第10章 木材
第九章 木材
性质按无疵病小试样测定顺纹抗拉、顺纹抗压、顺纹抗剪、抗弯强度及抗弯弹模、横纹
抗压（弦向及径向）、冲击韧性及抗劈力强度等。
（一）木材强度特点
木材的强度与树木种类及受力方向密切相关。木材各向强度的关系见表 10-1。
表 10-1 抗压
木材各向强度值的关系
抗拉
抗剪
局部承压
弯曲
顺纹
横纹
顺纹
横纹
顺纹
横纹
1
11 ~
3．云杉
干燥易，干后不易变形，干缩较大，不耐腐。
4．马尾松、云南松、赤松、樟子松、 干燥时可能翘裂，不耐腐，最易受白蚁危害，边材兰变最常
油松等
见。
5．红松、华山松、广东松、海南五针 干燥易，不易开裂或变形，干缩小，耐腐性中等，边材兰变
松、新疆红松等
最常见。
6．栎材：宽度大于 3 倍厚度的木材 枕木 二、木材等级 （一）木结构用木材的材质等级 根据国家标准 GB50005－2003《木结构设计规范》，承重木结构用木材的材质等级， 按木材缺陷多少分别对原木、方木及板材的材质分为三个等级。 轻型木结构①用规格材的材质等级分为七级。 承重木结构构件按表 10-4 选用材质等级。
第二节 木材的物理和力学性质
一、含水率 木材的含水率用木材中所含水的质量与木材干燥质量的比值（%）表示。 自由水：存在于细胞腔内 吸附水：存在于细胞壁内的。 纤维饱和点：当细胞腔内的自由水已经失去而细胞壁内仍充满水时的含水率。 纤维饱和点随树种而异，一般约为 25%～35%，平均为 30%。 平衡含水率：木材长时间处于一定温度和湿度的空气中，达到某一相对稳定的含水 率。平衡含水率随大气的温度和湿度而变化。 二、湿胀干缩 当木材从潮湿状态干燥至纤维饱和点时，其尺寸并不改变；继续干燥，亦即当细胞 壁中的水分蒸发时，木材将发生收缩。反之，干燥木材吸湿后，将发生膨胀，直到含水 率达到纤维饱和点时为止，此后即使含水率继续增大，也不再膨胀。 湿胀干缩值在不同方向上不同。 顺纹方向干缩最小＜径向干缩较大＜弦向干缩最大。 湿材干燥后将改变截面形状。 注意：木材含水率降至将来结构物所处环境条件相应的平衡含水率后，再加工成各 种构件。 木材首先在端部和外层出现裂缝，原因：干燥时两端和外层水分蒸发快； 措施：可在端部涂以油料或其它涂料。由于径向干缩只是弦向干缩的一半，因此， 应用时采用径向锯板较为有利。
《土木工程材料(第3版)》教学课件第1章 绪论 土木工程材料的基本性质
进入20世纪后，由于社会生产力突飞猛进，以及材料科学与工 程学的形成和发展，土木工程材料不仅性能和质量不断改善，而且品 种不断增加，以有机材料为主的化学建材异军突起，一些具有特殊功 能的新型土木工程材料也应运而生。
五、抗渗性
材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。
材料的抗渗性用渗透系数K表示，一般用抗渗标号P表示。如 P2、P4、P10分别表示可抵抗0.2、0.4、1.0 MPa 压力水不 渗漏。
1.3 材料与水有关的性质
六、抗冻性
材料在含水状态下能经受多次冻融循环而不破坏、强 度不显著下降，且质量也不显著减少的性质。
P+D=1
开口孔隙率PK 材料内开口孔隙体积占总体积的百分率。 PK＝VK/V0 闭口孔隙率PB 材料内闭口孔隙体积占总体积的百分率。 PB＝VB/V0
VP=VK+VB P=PK+PB
1.1 材料的基本物理性质
3.空隙率（P’）－－散粒或粉状材料在堆积状 态下，颗粒间空隙体积（VS）占材料堆积体积 （V’0）的百分率。
材料在吸水饱和状态下，所吸水的体积占材料干燥状态
下的体积的百分比。
Wv=
mb－mg× V0
1 ρw
×100％
ρw －水的密度； V0 －材料干燥状态下的体积，
cm3或m3。
1.3 材料与水有关的性质
2.吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质,用含水率
表示。
Wh=
林木育种学：第九章-林木抗逆性育种-第十章-木材品质遗传改良
一、抗逆性育种的基本意义与方法
2、逆境的种类
3、抗逆性育种的方法
二、抗旱性育种
树木是多年生植物，具有生 命周期和年周期两个生长发 育周期，对干旱的抵抗能力 主要通过忍耐干旱和提高水 分利用效率来实现。
1、抗旱性的含义
逃避干旱
生长在干燥地区的一年生植物， 雨季来临时种子即发芽、生长， 在数星期内开花、结果，在干季 来临前种子已成熟，而以种子度 过干季，逃避旱季的危害。
寡基因抗病性：由少数基因控制的抗病性，其作用 方式分为基因独立遗传、复等位基因和基因连锁遗 传；
树木抗病性分类（遗传方式）
多基因抗病性：由众多微效基因控制的抗病性。
七、抗虫性育种
林木的抗虫性：是树木与昆虫 协同进化过程中形成的一种可 以遗传的特性，它使树木不受 虫害或受害较轻。
1、林木对虫害的防卫反应
抗病性测定的指标
发病率：指包括叶、果、梢，乃至整株的发病 率。系统性病害用发病率表示，局部性病害用 病情指数统计；
潜育期：与寄主抗病性成正比； 过敏反应； 病斑扩展速度。
3、抗虫性测定
林木生长周期长，抗虫鉴定所需时间长。人工接虫能 够早期测定林木的抗虫性，有助于缩短育种周期。
人工接虫材料有卵、幼虫和成虫，成虫雌雄比例要恰 当。
间接测定：主要根据林木抗虫性引起害虫产生一系 列异常的行为和生理上的反应的程度，来估测抗虫 性的强弱。通过测定各虫态害虫死亡率、幼虫生长 量（平均体重）、幼虫发育进度（进入各虫龄的数 量）、产卵率等来评价其抗虫性。
间接测定
九、林木抗逆育种途径与策略
（一）选择育种
2、抗旱性
3、耐盐性
4、抗病性
抗虫性个体选择
（二）杂交育种
1、抗寒性
《建筑材料》考试大纲
《建筑材料》考试大纲一、考试性质《建筑材料》考试是为选拔大学专科应届优秀毕业生进入本科学习所设，本考试起到考查学生对建筑材料相关知识掌握情况和对建筑材料检测能力的作用。
二、适用专业本课程考试适用于报考土木工程专业的考生。
