木材的力學性質(zhì)也具各向異性的特點。當受力方向與纖維方向―致時,為順紋受力。當受力方向垂直于纖維方向時,為橫紋受力。
木材中由厚壁細胞承擔外力,這類細胞愈多,細胞壁愈厚,則強度愈高,因此,木材的表觀密度愈大、夏材含量愈多,則強度愈高。
1)抗拉強度
木材順紋受拉破壞,往往木纖維未被拉斷,而纖維間先被撕裂。順紋抗拉強度是木材所有強度中最大的,約為順紋抗壓強度的2~3倍。木材的疵點(木節(jié)、斜紋等)對順紋抗拉強度影響很大,因而木材實際的順紋抗拉能力反較順紋抗壓能力低。再者,木材受拉桿件連接處應力復雜,使順紋抗拉強度難以充分利用。
木材橫紋抗拉強度很小,僅為順紋抗拉強度的2.5%~10%,工程中―般不使用。
2)抗壓強度
。1)順紋抗壓。木材順紋受壓破壞是木材細胞壁喪失穩(wěn)定性的結(jié)果,而非纖維的斷裂。木材順紋抗壓強度較高,僅次于順紋抗拉與抗彎強度,且木材的疵點對其影響甚小,因此這種強度在土木工程中利用最廣。
(2)橫紋抗壓。這種受壓作用,使木材的細胞腔被壓扁,產(chǎn)生大量變形。開始時變形與外力成正比,超過比例極限時,細胞壁失去穩(wěn)定,細胞腔被壓扁。木材的橫紋抗壓強度以使用中所限制的變形量來決定,通常取其比例極限作為橫紋抗壓強度極限指標。橫紋抗壓強度―般為順紋抗壓強度的10%~20%.
3)抗彎強度
木材受彎曲時,內(nèi)部應力復雜,在梁的上部受到順紋抗壓、下部為順紋抗拉,而在水平面和垂直面中是剪應力。木材受彎時,受壓區(qū)首先達到強度極限,出現(xiàn)小皺紋,但不立即破壞,隨著外力增大,受壓區(qū)皺紋擴展,產(chǎn)生大量塑性變形,受拉區(qū)達到強度極限時,纖維本身及纖維間聯(lián)結(jié)斷裂而導致破壞。
木材順紋抗彎強度很高,為順紋抗壓強度的1.5~2倍,所以土木工程中應用很廣。但木材疵病對其影響很大,特別是當它們分布在受拉區(qū)時。
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