木︱木材的强度与木结构

各向异性

本材是一种非均质材料,具有各向异性。木材的强度也有很强的方向性。木材的强度有顺纹强度(作用力平行于木纤维方向)和横纹强度(作用力垂直于木纤维方向)之分。木材的顺纹强度比其横纹强度要大得多,横纹各项强度都在顺纹的30%以下,建筑中均充分利用木材的顺纹强度。

强度比较(顺纹)

  • 抗压强度30-70 MPa
  • 抗拉强度=顺纹抗压的2-3倍
  • 抗弯强度=顺纹抗压的1-2倍
  • 抗剪强度=顺纹抗压的15%-30%(弱)
树种抗压抗弯抗剪
湖杉39 MPa64 MPa4 MPa

1 Mpa = 1 N/mm² = 100 N/cm²

10 kg/cm²

密度

  • 烘干密度:纯细胞壁物质1.5 g/cm³。
  • 表干密度:0.5 g/cm³= 500 kg/m³

一根200×200截面,2400长的木料,重量约48kg。

重型木结构估算

柱子估算

7.2.2 矩形木柱截面尺寸不宜小于100mm×100mm,且不应小于柱支承的构件截面宽度。

《木结构设计标准 GB50005-2017》
承托面积(楼面+屋盖)柱子截面估算
24 ㎡120 mm
36 ㎡140 mm
90 ㎡180 mm
140 ㎡240 mm

梁截面估算

梁宽:40-120 mm

梁类型常用跨度高跨比
井格梁8-20 m1/10-1/15
主梁6-16 m1/12-1/18
檩条、次梁4-12 m1/15-1/24
椽子小于8 m1/18-1/30
梁高估算表 Source: M. Dietrich,Burgdorf School of Engineering, 1990

轻型木结构

轻型-规格材截面尺寸

宽(mm):40、65、90

高(mm):40、65、90、115、140、185、235、285

《木结构设计标准 GB50005-2017》

轻型-构件间距

通常是410 mm (16英寸)或者 610 mm(24英寸)。

轻型- 墙骨柱截面

不承重墙体
最小截面最大间距最大层高
40×404102400
40×904103600
仅承受屋盖
最小截面最大间距最大层高
40×654102400
40×906103000
承受屋盖+1
最小截面最大间距最大层高
40×904103000
40×1406103000
承受屋盖+2
最小截面最大间距最大层高
40×903103000
65×904103000

轻型-受弯构件

一级构件1/18(楼地面托梁、檩条)

40 × 140 2.5 m
40 × 1853 m
40 × 2354 m
40 × 2855 m

二级构件1/21(搁栅、椽子)

40 × 902 m
40 × 140 3 m
40 × 1854 m
40 × 2355 m

参考文献

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