书城科普读物怎样做好房屋维修工
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第63章 木材的干缩裂缝对结构有何危害?

木结构在长期使用后,一般均有变形开裂现象产生。木材的变形开裂主要是由于木材有着干缩开裂的缺点以及具有木节、斜理纹等疵病。这些缺陷的存在,使木材在使用过程中改变了力学性能,对结构的安全产生危害,甚至使结构发生破坏。

木材在干燥过程中,因为水分蒸发而产生变形收缩。由于其所含水分沿截面内外分布和蒸发速度不匀,因而收缩时沿年轮切线方向产生拉应力,使木材产生翘曲甚至开裂,即干缩开裂。木材干裂是有规律的,一般裂缝均为径向,由表及里地向髓心发展。

干缩裂缝的大小、轻重程度及其位置与木材的树种、制作时的含水率和选材措施等因素有关。一般密度较大的木材,因其收缩变形较大而易于干裂;制作时含水率低,干缩就轻。在锯料中由于木材年轮被切断,其裂缝较圆木少。有髓心的木材,裂缝较严重;没髓心的木材,裂缝较轻微。制作时,可采用“破心下料”的方法,将木材从髓心处锯开,获得径向材,减小了木材干缩时的内应力,大大降低了裂缝出现的可能性。

判定干缩裂缝对结构是否有危害,不在于裂缝的宽窄、长短、深浅,主要是考虑裂缝所处的位置。

对于受拉构件,如果裂缝不处在构件联接部位的受剪面上或受剪面附近,对结构承载力的影响较小,一般没有直接危害。反之,如果裂缝处于构件的受剪面或其附近,则危害较大,可造成构件联接处的破坏,必须引起足够的重视。在受压构件上,如果干缩裂缝长而深,就会使构件分成两半,从而降低了构件的刚度,使构件较早失去稳定。在受弯构件的受弯侧面,如木材具有纵向裂缝,使得受剪面积减小。对于构件端部和截面高度中央的双面裂缝,其剪应力最大,因此该处最危险。另外,侧面裂缝还能使该处剪切变形增加,使得构件的上半部、下半部因剪切变形而产生位移。

从以上分析可知,在构件剪力面上的干缩裂缝是最危险的,因为剪力面的削弱会使构件或联接处遭受破坏。