三、考试目的本次考试的目的主要是测试考生是否理解和掌握建筑材料的基本物理性质、力学性质及材料性能的检测方法，以及能否结合实际具备一定建筑材料认知和试验检测的基本能力，测试考生是否具有本科学习的能力。
四、考试内容根据《建筑材料》课程大纲的要求，并考虑高职高专教育的教学实际，特制定本课程考试内容。
第1章绪论考核内容：掌握建筑材料的定义、分类；掌握建筑材料基本力学性能；考核知识点：1、土木工程材料的分类（重点）2、材料的密度、表观密度、堆积密度、孔隙、空隙3、材料的强度、弹性、塑性、脆性、韧性4、材料的亲水性、憎水性、吸湿性、吸水性、耐水性、抗水性5、材料的热容性、导热性第2章气硬性胶凝材料考核内容：掌握气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别；考核知识点：1、胶凝材料分类2、石灰的特性和应用3、建筑石膏的特性和应用4、水玻璃的特性和应用第3章水泥考核内容：掌握硅酸盐水泥及掺混合材料的硅酸盐水泥的主要技术性能、检测方法、特性及应用，采用对比分析的方法掌握他们之间的共性及它们各自的个性；掌握水泥的储存、运输、验收、保管及受潮处理、质量仲裁检验；考核知识点：1、水泥熟料矿物组成2、硅酸盐水泥的主要特性3、掺有混合料水泥的种类与性能4、水泥的技术要求（主要是细度、凝结时间、体积安定性、强度、强度等级）（重点）第4章混凝土考核内容：掌握混凝土的主要技术性能、配合比设计、质量控制和强度评定；考核知识点：1、混凝土的组成材料及组成材料的作用2、骨料的级配和粗细程度3、外加剂的种类4、混凝土的主要技术性质（和易性、强度、耐久性）（重点）5、混凝土的配合比设计（重点）第5章建筑砂浆考核内容：掌握砂浆和易性的概念及检测方法；掌握砌筑砂浆的强度及配合比确定；考核知识点：1、砂浆的种类（重点）2、砂浆的和易性、强度、粘结能力（重点）3、砌筑砂浆的配合比设计第6章烧结砖考核内容：掌握墙用砌块的生产工艺、技术性能、应用特点和发展趋势；考核知识点：1、烧结普通砖的技术性能第7章建筑钢材考核内容：掌握建筑钢材的机械性能（拉伸性能、冷弯性能、冲击韧性）；掌握冷加工时效的原理、目的及应用；考核知识点：1、钢材的分类、钢材的牌号（重点）2、钢材的力学性能和工艺性能3、钢材的冷加工和热处理4、钢筋混凝土用钢材的种类第8章建筑塑料考核内容：掌握建筑塑料的基本要求与选用；考核知识点：1、建筑塑料的特性第9章防水材料考核内容：掌握沥青防水材料工程性能、主要类型及选用；掌握防水卷材工程性能、主要类型及选用；考核知识点：1、石油沥青的组分2、石油沥青的技术性质3、沥青材料的改性4、高聚物改性沥青防水卷材的特性5、高聚物改性沥青防水卷材的选用第10章木材考核内容：掌握常用装饰木材特性及应用；考核知识点：1、木材的分类2、木材的含水量、湿胀、干缩、强度3、木材的应用第11章其它工程材料考核内容：掌握建筑装饰材料的特性、基本要求与应用；考核知识点：1、常用建筑陶瓷、玻璃及涂料等的选用三、考试题目类型考试分为五种题型：填空题、选择题、简答题、论述题、计算题。
第10章 木材品质遗传改良
第10章木材品质遗传改良提要木材品质对纸浆、纸产品的质量和产量以及木制品的强度和利用有较大的影响，随着人工林定向培育和集约化经营的深入开展，木材品质遗传改良工作将越来越受到重视。
为了开展木材品质遗传改良，首先要掌握一定的木材学基本知识，熟悉木材主要性状的测定方法。
木材密度是影响木材质量最重要的因素，也是木材品质遗传改良计划中最受关注的性状。
同一树种不同地理种源、家系和无性系间在木材品质上存在着遗传差异，不同树种或同一树种不同的木材性状地理变异大小及其趋势有所不同。
木材密度与生长性状和其他木材性状相关的紧密程度因树种和树龄而异。
木材性状在幼年与成年间存在一定的相关性，提早开展木材品质的选育是可行的，但不同树种提早选择的有效年龄有差异。
虽然大多数林木育种计划侧重于生长、干形、抗逆性等性状的改良，对木材品质关注较少。
然而，同一树种不同地理种源、家系和无性系间在木材性质上均有差异，不同木材性质对纸浆、纸产品的质量和产量以及木制品的强度和利用影响较大加工利用有较大影响。
如纸浆原料要求木材密度大(0.40～0.60g.cm3)、纤维较长、纤维长宽比大(35～45)、纤维壁薄、微纤丝角小(5°～10°)。
Kirk等(1972)对火炬松研究表明，比重低小（0.37）的木材的纸浆产量只有正常比重（0.44）木材的90％。
木材性状具有较强的遗传性，通过选育，可望获得较大的经济效益。
如Zobel等（1978）在1000株原始亲本中选用比重值最大的树木，在一个选择世代内就使幼龄材比重得到显著提高。
当选用10个最优家系，10年生时木材干物质净增22.4kg/m2。
Zobel（1984）强调指出，无论将来需要的是何种类型的木材，几乎在所有的育种方案中木材特性的改良都是有意义的，一个以木材生产为目标的林木改良计划，应当包括控制木材品质的内容。
我国自20世纪60年代以来，营造了大面积人工林。
到现在，这些人工林本应该可以为国家经济建设提供大量急需的木材，为缓解我国木材供应发挥积极作用。
2021学年高中物理第10章热力学定律第1节功和内能课件新人教版选修3_3
• (1)在绝热过程中，外界对系统做功，系统的__内__能__增__加。内能的增量就等于外 界对__系__统__做__的__功_____，即ΔU＝U2－U1＝__W____。
• (2)在绝热过程中，系统对外界做功，系统的__内__能__减__少。内能的减少量就等于 系统对__外__界__做__的__功_____，即ΔU＝U2－U1＝__－__W____。
• 『选一选』
• (多项选择)一定质量的气体封闭在绝热的气缸内，当用活 塞压缩气体时，一定增大的BC物D理量有(不计气体分子势能)(
)
• A．气体体积
B．气体分子密度
• C．气体内能 D．气体分子的平均动能
• 解析：外力做功，气体体积减小，分子密度增大，内能增 加，温度升高，分子的平均动能增加。
