林业百科

木材强度

2023-04-16

简介

木材构件能支承载荷的所有性能。或在试验的特殊条件下,一试样或结构在规定的方向上能抵抗的最大载荷。木材的强度性质对于木材利用特别是木材设计起着重要作用。木材的主要强度性质,包括抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、抗弯强度、硬度及冲击韧性。此外,尚有较少使用的抗扭强度、疲劳强度等。

不同树种的木材,由于构造特征的差别,往往具有不同的强度性质。树木生长环境、树龄等与木材的形成有密切关系,因而任一树种的各树株,甚至一树株上不同的部位,其木材强度性质也存在或多或少的差异。早材的强度性质通常低于晚材,因此早材多的木材,较晚材占比率大的强度低。而木材的密度(ρ),是木材强度σ的可靠指标,两者间通常用直线σ=a+bρ或曲线σ=aρb关系表示,这里a、b是常数。

木材具多种类型的缺陷,如节子、斜纹理、裂纹、变色、腐朽等,均对木材的强度有不同程度的不良影响。

木材含水率低于纤维饱和点时,木材强度性质通常随含水率的增减而呈反比。当木材含水率的增减在纤维饱和点以上时,对强度没有影响。水分对木材各种强度的影响有所不同,对木材顺纹抗压强度及横纹抗压比例极限应力的影响较大,抗弯强度次之,对顺纹抗剪强度和硬度的影响又略小于抗弯强度,而以抗弯弹性模量和顺纹抗拉强度影响最小,至于冲击韧性通常看不出水分有何影响。环境温度愈高,木材的强度也随之减小;处于负温度下,除木材的抗冲击性能有所降低外,其余强度性质常随温度的降低而或多或少的增高。

长期继续作用于木构件使产生破坏的载荷,远较短期能承受的载荷小,例如一木构件在弯曲应力作用下能持续10年才破坏的载荷,仅为保持几分钟而导致破坏的载荷60%。

英文

strength of wood