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承重木結構對木材含水率的要求

日期: 2019-04-08
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    在製作建設木結構建築時,對木材的含水率有嚴格的要求,太幹不行、太濕也不行,要保持在一定範圍內,尤其是承重木結構。

一、承重木結構木材的含水率

製作構件時,木材含水率應符合下列要求:

1.現場製作的原木或方木結構不應大於25%;

2.板材和規格材不應大於20%;

3.受拉構件的連接板不應大於18%;

4.作為連接件不應大於15%;

5.層板膠合木結構不應大於15%,且同一構件各層木板間的含水率差別不應大於 5%。

采用高含水率木材製作構件時,木材的開裂和幹縮將對構件和結構產生不利影響。例如:當裂縫與聯結處的受剪麵貼近甚至重合時,將降低結構的安全度,甚至導致破壞。對於我國常用的齒聯結,試驗表明,即使裂縫未與受剪麵重合,也會降低結構的承載能力。嚴重的水平裂縫還將使受彎構件承載能力降低。另外高含水率引起的木材幹縮會導致結構的連接鬆馳,從而產生過大的變形。因此,在製作木結構時,應嚴格控製木材的含水率。

對於現場製作的普通木結構:

1.木結構若采用較幹的木材製作,在相當程度上減少了因木材幹縮而造成的鬆馳變形和裂縫的危害,對保證工程質量作用很大。因此,原則上應要求木材經過幹燥。考慮到普通木結構用材的截麵尺寸較大,隻有氣幹法較為切實可行,故隻能要求盡量提前備料,使木材在合理堆放和不受曝曬的條件下逐漸風幹。根據調查,這一工序即使時間很短,也能收到一定的效果。

2.原木和方木的含水率沿截麵內外分布很不均勻。原西南建築科學研究所對 30 餘根雲南鬆木材的實測表明,在料棚氣幹的條件下,當木材表層 20mm 深處的含水率降到 16.2~16.9%時。其截麵平均含水率仍為 24.7~27.3%。但應說明的是,上述試驗是以 120mm×160mm 中等規格的方木進行測定的。若木材截麵很大,按上述關係估計其平均含水率就會偏低很多;這是因為大截麵的木材內部水份很難蒸發之故。

3.使用含水率>25%的木材製作原木或方木結構時,即直接使用濕材的情況,隻能在確認受條件限製不得不用濕材時,方可使用,濕材對結構的危害主要是:在結構的關鍵部位,可能引起危險性的裂縫、促使木材腐朽、易遭蟲蛀、使節點鬆動和結構變形增大等。針對這幾方麵問題,規範采取了下列措施:

1)防止裂縫的危害方麵:除首先推薦采用鋼木結構外,在選材上加嚴了斜紋的限值,以便減少斜裂縫的危害;要求受剪麵避開髓心,以免裂縫與受剪麵重合;在製材上,要求盡可能采用“破心下料”的方法(圖 2.6.1),以保證方木的重要受力部位不受幹縮裂縫的危害;在構造上,對齒連接的受剪麵長度和螺栓連接的端距均予以適當加大,以減小木材開裂的影響等。

2)減小構件變形和節點鬆動方麵,將木材的彈性模量和橫紋承壓的計算指標予以適當降低,以減小濕材幹縮變形的影響,並要求桁架受拉腹杆采用圓鋼,以便於調整。此外,還根據濕材在使用過程中容易出現的問題,規範在檢查和維護方麵作了具體的規定。

3)防腐防蟲方麵,給出防潮、通風構造示意圖。

承重木結構對木材含水率的要求 

對上述的“破心下料”製作方法作如下說明:

因為含髓心的方木,其截麵上的年輪層大部分完整,內外含水率梯度又很大,以致幹縮時,弦向變形受到徑向約束,邊材的變形受到心材約束,從而使內應力過大,造成木材嚴重開裂。為了解除這種約束,可沿髓心剖開原木,然後再鋸成方材,就能使木材幹縮時變形較為自由,明顯減小了開裂程度。原西南建築科學研究所進行的近百根木材的試驗和三個試點工程,完全證明了其防裂效果。但“破心下料”也有其局限性,要求原木的徑級至少在 320mm 以上,才能鋸出屋架

規格的方木,同時製材要在髓心位置下鋸,對製材速度稍有影響。因此規範建議僅用於受裂縫危害最大的桁架受拉下弦,盡量減小采用“破心下料”構件的數量,以便於推廣。

以上措施,即使是使用幹材、半幹材時,也是適用的。

4.規格材及層板膠合材均係工廠生產,應嚴格執行標準對含水率的要求,在進行出廠檢驗和施工現場驗收時,含水率均係重要的檢驗指標,應予以特別重視,不合格者嚴禁使用。

    所以,製作木結構的木材在出廠前一定要經過嚴格的幹濕處理,這樣才能保證木屋的堅固、持久性。


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