• 『想一想』
根据理想气体状态方程pTV＝C 可判断压强一定增大，选项 B、D 错误。
〔对点训练〕 如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一个灵敏温度计和一 根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动的胶塞。用 打气筒慢慢向筒内打气，使容器内的压强增加到一定 程度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容
器口后( C )
• “火〞不但可以用来取暖，还可以用来加 热食物，“火〞把人类带入了文明的殿堂 。我们的祖先很早就创造了“钻木取火〞 的用具，使人们不再仅仅依靠自然的“恩 赐〞而得到“火〞。
• 你知道“钻木取火〞的道理吗？
提示：做功可以改变物体的内能，“钻木取火”就是通过外力做功，机械能 转化为内能。木材内能增加，温度达到着火点而燃烧。
第一节 功和内能
※ ※※
了解焦耳的热功当量实验，明确实验原理 理解内能的概念，并了解功是能量改变的量度
1
课前预习
材料力学第六版答案第10章
第十章 组合变形的强度计算10-1图示为梁的各种截面形状，设横向力P 的作用线如图示虚线位置，试问哪些为平面弯曲？哪些为斜弯曲？并指出截面上危险点的位置。
（a ） (b) (c) (d) 斜弯曲 平面弯曲 平面弯曲 斜弯曲弯心（）（）弯心弯心（）（）斜弯曲 弯扭组合 平面弯曲 斜弯曲“×”为危险点位置。
10-2矩形截面木制简支梁AB ，在跨度中点C 承受一与垂直方向成ϕ＝15°的集中力P ＝10 kN 作用如图示，已知木材的弹性模量MPa 100.14⨯=E 。
试确定①截面上中性轴的位置；②危险截面上的最大正应力；③C 点的总挠度的大小和方向。
解：66.915cos 10cos =⨯==οϕP P y KN59.215sin 10sin =⨯==οϕP P z KN4310122015=⨯=z J 4cm 3310cm W z =335625121520cm J y =⨯=3750cm W y =25.74366.94max =⨯==l P M y z KN-M 94.14359.24m ax =⨯==l P M z y KN-MMPaW M W M yy z z 84.9107501094.110101025.763633maxmax max=⨯⨯+⨯⨯=+=--σ 中性轴：οο47.2515tan 562510tan tan tan 411=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=--ϕαy z J J 2849333105434.0101010104831066.948--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==z y y EJ l P f m28933310259.010562510104831059.248--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==y z z EJ l P f m 602.0259.05434.022=+=f cm方向⊥中性轴：ο47.25=α10-3 矩形截面木材悬臂梁受力如图示，P 1＝800 N ，P 2＝1600 N 。
材料力学(金忠谋)第六版答案第10章
材料力学(金忠谋)第六版答案第10章第十章组合变形的强度计算10-1图示为梁的各种截面形状，设横向力P 的作用线如图示虚线位置，试问哪些为平面弯曲？哪些为斜弯曲？并指出截面上危险点的位置。
（a）(b) (c) (d)斜弯曲平面弯曲平面弯曲斜弯曲弯心（）（）弯心弯心（）（）斜弯曲 弯扭组合平面弯曲 斜弯曲 “×”为危险点位置。
10-2矩形截面木制简支梁AB ，在跨度中点C 承受一与垂直方向成ϕ＝15°的集中力P ＝10 kN 作用如图示，已知木材的弹性模量MPa100.14⨯=E 。
试确定①截面上中性轴的位置；②危险截面上的最大正应力；③C 点的总挠度的大小和方向。
解：66.915cos 10cos =⨯== ϕP P y KN 59.215sin 10sin =⨯== ϕP P z KN4310122015=⨯=z J4cm3310cm Wz=335625121520cm J y =⨯=3750cm W y =25.74366.94max =⨯==l P M y z KN-M 94.14359.24m ax =⨯==l P M z y KN-MMPaW M W M yy z z 84.9107501094.110101025.763633maxmax max =⨯⨯+⨯⨯=+=--σ中性轴：47.2515tan 562510tan tan tan 411=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=--ϕαy z J J2849333105434.0101010104831066.948--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==z y y EJ l P f m 28933310259.010562510104831059.248--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==y z z EJ l P f m602.0259.05434.022=+=f cm方向⊥中性轴：47.25=α10-3 矩形截面木材悬臂梁受力如图示，P 1＝800 N ，P 2＝1600 N 。
第十章 抚育采伐的种类和技术要素
第十章抚育采伐的种类和技术要素第一节抚育采伐的种类由于森林的树种组成和年龄时期不同，抚育采伐有着不同的目的、任务，便产生了不同的抚育采伐种类。
依森林生长发育年龄时期--透光伐、除伐、疏伐、生长伐。
