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水利行业工种培训包—坝工模板工12目录树种及木材木材的缺陷和等级3木材的物理力学性能4木材天然干燥一、树种及木材(1)树种
我国的树木种类大约有7000余种，通常分为针叶树和阔叶树两大类。针叶树的叶子呈针形，多为常绿树，树干一般通直高大，纹理整齐，材质一般较软，容易加工，故又称软木，是建筑工程中主要用材。阔叶树的叶子呈大小不同的片状、网状叶脉，大多为落叶树，材质较硬，故又称硬木，刨削加工后表面有光泽，纹理美丽，耐磨，主要用于装修工程。常见的针叶树有红松、马尾松、落叶松、鱼鳞云杉、杉木等，常见的阔叶树有水曲柳、栗木、麻栎、榫木等。(2)木材
原木指伐倒后经修枝，并截成一定长度的木材，分直接使用原木和加工用原木。直接使用原木适用于作坑木、电杆，其小头直径80～300mm、长度2～10m。加工用原木，其小头直径不小于200mm，长度2～8m。
原条是只经修枝、剥皮、未经加工成材的木材，长度5m以上，梢部直径60mm以上。板方材是指按一定的规格加工成的板材和方材。板材是指断面宽为厚的3倍及3倍以上者。方材是指断面宽不足厚的3倍者。(2)木材
树木在生长过程中，因外界因素的影响而产生各种各样的缺陷；木材制材加工不当，也会造成缺陷。木材的缺陷不同程度地影响其质量。有缺陷的木材，应扬长避短，合理使用。常见的木材缺陷有以下几种：1)木节
树木在生长过程中，树干上长出的枝条，在树干中发枝的断面就是木节。木节按质地及与周围木材相结合的程度分为活节、死节和漏节三种。活节与周围木材紧密相连，质地坚硬，构造正常；死节与周围木材完全脱离或部分脱离；漏节本身构造已大部分破坏，而且已深入树干内部，与内部腐朽相连。木节破坏了木材的完整性和均匀性，降低木材的力学性能。木节对顺纹抗拉强度影响较大，对顺纹抗压强度影响较小。2)虫害
木材是一种有机体，含有纤维素，在闷热、潮湿环境，易遭害虫蛀食。根据蛀食程度不同，虫眼可分为表皮虫沟、小虫眼和大虫眼三种。蛀食深度不足10mm的虫沟为表皮虫沟；孔径不足3mm的为小虫眼；孔径在3mm以上的为大虫眼。虫害不仅降低木材强度，而且给木材带来病害。木结构所处环境应通风良好，注意防潮，必要时，用药剂处理。3)裂纹
树木在生长期间或伐倒后，由于受外力或温度、湿度变化的影响，木材纤维之间出现脱离的现象。按开裂部位和开裂方向不同，裂纹分径裂、轮裂、干裂三种。在木材断面内部、沿半径方向开裂的裂纹，称径裂。在木材断面沿年轮方向开裂的裂纹，称轮裂。由木材干燥不匀而引起的裂纹，称干裂。4)斜纹
由于木材纤维排列不正常而出现的倾斜纹理。在圆材中，斜纹呈螺旋状扭转；在成材的纵切面上，纹理呈倾斜方向。如果下锯方法不正确，通直的树干也会锯出斜纹来，称人为斜纹。
斜纹对木材顺纹抗拉强度影响最大，对顺纹抗压及顺纹抗剪强度影响较小。5)腐朽
木材受木腐菌侵蚀后，组织结构变得松软、易碎。初期腐朽对材质影响较小，后期腐朽对材质影响较大。为了防止木材腐朽，应使木结构经常保持干燥状态。(2)木材的等级
承重结构用的木材，根据木材所存在的缺陷数量和大小，均分为三级。《木结构工程施工质量验收规范》(GBJ50206-2012)规定的材料等级详见表项次缺
不允许不允许不允许2木节在构件任何150mm长度上沿周长所有木节尺寸的总和，与所测部位原木周长的比值≤1/4≤1/3≤2/5每个木节的最大尺寸与所测部位原木周长比值≤1/10（普通部位）；≤1/12（连接部位）≤1/6≤1/6死节不允许不允许允许，但直径不大于原木直径的1/5，每2m长度内不多于1个3扭纹斜率≤8％
缝时，两者之和)与原木直径的比值≤1/4≤1/3不限5髓心位置不在受剪面上不限不限6虫眼不允许允许表层虫眼允许表层虫眼板材材质标准项次缺
在构件任一面任何150mm长度上所有木节尺寸的总和与所在面宽的比值≤1/4(连接部位≤1/5)≤1/3≤2/5死节不允许允许，但不包括腐朽节，直径不应大于20mm且每延米中不得多于1个允许，但不包括腐朽节，直径不应大于50mm且每延米中不得多于2个3斜纹斜率≤5％
连接部位的受剪面及其附近不允许不允许不允许5髓心不允许不允许不允许三、木材的物理、力学性能(1)木材的物理性能木材的物理性能主要是指含水率、干缩湿胀、容重等。1)含水率。指木材中水分的重量占全干木材重量的百分比。新采伐的木材或湿材在空气中逐渐蒸发水分，一直达到与周围空气湿度平衡，这时木材的含水率称平衡含水率。木材平衡含水率随各地区温度开博体育、湿度的变化而变化，北方约12％，南方约18％。2)干缩湿胀。湿材在空气中，其水分逐渐蒸发，尺寸和体积缩小，这种现象称为干缩；干材在潮湿空气中会吸收水分，引起尺寸、体积的胀大，这种现象称为湿胀。(1)木材的物理性能
