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中意竹木工程:承重木结构对木材含水率的要求

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时间:2019/11/11 5:59:04
  在制作建设木结构建筑时,对木材的含水率有严格的要求,太干不行、太湿也不行,要保持在一定范围内,尤其是承重木结构。
一、承重木结构木材的含水率
制作构件时,木材含水率应符合下列要求:
1.现场制作的原木或方木结构不应大于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.层板胶合木结构不应大于15%,且同一构件各层木板间的含水率差别不应大于 5%。
采用高含水率木材制作构件时,木材的开裂和干缩将对构件和结构产生不利影响。例如:当裂缝与联结处的受剪面贴近甚至重合时,将降低结构的安全度,甚至导致破坏。对于我国常用的齿联结,试验表明,即使裂缝未与受剪面重合,也会降低结构的承载能力。严重的水平裂缝还将使受弯构件承载能力降低。另外高含水率引起的木材干缩会导致结构的连接松驰,从而产生过大的变形。因此,在制作木结构时,应严格控制木材的含水率。
对于现场制作的普通木结构:
1.木结构若采用较干的木材制作,在相当程度上减少了因木材干缩而造成的松驰变形和裂缝的危害,对保证工程质量作用很大。因此,原则上应要求木材经过干燥。考虑到普通木结构用材的截面尺寸较大,只有气干法较为切实可行,故只能要求尽量提前备料,使木材在合理堆放和不受曝晒的条件下逐渐风干。根据调查,这一工序即使时间很短,也能收到一定的效果。
2.原木和方木的含水率沿截面内外分布很不均匀。原西南建筑科学研究所对 30 余根云南松木材的实测表明,在料棚气干的条件下,当木材表层 20mm 深处的含水率降到 16.2~16.9%时。其截面平均含水率仍为 24.7~27.3%。但应说明的是,上述试验是以 120mm×160mm 中等规格的方木进行测定的。若木材截面很大,按上述关系估计其平均含水率就会偏低很多;这是因为大截面的木材内部水份很难蒸发之故。
3.使用含水率>25%的木材制作原木或方木结构时,即直接使用湿材的情况,只能在确认受条件限制不得不用湿材时,方可使用,湿材对结构的危害主要是:在结构的关键部位,可能引起危险性的裂缝、促使木材腐朽、易遭虫蛀、使节点松动和结构变形增大等。针对这几方面问题,规范采取了下列措施:
1)防止裂缝的危害方面:除首先推荐采用钢木结构外,在选材上加严了斜纹的限值,以便减少斜裂缝的危害;要求受剪面避开髓心,以免裂缝与受剪面重合;在制材上,要求尽可能采用“破心下料”的方法以保证方木的重要受力部位不受干缩裂缝的危害;在构造上,对齿连接的受剪面长度和螺栓连接的端距均予以适当加大,以减小木材开裂的影响等。
2)减小构件变形和节点松动方面,将木材的弹性模量和横纹承压的计算指标予以适当降低,以减小湿材干缩变形的影响,并要求桁架受拉腹杆采用圆钢,以便于调整。此外,还根据湿材在使用过程中容易出现的问题,规范在检查和维护方面作了具体的规定。
3)防腐防虫方面,给出防潮、通风构造示意图。
承重木结构对木材含水率的要求 
对上述的“破心下料”制作方法作如下说明:
因为含髓心的方木,其截面上的年轮层大部分完整,内外含水率梯度又很大,以致干缩时,弦向变形受到径向约束,边材的变形受到心材约束,从而使内应力过大,造成木材严重开裂。为了解除这种约束,可沿髓心剖开原木,然后再锯成方材,就能使木材干缩时变形较为自由,明显减小了开裂程度。原西南建筑科学研究所进行的近百根木材的试验和三个试点工程,完全证明了其防裂效果。但“破心下料”也有其局限性,要求原木的径级至少在 320mm 以上,才能锯出屋架
规格的方木,同时制材要在髓心位置下锯,对制材速度稍有影响。因此规范建议仅用于受裂缝危害最大的桁架受拉下弦,尽量减小采用“破心下料”构件的数量,以便于推广。
以上措施,即使是使用干材、半干材时,也是适用的。
4.规格材及层板胶合材均系工厂生产,应严格执行标准对含水率的要求,在进行出厂检验和施工现场验收时,含水率均系重要的检验指标,应予以特别重视,不合格者严禁使用。
    所以,制作木结构的木材在出厂前一定要经过严格的干湿处理,这样才能保证木屋的坚固、持久性。

中意竹木工程:承重木结构对木材含水率的要求

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