除此之外：卫生伐、解放伐。
卫生伐――去除枯立木、风倒木、机械损伤的濒死木，改善森林卫生状况，减少病虫害与火灾的发生。
解放伐――在幼龄中，除去上层过熟木，使幼林不被压而得到自由生长发育。
美国的分类方法：除伐、疏伐、自由伐、整理伐、废林伐一、透光伐--组成抚育在天然混交林Ⅰ龄林前半期中进行，林冠尚未完全郁闭，或已经郁闭。
林木幼小而感到密集受光不足。
对象：砍除藤本、灌木和杂草类强度：小（因为林木尚未完全稳定，逐次疏开，不要形成空地）任务：保证优良的组成和稳定的环境，为今后成林奠定很好的基础。
时间：夏季（便于识别树种，保护幼树；冬季落叶、冬季林木枝干硬脆易被折伤。
二除伐--组成抚育在Ⅰ龄林后半期中进行，在透光伐之后。
实质：在混交林中为了保证目的树种组成而进行，伐去主要树种中的劣质木、落后木。
除伐和透光伐常放在同一概念中讨论，它们的区别在于：除伐：次要树种压抑目的树种，尤其自由竞争次要树种有可能排挤主树种。
因而要人为的砍伐次要树种，使目的树种稳定成林。
它是应用于混交树种其他类同于透光伐。
一般这两种经济收入不抵支出。
三疏伐--干形抚育上述两种进行后，林木组成基本确定。
Ⅱ龄期（干材林）解决立木之间竞争矛盾。
任务：保证优良个体不被淘汰，将不良植株予以砍除；用调节密度的方法，使不同年龄阶段的林木享有适宜的营养面积，以促进留存木的生长。
（四）生长伐――为培育大径木Ⅲ、Ⅳ龄期进行，继续疏开林分，促使林木加速工艺成熟，缩短主伐年龄。
有时为促进立木结实，将来实施天然更新。
1978年国家林业总局颁发《国有林抚育间伐、低产林改造技术试行规定》包括透光抚育、生长抚育。
1987年9月国家林业总局发布《森林采伐更新管理办法》幼龄林、中龄林的抚育采伐，包括透光抚育、生长抚育（用于纯林）综合抚育（用于混交林）第二节抚育采伐的方法一、透光抚育－－透光伐保留木比较明确，抚育方法比较简单。
第10章 环境材料分类
北京大学环境学院
木材及其他材料的环境特性
北京大学环境学院
木材的环境特性
(1) 再生性 木材的可再生性是矿产资源不可比的。 人工林资源正在替代天然林资源。从生物多样性 和原材料资源的角度考虑，人工林木材作为环境 友好型材料的优势更大。通过对人工林的品种、 生长方式等定向培育，缩短木材的成熟期，易于 工业化利用，并可以在一定程度上实现永久利用。 所以，在某种意义上，木材是一种最早的、最标 准的环境材料。
北京大学环境学院
(3) 木材的调湿性
材料的调湿特性是指靠材料自身的吸湿或 解吸作用，直接缓和环境的湿度变化，使 湿度稳定在一定范围内。调湿性是木材的 独特性能之一，也是其广泛作为室内装饰 材料和家具材料的优点所在，对人体健康 和物品保存提供了一种环境调节作用。
北京大学环境学院
木材的调湿性
判断材料的调湿性通常有两种方法：一种方法是以水蒸气变化为基准 判断不同材料的调湿性，另一种是以温度变化为基准判断不同材料的 调湿性。 将这两种方法进行综合来判断常用居室装饰材料的调湿性，结果发现 软质纤维板的调湿性能最好，实体木材、胶合板、刨花板、硬质纤维 板、硅酸钙板、石膏板、石棉板的调湿性能也属优良。有些材料虽然 基材的调湿性能良好，但若表面用调湿性不好的材料处理，仍然不能 得到很好的调湿性能。如三聚氰胺贴面胶合板、印刷木纹胶合板、聚 乙烯薄膜贴面石棉板等就是这方面的实例。而玻璃、丙烯酸树脂板、 橡胶、金属等属于调湿性能量差的材料。另外，材料的体积和厚度对 其调湿性也有较大影响。如0.3 mm的木单板及0.6 mm的窗帘布原本 都是调湿性能良好的材料，但由于厚度太薄不能对过量水蒸气进行调 节。
北京大学环境学院
1) 整体改性
陈志源《土木工程材料》(第3版)(章节题库 第十章 木材)【圣才出品】
第十章木材一、名词解释1．木材纤维饱和点答：湿木材在空气中干燥时，当自由水蒸发完毕而吸附水尚处于饱和时的状态，称为纤维饱和点。
此时的木材含水率称为纤维饱和点含水率，其大小随树种而异，通常介于23％～33％。
纤维饱和点含水率的重要意义在于它是木材许多性质在含水率影响下开始发生变化的转折点。
在纤维饱和点之上，含水量变化是自由水含量的变化，它对木材强度和体积影响甚微；在纤维饱和点之下，含水量变化即吸附水含量的变化将对木材强度和体积等产生较大的影响。
2．平衡含水率答：木材长时间处于一定温度和湿度的空气中，当水分的蒸发和吸收达到动态平衡时，其含水率相对稳定，这时木材的含水率称为平衡含水率。
木材平衡含水率随周围空气的温、湿度变化而变化，故各地区、各季节木材的平衡含水率常不相同。
3．标准含水率答：标准含水率为12％的含水率。
为了正确判断木材的强度和比较试验结果，应根据木材实测含水率将强度按下式换算成标准含水率（12％的含水率）时的强度值。
二、填空题1．管胞在树木中起和的作用；木质素的作用是将、粘结在一起，构成坚韧的细胞壁，使木材具有强度和硬度。
【答案】支承；输送养分；纤维素；半纤维素【解析】木材细胞因功能不同可分为管胞、导管、木纤维、髓线等多种。
管胞在树木中起支承和输送养分的作用；木质素的作用是将纤维素、半纤维素粘结在一起，构成坚韧的细胞壁，使木材具有强度和硬度。
2．木材中的水可分为和两种，其中与木材的强度和尺寸变化有关。
【答案】自由水；吸附水；吸附水【解析】木材中的水可分为自由水和吸附水两种，是存在于细胞腔和细胞间隙自由水中的水。
木材干燥时，自由水首先蒸发。
自由水的含量影响木材的表观密度、燃烧性和抗腐蚀性。
吸附水是存在于细胞壁中的水分。
木材受潮时，细胞壁首先吸水。
吸附水含量的变化是影响木材强度和湿胀干缩的主要因素。
3．木材由于构造的各向异性，各方向的胀缩变形不同，其中向最小，向居中，向最大。
【答案】纵；径；弦【解析】木材由于构造的各向异性，各方向的胀缩变形不同，其中纵向（纤维方向）最小，径向居中，弦向最大。
环境管理第十章环境材料分类
第十章环境材料分类从与生物循环系统的关系考虑，我们可将材料分为两大类，即能利用自然循环的材料和不能利用自然循环的材料。
