木材的力学性质也具各向异性的特点。当受力方向与纤维方向―致时,为顺纹受力。当受力方向垂直于纤维方向时,为横纹受力。
木材中由厚壁细胞承担外力,这类细胞愈多,细胞壁愈厚,则强度愈高,因此,木材的表观密度愈大、夏材含量愈多,则强度愈高。
1)抗拉强度
木材顺纹受拉破坏,往往木纤维未被拉断,而纤维间先被撕裂。顺纹抗拉强度是木材所有强度中最大的,约为顺纹抗压强度的2~3倍。木材的疵点(木节、斜纹等)对顺纹抗拉强度影响很大,因而木材实际的顺纹抗拉能力反较顺纹抗压能力低。再者,木材受拉杆件连接处应力复杂,使顺纹抗拉强度难以充分利用。
木材横纹抗拉强度很小,仅为顺纹抗拉强度的2.5%~10%,工程中―般不使用。
2)抗压强度
(1)顺纹抗压。木材顺纹受压破坏是木材细胞壁丧失稳定性的结果,而非纤维的断裂。木材顺纹抗压强度较高,仅次于顺纹抗拉与抗弯强度,且木材的疵点对其影响甚小,因此这种强度在土木工程中利用最广。
(2)横纹抗压。这种受压作用,使木材的细胞腔被压扁,产生大量变形。开始时变形与外力成正比,超过比例极限时,细胞壁失去稳定,细胞腔被压扁。木材的横纹抗压强度以使用中所限制的变形量来决定,通常取其比例极限作为横纹抗压强度极限指标。横纹抗压强度―般为顺纹抗压强度的10%~20%.
3)抗弯强度
木材受弯曲时,内部应力复杂,在梁的上部受到顺纹抗压、下部为顺纹抗拉,而在水平面和垂直面中是剪应力。木材受弯时,受压区首先达到强度极限,出现小皱纹,但不立即破坏,随着外力增大,受压区皱纹扩展,产生大量塑性变形,受拉区达到强度极限时,纤维本身及纤维间联结断裂而导致破坏。
木材顺纹抗弯强度很高,为顺纹抗压强度的1.5~2倍,所以土木工程中应用很广。但木材疵病对其影响很大,特别是当它们分布在受拉区时。
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