受拉性能
木材顺纹抗拉强度最高,而横纹抗拉强度很低,仅为顺纹抗拉强度的 1 / 10~1 / 40 。斜纹受拉强度介于顺纹与横纹两者之间,因而应尽量避免木材横纹受拉。木材受拉破坏前的变形很小,没有显著的塑性变形,属于脆性破坏。故 《 规范 》 对木材受拉除了采用较低的强度设计值外,还要求使用工级材,对未材的缺陷给予严格限制。
2 .木材的受压性能
木材受压时,有较好的塑性变形,可以使应力集中逐渐趋于缓和,所以局部削弱对木材受压的影响比受拉时小得多,木节、斜纹和裂缝等缺陷也较受拉时的影响缓和。木材受压时的工作性能要比受拉时可靠得多,因此对木材的选择较受拉时为宽,可采用III级材。
两个构件利用表面互相接触传递压力叫承压。在木结构的接头和连接中常遇到承压的情况。根据木材承压的外力与木纹所成的角度不同,可分为顺纹承压、横纹承压和斜纹承压(图 7-1 )。
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