二级建筑师辅导之木结构用木材

二级建筑师辅导之木结构用木材

木构造(timberstructure)是指以木材为主制作的构造。

由于我国树木分布广泛，易于取材;木材采伐和加工便利，同时质轻且强，所以木材很早就被用来建筑房屋与桥梁。但是，由于术材存在着各向异性、自然缺陷(木节、斜纹、髓心、裂缝等)、易腐、易蛀和易裂等缺点，对木构造的构造形式、节点连接，施工质量以及使用期维护都有比拟高的要求，以保证木构造有足够的牢靠性和耐久性。

木构造生长速度缓慢，而木材资源有限，因此，建筑木构造除了做到保证安全和人体安康以外，还要合理利用木材，大力进展人工林，转变过去对生态爱护重视不够，森林资源破坏严峻的状况，促进我国木构造安康地可持续性进展。

承重木构造应在正常温度和湿度环境中项房屋构造和构筑物中使用。凡处于以下生产和使用条件的状况，不应采纳木构造：

(1)极易引起火灾的;

(2)受生产性高温影响，木材外表温度高于50℃的;

(3)常常受潮且不易通风的。

二、木材的分类

木构造用的木材分为针叶材和阔叶材。主要承重构件宜采纳针叶材，重要的木质连接件应采纳细密、直纹、无节和无其他缺陷且耐腐蚀的硬质阔叶材。

承重木构造用的木材，根据其材质，从好到坏可分为i、ii、iii级，设计时应依据受力的种类进展选用：受拉或拉弯构件材质等级选用i级;受弯或压弯构件材质等级选用ii级;受压构件及次要受弯构件材质等级选用iii级。承重构造木材材质标准参见《木构造设计标准》(gb50005-2022)(本节以下简称《标准》)附录a。

木构造用材按使用截面的不同，可分为原木、锯材和胶合材。

(1)原木(log)是指伐倒并除去树皮、树枝和树梢的树干。

(2)锯材(sawnlumber)是指由原木锯制而成的任何尺寸的成品材或半成品材。锯材又分方木(squaretimber)、板材(plank)和规格材(dimensionlumber)。方木是指直角锯切且宽厚比小于3的，截面为矩形或正方形的锯材。板材是指宽度为厚度3倍或3倍以上的矩形锯材。规格材是指按轻型木构造设计的需要，木材截面宽度和高度按规定尺寸加工的规格化木材。

(3)胶合材(gluedlunber)是指以木材为原料通过胶合压制而成的柱型材和各种板材的总称。

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。当含水率到达纤维饱和点时，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。

根据含水率大小，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%)。《标准》规定，在制作构件时，木材的含水率应符合以下要求：

(1)现场制作的原木或方木构造不应大于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)层板胶合木构造不应大于15%，同一构件各层木板间的含水率差异不应大于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像的。由于干缩会引起开裂和翘曲，对于木构造的工作影响较大，因此木构造的干缩更需要引起重视。

原木或带髓心的方木在枯燥过程中开裂的缘由主要有两种：

(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。上述两种缘由产生的拉应力之和，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，常形成严峻的端裂，应设法预防。

对于板材而言，在枯燥过程中，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。