对不能利用自然循环系统的材料来说，必须要由人类来全面关照。
为此，需要极力降低其使用量，并希望从废弃到再生的过程中尽可能使之处于不活泼状态。
而对于在自然界中可以循环的材料来说，应尽可能地利用其循环系统，而且更应该考虑，人类应在何种程度上来管理其自然的变换功能。
在人类圈中建立符合自然规律的物质循环系统的战略方针应该遵循如下两条原则：1）尽可能使用在自然界中可循环的材料，并将自然的循环应用到其废弃和生产过程中。
为此，需要熟知自然循环系统的性质，并根据具体情况以自然循环为模型设计人类圈的物质循环。
2）尽可能少地使用在自然界中不可循环的材料。
对于那些非用不可的材料，应事先设计一个再生循环系统。
在材料的废弃和再生的过程中，严格控制数量，并使其处于不活泼状态。
10.1 木材及其改性10.1.1 木材的结构和成分木材是利用土壤中的水分、空气中的二氧化碳以及太阳能通过光合作用而成长的有机体，具有各种各样的年轮结构、组织结构、细胞形态、空隙结构及化学组成。
其大致结构及成分如表10-1所示。
从结构上看，木材主要由管状细胞结构和软组织构成；从成分上看，木材主要成分是纤维素、半纤维素和木质素组成。
表10-1 木材的结构和成分结构成分管胞约90% 木质素（大分子苯基丙烷）约30% 软组织约5% 纤维素（直链多糖）约50% 辐射状组织约3% 半纤维素（单糖）约17% 树脂道管约2% 其他（灰分、萃取成分）约3%木材是森林的主产品，是一种可以永续利用的再生资源，除了可以做建筑、家具、乐器、电杆、枕木、桥梁外，还可制成各种多功能的人造板。
木材的易胀缩、易腐朽、易蛀蚀、易燃等缺陷，可以通过改性、防腐、防虫、阻燃等处理，提高其利用价值。
不同的树种其细胞构成也各式各样，以针叶树为例，它有保持树体和输导水分两种功能的管胞，约占89%-99%，软组织约为5%，辐射状组织1%-7%，树脂管道约2%。
材料力学第六版答案第10章
第十章组合变形的强度计算10-1图示为了梁的各种截面形状,设横向力P的作用线如图示虚线位置,试问哪些为了平面弯曲哪些为了斜弯曲并指出截面上危险点的位置O(a) (b) (c) (d)斜弯曲平面弯曲平面弯曲斜弯曲斜弯曲弯扭组合平面弯曲斜弯曲“x〞为了危险点位置.10-2矩形截面木制简支梁AE 在跨度中点 C 承受一与垂直方向成 =15.的集中力P=10 kN 作用如图示,木材的弹性模量E 1.0 104MPa .试确定①截面上中性轴的解：P y Pcos 10 cos15 9.66 KNP z Psin 10 sin 152.59KN___3750 cm 3W y一_ 3 一 7.25 1031.94甘MPa中性轴:tan 1- tan J y1104tan ------------ tan 155625 25.47f yPyK 339.66 10 348EJ z___ 9 _ 4_ 848 10 10 101020.5434 10 2m位置；②危险截面上的最大正应力；③C 点的总挠度的大小和方向.J z3也竺104 cm 412 W z3310 cmJy1235625 3cmP y l 9.66 3z max44P z l 2.59 3y max44M zmaxM y max103 750 10 61039.84 W y7.25 KN-MM 1.94 KN-MM maxW zf . 0.54342 0.25920.602 cm10-3矩形截面木材悬臂梁受力如图示,P1 = 800 N , P2 = 1600 N . [b ]=10MPa,弹性模量E= 10GPa 设梁截面的宽度 b 与高度h 之比为了1: 2 截面尺寸；②求自由端总挠度的大小和方向.解：(I) M zmaxP 2 1 1.6 KN M ymaxP 0 21.6 KNf zP z l 3 33 2.59 10 348EJ y__一 9_ __ 848 10 105625 10_ 20.259 10 mW zbh 2_2b(2b)2b 33W ybh 2 2b 3材料许用应力O ①试选择梁的方向 中性轴： 25.47max b = 9 cm(II ) ftan M zmax M y maxW z W Y,h = 18 cmP I23 23EJ yf z 1.95匚0.30531.6 102 a-3b31.6 1013bP2 13P2 133EJ z 2EJ z81.11.9710 106._ 210 m 1.97 cm10-4简支梁的受力及横截面尺寸如图示.钢材的许用应力]=160 MPa,试确定梁危险截面中性轴的方向与校核此梁的强度.P=14kN题10-4图解：J z32d4 bh312 321044 6312909.7484cm中性轴:d32bh312 321046 4312949.748 4cmtan 1里tanJ ytan909.748 x _---------- t an 45949.74843.77(mm 的等边角钢,假设 P =25kN,试求最大弯矩截面上 A 、宙日C 点的弯曲正应力.z 10 sin 43.77 6.918 cm y10 cos43.77 7.221cmMmax14 1 14 KNmM y Mmaxcos 45 9.9M zMmaxsin 45 9.9危险点:9.9max103 6.918 10 9.9 8949.748 102107.221 10150.69 MPa8909.748 10J y0 1180.04cm4JZ044554.55cmW z0 322.06cm 3 W y0146.55cm 3pl M max25 KN 4 M y M z M cos45 M zM yA — y A— J zOJ y °146.2MPaM zM yC —V AzJZ OJ y °解: mZ AA 17.68 KN m3317.68 10141.42 10.一 84554.55 1036.42 MPa3317.68 1060.95 1041180.04 1010-5图示简支梁的截面为了精品资料，欢迎大家下载！