木材力學(xué)性能參考ppt課件-資料下載頁
2025-05-12 12:19本頁面
【正文】 、斜紋、裂紋、蟲眼、變色和腐朽等。木材缺陷破壞了木材的正常構(gòu)造，必然影響木材的力學(xué)性質(zhì)，其影響程度視缺陷的種類、質(zhì)地、尺寸和分布等而不同。 木節(jié)o 節(jié)子的纖維與其周圍的纖維成直角或傾斜，節(jié)子周圍的木材形成斜紋理，使木材紋理的走向受到干擾。節(jié)子破壞了木材密度的相對均質(zhì)性，而且易于引起裂紋。節(jié)子對木材力學(xué)性質(zhì)的影響決定于節(jié)子的種類、尺寸、分布及強(qiáng)度的性質(zhì)1— 卵圓形、 2— 長條形和 3— 掌狀節(jié) 1— 活節(jié)和 2— 死節(jié) 木節(jié)對橫紋抗壓強(qiáng)度的影響不明顯，當(dāng)節(jié)子位于受力點(diǎn)下方，節(jié)子走向與施力方向一致時(shí)，強(qiáng)度不僅不降低反而出現(xiàn)增高的現(xiàn)象。木節(jié)對抗剪強(qiáng)度的影響研究得還不多，當(dāng)弦面受剪時(shí)，節(jié)子起到增強(qiáng)抗剪強(qiáng)度的作用。 斜紋理 o 斜紋理是指木材纖維的排列方向與樹軸或材面成一角度者。在原木中斜紋理呈螺旋狀，其扭轉(zhuǎn)角度自邊材向髓心逐漸減小。在成材中呈傾斜狀。關(guān)于斜紋理形成的原因，說法很多，其中以遺傳形成斜紋理的現(xiàn)象比較明顯，其次有人認(rèn)為樹木無主根特別是為蔓生根者形成斜紋理，也有人認(rèn)為是風(fēng)、光、重力等因素單獨(dú)或共同作用的結(jié)果。對于斜紋理的解釋尚無公認(rèn)的統(tǒng)一說法。落葉松、桉樹及馬尾松的斜紋理十分明顯。 斜紋理對木材順紋抗拉、抗彎和順紋抗壓的影響 樹干形狀的缺陷o 樹干形狀的缺陷包括彎曲、尖削、凹兜和大兜。這類缺陷有損于木材的材質(zhì)，降低成材的出材率，加工時(shí)纖維易被切斷，降低木材的強(qiáng)度，尤其對抗彎、順紋抗拉和順紋抗壓強(qiáng)度的影響最為明顯。 裂紋o 木材的裂紋，根據(jù)裂紋的部位和方向分為徑裂和輪裂。裂紋不僅發(fā)生于木材的貯存、加工和使用過程，而且有的樹木在立木時(shí)期已發(fā)生裂紋。立木的輪裂在樹干基部較為嚴(yán)重，由下向上逐漸減輕。徑裂多在貯存期間由于木材干燥而產(chǎn)生。當(dāng)木材干燥時(shí)原來立木中的裂紋還會繼續(xù)發(fā)展。裂紋不僅降低木材的利用價(jià)值，而且影響木材的力學(xué)性質(zhì)，其影響程度的大小視裂紋的尺寸、方向和部位而不同。 應(yīng)力木o 林分中生長正常的林木，通常其干形通直。但當(dāng)風(fēng)力或重力作用于樹木時(shí)，其樹干往往發(fā)生傾斜或彎曲；或者，當(dāng)樹木發(fā)生偏冠時(shí)，樹干中一定部位會形成反常的木材組織。這類因樹干彎曲形成的異常木材（Abnormal wood）被稱為應(yīng)力木（ Tension wood）。針葉樹中，應(yīng)力木形成于傾斜、彎曲樹干或樹枝的下方 ,稱之為應(yīng)壓木（ Compression wood）。闊葉樹中，應(yīng)力木產(chǎn)生于傾斜、彎曲樹干或樹枝的上方，稱之為應(yīng)拉木（ Tension wood）。應(yīng)力木在木段的橫斷面呈偏心狀，年輪偏寬的一側(cè)為應(yīng)力木部分。 針葉樹應(yīng)壓木和闊葉樹應(yīng)拉木 木材的變色和腐朽o 木材為天然有機(jī)材料，在保管和使用過程中易遭受菌類的危害，發(fā)生變色和腐朽，給木材的利用造成極大的不良影響。危害木材的菌類屬于真菌類。真菌的種類很多，對于木材的破壞各不相同，通常根據(jù)其對木材的破壞形式可分為木腐菌、變色菌和霉菌三類，其中主要是木腐菌。危害木材的菌類除真菌以外，還有少數(shù)的細(xì)菌。 