木材中所含水分分为三种：存在于细胞腔和细胞间隙中的自由水；细胞壁内细纤维间的吸附水；木材化学成分中的化合水。自由水的增减对木材的胀缩、强度没有影响；吸附水是影响木材性质的主要因素；化合水含量极少，与材性无关。
湿材干燥时，首先蒸发的是自由水，自由水已蒸发完而吸附水还处于饱和状态时的木材含水率称为纤维饱和点。纤维饱和点的含水率一般为23％～33％。纤维饱和点是材料干缩湿胀的转折点。纤维饱和点以上，含水率变化，木材的尺寸、体积不变。
不同树种其干缩湿胀特性不同，同一木材，纵向和横向的胀缩也不同。木材纵向干缩最小，可以忽略不计。弦向干缩较大，径向干缩较小，径向干缩约为弦向干缩的1/3～1/2。木材弦向湿胀最大，径向湿胀次之，纵向湿胀最小。木材干燥后，引起不均匀收缩，径向、弦向干缩的差异，使木材改变原来形状，引起翘曲、局部弯曲、扭曲、反翘、干裂等现象。(1)木材的物理性能3)容重。木材单位体积的重量。由于木材含水率不同，容重差别较大，通常以含水率为15％的容重作为标准。木材的容重为3.92～8.82kN／m3。容重大的木材，组织致密、强度高；容重小的木材，组织疏稀、强度低。(2)木材的力学性能
木材的力学性能是指木材抵抗外力作用的能力。构件在外力作用下，单位截面积上所产生的内力，称为应力。木材抵抗外力破坏时的应力，称为木材的极限强度。1）木材的抗拉强度木材的抗拉强度有顺纹抗拉强度和横纹抗拉强度两种。①顺纹抗拉强度。外力与木材的纤维方向相平行的抗拉强度。木材标准小试件测得的顺纹抗拉强度，是木材所有强度中最高的，但由于木节、斜纹、裂纹等木材缺陷对抗拉强度影响很大，工程所用木材的顺纹抗拉强度反而比顺纹抗压强度低。木屋架的下弦杆、竖杆均为顺纹受拉构件。②横纹抗拉强度。外力与木材纤维方向相垂直的抗拉强度。一般木材横纹抗拉强度约为顺纹抗拉强度的1/4～1/10。(2)木材的力学性能2）木材的抗压强度木材的抗压强度有顺纹抗压强度和横纹抗压强度两种。①顺纹抗压强度。外力与木材纤维方向相平行的抗压强度。木材的缺陷对顺纹抗压强度影响较小。屋架中的斜腹杆、木柱、木桩均为顺纹受压构件。②横纹抗压强度。外力与木材纤维方向相垂直的抗压强度。木材的横纹抗压强度比顺纹抗压强度低。垫木、枕木均为横纹受压构件。(2)木材的力学性能3）木材的抗弯强度木材受弯时，横截面上分受拉区和受压区，受拉区是顺纹抗拉开博体育，受压区是顺纹抗压。檩条、搁栅、木模板均为受弯构件。由于木材的缺陷对抗拉强度影响较大，对抗压强度影响较小，因此，不允许受弯构件受拉区内存在木节、斜纹等缺陷。4）木材的抗剪强度外力作用于木材，使其一部分脱离邻近部分而滑动时，在滑动面上单位面积所承受的外力，称为木材的抗剪强度。木材的抗剪强度有顺纹抗剪强度、横纹抗剪强度和剪断强度三种影响木材力学性能的主要因素有木材的含水率、荷载时间、温度及木材的缺陷等。(2)木材的力学性能①含水率的影响。木材含水率低于纤维饱和点时，含水率愈高，木材的强度越低；木材含水率高于纤维饱和点时，含水率变化，木材强度不变。含水率变化，对抗压、抗弯强度影响较大，对抗剪强度影响次之，对抗拉强度影响最小。②荷载作用时间长短的影响。木材在荷载长期作用下的持久强度为瞬时强度的50％～60％。③温度的影响。温度升高，木材的强度降低。木材在O度以下，强度增加，但木质变脆，一旦解冻后，各种强度都低于原来未冻时的强度。④木材缺陷的影响。木节和斜纹对顺纹抗拉强度影响最大，对顺纹抗压强度影响较小。裂纹、虫害及腐朽造成木材构造的不连续性或破坏其组织，严重影响木材的力学性质，甚至使木材完全丧失使用价值。四、木材天然干燥木材天然干燥
天然干燥法是将木材堆垛在空旷场地或棚内，利用空气作传热、传湿介质，利用太阳辐射热量，使木材中水分逐渐蒸发，达到一定的干燥程度。堆垛场地要求干燥，利于排水，通风条件良好，满足防火要求。堆垛时，应按树种、规格和干湿情况分类。材堆下方用砖墩或其他原木作垫基，垫基高度一般在500mm以上，以便材堆底部通风。原木顺排堆垛，因垛内空气流通困难，要定期翻垛，以防止木材腐朽开博体育。板方材一般分层纵横交叉堆垛，垛顶利用木材残次料铺盖，铺成斜坡，以利排水开博体育。各堆垛应编号挂牌，注明堆垛日期，并经常检查干燥情况。
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