317.68 103----------------- 8 80.47 10 120.561180.04 1010-6旋臂 式吊车 梁为了16号工字钢,尺寸 如下图,允许 吊重[]=160MPa .试校核吊车梁的强度.解：B 点:No16 工字钢：A 26.1cm 2, J z 1130cm 4H 10-6 图H N H HP 1.08 1.941.94 1.940.8 15.57 KN1.94 - 15.57 37.76 KN 0.8max337.76 10310 1.08 10 A W 26.1 10141 1091.1MPa 压M y L BMPaP =10kN ,材料的,W z 141cm 3[P ],并作危险截面上的应力分布图,指出最大应力发生在哪一点 解：N = P2A 2.5 10 25cm 2N MA WP 120 106?1 60 10 225 10 4 41.667 10d,♦府制I题 10-72M max 60P 10 2, W.22.5 1026_____ 341.667 cm8108N 8.108KN10-8 悬重构架如下图,立柱AB系用No25a的工字钢制成.许用应力[]=160 MPa ③列式表示顶点B的水平位移.解:'一图(II ) max_ _ _3M 20 103W 48.5 10 4153.42MPa一_360 103 6------------------------- 6 153.42 10 Pa401.883 10(III) f B P 9 P 6 --------- 3 9 63EJ 6EJ 117PEJ在构架C点承受载荷A 20kN.①绘立柱AB的内力图；②找出危险截面,校核立柱强度;—图精品资料，欢迎大家下载！B面为了20cm 30cm 的矩形.试求其危险截面上的最大正应力.解： R A 25 2.4/3.6 16.6667 KNN = 25 KN0 10-9 IH10-9图示起重结构,A 及B 处可作皎链支承看待, G D 与E 均用销钉连结.AB 柱的截M max 25 1 03 2.4i^^^x16.667 2.4 10320 KN mA 0.2 0.3 0.06 M 26 0.2 0.32 W ----- 0.003M 2杆的总重 P 及倾角 .试确定自A 点至由于杆自重产生最3斗~ 7.0830.003M Pa10-10有一等直实心圆杆, 其B 端为了皎支承,A 端靠在光滑 的竖直墙面上（摩擦力可略如图示.杆长L,杆截面直径d,N M A W325 10 0.06K 10-8 ffl240c EDm精品资料，欢迎大家下载！大压应力的横截面之距离 S .解：设杆的自重为了 q (N/M) 轴向分量：q sin 横向分量： q cos R A q l cos 2sin1 ql cot在S 截面：NR A cos sin M(s)(R A sin2(qd dscos q sin1 2q cot sinl_ 28 cot 0 l _ 2i tanIql cot cos q 2 S 21 2qsin1ql cot sin cos sincos sin10-11某厂房柱子,受到吊车梁的铅垂轮压 P= 220 kN,屋架传给柱顶的水平力 Q =8 kN ,及风载荷 q= 1kN/m 的作用.P 力作用线离柱的轴线距离 e=,柱子底部截面为了矩形,尺寸为了 试计算柱子底部危险点的应力. N P 220 KN … 1 9 52M max 220 0.4 8 9.5 57.129 2N M 220 103 57.129 103 6A W 1 0.3 0.3 12解： KN m 0.41 1.876MPa2s1q cos S 2■ lO'll RP=22QkN度.解:P Peb A bh26 103一 - _ 3 _ _ 26 6 103 6 10 2_ 42 3 102 32 10 6130 106 Pa 130MPa尺寸单位十mm期10-12图LW 一, ■ ■:A 10-13 图10-13轮船上救生艇的吊杆尺寸及受力情况如图示, 图中载荷班包含救生艇自重及被解：N 18 KNM 18 1.5 27 KN mN M 318 103_ _ 3 27 103A WW 10 4Q160. 7 5救人员重量在内.试求其固定端A-A截面上的最大应力.MPa3210-14正方形截面拉杆受拉力P= 90kN作用,a = 5cm,如在杆的根部挖去1 /4如图示.试求杆内最大拉应力之值.解:2 .2a ——a2形心位置：e --------------2—— 1.179 cm3 a4a 2 2J z 2 a e12 122 2a ——a2364.6 4cm解:1 旦 6Pe E E bh bh 2211 P 6Pe ~ 2- EE bh bh1 2P E bh 1 12Pe E bh 12Pe bh2 6 2P h bhP Pe (V e )90 103maxA —J —3 52 10 4322 5(90 1031.179 10 2)( ------------- 1.179) 10364.6 10 825.72 106Pa 25.72MPa10-15承受偏心拉伸的矩形截面杆如图示, 今用电测法测得该杆上、下两侧面的纵向应变1和2.试证明偏心距e 在与应变1, 2在弹性范围内满足以下关系式10-16图示正方形截面折杆： 外力P 通过A 和B 截面的形心.假设P= 10kN,正方形 截面边长a =60 mm .试求杆内横截面上的最大正应力.解: BC 杆C 截面:AC 杆C 截面:cos8KNM (P cos )0.6 10 0.8——0.6 4.8KN m1N6Mmax3 A a 3N P sin 10 10 M (P cos )0.63 016KN 110 08 0.6 4.8KN m1 max36 1034103------ . ----- 135 106Pa 135MPa 216 10iV10-17试确定图示T字形截面的核心边界.