木材容許應(yīng)力及其確定方法 o 木材容許應(yīng)力o 木材力學(xué)性質(zhì)研究主要是為木構(gòu)件安全設(shè)計(jì)服務(wù)。木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的是正確處理安全與經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，既要保證結(jié)構(gòu)的安全，使之在一定的年限內(nèi)正常使用，又要最小限度的耗費(fèi)材料。因此研究木材的容許應(yīng)力和合理使用木材有著重要意義。 確定木材容許應(yīng)力應(yīng)考慮的因素o 木材強(qiáng)度的變異o 木材是生物材料，變異較大。因樹種、產(chǎn)地和木材在樹干中的部位不同，木材強(qiáng)度存在著變異。因此除了解木材的平均強(qiáng)度以外，還應(yīng)了解木材強(qiáng)度的變化異范圍，用變異系數(shù) (V)來表示。 興安落葉松木材試樣抗彎強(qiáng)度頻率分布 荷載的持久性o 目前長期荷載對木材強(qiáng)度的影響，許多國家都采用小而無疵試樣強(qiáng)度的 2/3(即 )作為長期荷載強(qiáng)度的數(shù)值；若為恒載，則用 1/2。建筑結(jié)構(gòu)物大部均為恒載和活載的共同作用，故在 《 木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 中，引用的長期荷載強(qiáng)度折減系數(shù) K2＝ 。 木材缺陷對強(qiáng)度的影響構(gòu)件的受力類 型 節(jié) 徑比 折減系數(shù) K3順 紋 受 拉順 紋 受 壓抗 彎順 紋 受 剪1/31/22/5－ 構(gòu)件干燥缺陷的影響o 用來推算木材容許應(yīng)力的木材強(qiáng)度，是以木材含水率為 12％為基準(zhǔn)。木結(jié)構(gòu)工程中，因條件限制大部分使用濕村作構(gòu)件。當(dāng)濕材在氣干過程中，一般都要發(fā)生開裂和撓曲，從而降低構(gòu)件的強(qiáng)度。因此也要考慮木材干燥產(chǎn)生缺陷的影響。 荷載偏差的折減o 荷載的超載、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工的偏差以及構(gòu)件缺口處引起的應(yīng)力的集中（應(yīng)力集中主要考慮順紋拉伸），均可影響構(gòu)件的強(qiáng)度，對于這些因子， 《 木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 均確定了折減系數(shù)。木材容許應(yīng)力應(yīng)考慮的因素o 1）木材強(qiáng)度的變異 K1=（變異系數(shù)）o 2）荷載的持久性 K2o 3）木材缺陷對強(qiáng)度的影響 K3o 4）構(gòu)件干燥缺陷影響 K4o 5）應(yīng)力集中系數(shù) K5o 6）超載系數(shù) K6o 7）結(jié)構(gòu)偏差系數(shù) K7o [σ ]= σ12K1K2K3K4K5/（ K6K7）o K= σ12K1K2K3K4K5/（ K6K7）o o 木結(jié)構(gòu)部件安全系數(shù)為折減系數(shù)之倒數(shù)，為強(qiáng)度平均值 σ與容許應(yīng)力 [σ]的比值，其計(jì)算公式為：o A=1/K= σ /[σ ]o o 在我國木結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)一般為 ～ ，比金屬等其它材料要高。受力性 質(zhì) K1 K2 K3 K4 K5 K6抗 彎 — 順紋 抗 壓 — 順紋 抗拉 順紋 抗剪 — 各項(xiàng)因素對木材強(qiáng)度的影響系數(shù)o本章課程學(xué)習(xí)結(jié)束，謝謝
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