在建筑方面,作为建筑结构材料的木材需承受拉力、压力、弯应力、剪应力。由于木材本身的构造原因,使其具有各向异性,因此强度可分为顺纹和横纹强度,而在横纹方向,又有径向和弦向之分。所谓顺纹,是指作用力的方向与纤维方向平行:所谓横纹,是指作用力的方向与纤维方向垂直。和木材的横纹强度相比,它的顺纹强度要大得多,因此在建筑工程上人类基本利用的是木材的顺纹强度。
按照理论分析,在所有木材强度之中,强度最大的是顺纹抗拉强度,再往下是抗弯强度和抗压强度,而实际使用过程中则有不同,某些时候木材的顺纹抗压强度反而更高,因为木材中存在一些缺陷,如节子、腐朽、虫害、裂纹等,这些缺陷的存在会显著降低木材的抗拉强度,而对抗压强度影响很小。
1.抗压强度:在木材的抗压强度方面,它的比较公式为:顺纹>横纹,径向>弦向。木材顺纹受压破坏通常是由于木材内部细胞壁丧失稳定性而导致的,并非纤维的断裂,横纹受压破坏则是由于木材受力过大后出现明显变形而导致的。
2.抗拉强度:木材的顺纹抗拉强度是各种力学强度中最高的,顺纹抗拉破坏的原因一般是木材体内纤维断裂所造成的。由于木材纤维之间的横向联结很弱,因此木材的横纹抗拉强度很小。
3.抗弯强度:木材抗弯强度介于顺纹抗拉强度和抗压强度间。木材受弯时其上部为顺纹受压,下部为顺纹抗拉,水平面内则有剪力,发生破坏时一般是木材上部受压区达到强度极限,发生变形,但由于此时受拉区还能承受力,构件还能继续使用,直至受拉区也到达强度极限,就会发生整体最终破坏。(www.xing528.com)
4.抗剪强度:木材的顺纹抗剪强度低于横纹抗剪强度。木材受剪切作用时,根据力对木材纤维作用方向的不同,可分为顺纹剪切,横纹剪切和横纹切断三种。顺纹剪切破坏一般是因为木材体内纤维直径发生撕裂而导致纵向位移以及受到的横纹拉力作用所致;横纹剪切破坏则是由于剪切面中纤维的横向联结被撕裂而导致的;横纹切断破坏则是木材纤维被切断,这时强度较大,一般为顺纹剪切的4~5倍。为了便于比较,木材各种强度数值列于表3-1中。
表3-1 木材强度大小关系 单位:MPa
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