图中y、z两轴为了截面形心主惯轴.解:e yz.i z e zz.i za z a z zi y 60 403 340 9012 1260 40 一 - 一一290 40 458.33cmz .i z _ _ _340 603122302 (40 60)_ _ _ 390 40312_ 2202 (40 90) 60 40 90 40(4)(5)2800cm800e ye ye ze ze ye z2040800cm a z60458.3345458.334580013.33 cm108458.334510.18510.1857.410.185cmcma ze ye ye z 0e y 7.4e z 10.185解:y z y 1 J y 10-18材料为了灰铸铁 HT15— 33的压力机框架如图示.许用拉应力 []=30MPa 许用压应力[]=80 MPa .试校核框架立柱的强度. (2 10) 1 (2 6) 5 (2 5) 9 ------- ------ ------ ------- ------ ---- 4.05cm10 5.95cm 10 23 12(2 ____ 4487.9cmMZ 2T y M z_____Z1云2 A 42cm 10) 3.052312 1042 10 42.86 1062.893 2 6 0.952 12 210 4.05 10 487.9 10 8322.89 10 5.95 108487.9 10已J 10 4.9521226.85MPa32.38MPa10-19电动机功率 4,转速n =800r/m .皮带轮直径 A 250mm 重量 E 700N,皮带拉fig 10-19 图力为了T i, T2 (T i = 2T2),轴的外伸端长L=120mm轴材料的许用应力[ 100MPa试按第四强度理论设计电动机轴的直径d.解:M n T1 T2 D 竺9.55 N n 9.55 8830.1054 KN800T2 2 0.1054 0.843KN0.252 2 3?2cos45 G 3T2 cos45, 3.3 84370023 3432xd3064N3.064KNR l 3.064 0.12M 2 0.75M n2W z2 2M 0.75M n3 3.79 323------------- 3.38cm0.368KN m,'0.3682 0.75 0.10542 106100 1060.379 1010-20直径为了60cm的两个相同皮带轮,n= 100 r /m时传递功率N=, C轮上皮带是水[]=80MPa,试平的,D轮上是铅垂方向的.皮带拉力T2= kN , T1>T2,设轴材料许用应力® 10^20 图根据第三强度理论选择轴的直径,皮带轮的自重略去不计.M B T 1 T 20.25 5.343 0.25 1.336KN m_ 22M D .1.4252 0.4452 1.493KN m一 2_ _ 2 - 226 M D M n . 1.49320.7032 106320.63cm 解:M n R 色 5 0.15 0.75KN mN 7.36M n 9.559.55 —n 100T 1_ D _ T 2 M n20.7029KN m1.52 0.70290.63.843KN80 106 d 3 32W z 3 32 20.635.95cm10-21图示钢制圆轴上有两个齿轮,齿轮 C 上作用着铅垂切向力 P = 5kN,齿轮D 上作解用着水平切向力 P 2 = 10 kN .假设］ :=100 MPa,齿轮C 的节圆直径 d C =30cm 齿轮D 的节圆直径d D= 15cmo 试用第四强度理论选择轴的直径..1.1252 0.187序0.75 0.752 1063 v13125cm3100 106ch 3 32W z 32 13.1255.11cmW z 2 .0.56252 0.3752 0.75 0.752 1 06100 106____ 39.375cm34.57 cm10-22某型水轮机主轴的示意图如下图. 水轮机的输出功率为了NH 37500kW 转速n= 150r /作轴向推力R = 4800kN,转轮重W= 390kN;主轴的内径d= 34cm,外径 A 75cm,自重W=285kN.主轴材料为了45钢,其许用应力为了[]=80 MPa.试按第四强度理论校核主轴的强度.解：37500M n 9.55 2387.5KN m150N P y W c W 4800 390 285 5475KNd23 N 5475 10 15.6A 0.351.2 3 2.15.62 3 30.12 54.4MPa10-23图为了某精密磨床砂轮轴的示意图.电动机功率 4 3 kW转子转速n= 1400 r/m,转子重量Q= 101NL砂轮直径D= 250 mm砂轮重量Q= 275 kN.磨削力P y: P z3:1, 砂轮轴直径d= 50m,材料为了轴承钢,[]=60MPa (1)试用单元体表示出危险点的应力解:M n9.55N9.55 0.02046 KN m 20.46N mn 1400DP z M n2P z 2M n 2 20.46163.68NW pD2 d20.7520.342 2------------------ 0.351m2£l a41630~^ 1 0.4534 0.0793m316M nw p32387.5 100.079330.1MPaxd4题10-23图状态,并求出主应力和最大剪应力；( 2)试用第三强度理论校核轴的强度.砂轮P y 3P z 491.04N显然：P y 、P z 、Q i 和Q 2相较均可以忽略不计. 故 M 275 1000 0.13 35750N m11 ax35750 35750 32 - 2913MPa 0.05解：m-m M n P 0.17 50 0.17 8.5KN mM P(160 90) 10 3 12.5KN mn-n: M n P 90 10 3 4.5KN m7KN mmax题10«24图及臂矩形截面 32 .. M n 2 M 2xd 33d328.52 12.52 1060.12389.1MPa10-24曲柄臂尺寸如图示,假设 P= 50 kN, [ : = 90 MPa,试按第三强度理论对 mmn - n 截面进行校核.h 150 a 0.2492.14(b 700.793虹 0 794^__ ab 2h0.249 15 72 10,26.6672 4 19.422 47.11MPa10-25图示传动轴左端伞形齿轮C 上所受的轴向力 R=kN ,周向力P 2=,径向力 R=.右端齿轮D 上所受的周向力P 2' 144.9kN ,径向力P 3' 52.8kN ,假设d =8cm, [ ]=300MPa, 试按第四强度理论对轴进行校核.M W Z7 103 7 15226.667MPa10解:19.42MPaxd 3M max12.17162 N M max_24.43522316.5 10312.95KN m 312.59 103maxA W z20.082 一一30.083432M n M p3.283 257.63 260.92MPa4xd3.913 103 —0.083 1638.92MPa260.922 3 38.922 269.48MPa10-26正方形截面的半圆形杆,一端固定一端自由,作用力垂直干半圆平面.其受力和尺寸如下图.试按第三强度理论求 B 、C 截面上危险点的相当应力.以上资料仅供参考，如有侵权，留言删除！B 0_l /\l t 7cxl t n cxl r cxl CXI e p xS I A I CXI r:OL9E LD寸£君.6008 N pxE 09L 9ln r co 80CXI .0%艺SIAI 91000OL9L9IO 乜cxll .o osdlAI寸寸寸05SIAI9N §E N X CXI O CXI Ob-E Nxz.0 BO10, 6 64 133.3 10 135.6 10 Pa 135.6MPa36 10 4以上资料仅供参考，如有侵权，留言删除！。
高中生物第三册第10章生物多样性10.1生物多样性及其价
生物多样性是人类社会生存和发 展的物质基础； 生物多样性为人类提供生物资源和 适宜的环境。
食用价值：许多植物、动物、菌类都是 人类赖以生存的食物，且营养丰富。
经 济 价 值
药用价值：许多野生生物能为人类提供 重要的药材。 木材：以木材为原料的产品 森林的非材用产品：猎物、水果、树胶、 藤条、药材等。
美学价值：色彩纷呈的花木及神态各异 的动物都能给人以美的享受。
我国农业科技工作者 以野生的雄性不育水稻作 为原始母本培育成杂交水 稻，解决了世界三分之一 人口的吃饭问题。
人们模拟苍蝇的 平衡棒研制出运载火 箭的振动陀螺仪
神奇的山水配以绚丽的生物，给人 以美的感受。
水 稻
玉 米
小麦
蔬 菜
水 果
红 豆 杉 三尖杉
芦 荟
真菌中提取抗生素
当 归
天 麻
冬虫夏草 茯苓
灵芝
人参
猴头菌
蜂 毒
水蛭素
蛇 毒
树胶Leabharlann 藤条家具湿地储水根系与真菌菌丝、土壤微粒结合
沙 化
洪 水
洪水
山体滑坡
内部文件，请勿外传
内部文件，请勿外传
内部文件，请勿外传
涵养水源：生态系统在抵御洪水、缓冲 干旱、保持良好水质上起重要作用。
生 态 学 价 值
保护土壤：生物群落能保持和保护土壤， 防止沙化、贫瘠、山体滑坡。
调节气候：植物群落可调节地方、区域 甚至全球气候。 净化空气：植物群落可释放氧气，分解 和固定某些污染物质的作用。
其 他 价 值
科研价值：仿生学、动植物品种的改良 都需要野生生物。
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第10章 木材
土
10.3
木材的防护与防火
10.3.1木材的腐朽与防腐
木
原因：木材的腐朽是真菌侵害所致。
工
真菌在木材中生存和繁殖的三个必要条件：水分、 适宜的温度和空气中的氧。木材完全干燥和完全浸入水中 都不易腐朽。 防腐措施：
程
系
1.使木结构、木制品和储存的木材处于经常保持通风 干燥的状态，并对木结构和木制品表面进行油漆处理，油 漆涂层既使木材隔绝了空气，又隔绝了水分； 2.化学防腐剂注入木材中，使真菌无法寄生。
程
种类
系
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第10章 木材
土
10.1.2 木材的构造
木材的构造决定其性质，针叶树 和阔叶树的构造略有不同，其性质也 有差异。行于树轴)。
木
工
程
系
1.木材的宏观构造 如图10.1，树木是由树皮、木质 部和髓心三部分组成。 通常从树干的三个切面进行剖析， 即横切面 (垂直于树轴)、径切面(通过 树轴)和弦切面(平行于树轴)。
木
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第10章 木材
土
木
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3.木材的强度 木材的强度主要是指其抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度。 由于木材的构造各向不同，致使各方向强度有很大差异， 因此，木材的强度有顺纹强度和横纹强度之分。 当设顺纹抗压强度为100时，木材无缺陷时各强度大小 的关系见表10.1。 表10.1 木材无缺陷时各强度大小关系
土
10.2 木材的性能及应用
10.2.1 木材的性能
1.木材的含水率及吸湿性 新伐木材的含水率常在35%以上；风干木材的含水率为 15%～25%；室内干燥木材的含水率为8%～15% 。 2.木材的湿胀干缩与变形 木材的湿胀干缩具有一定规律：含水率大于纤维饱和点 时，随着含水率的增加，木材体积产生膨胀，随着含水率减 小，木材体积收缩；而含水率小于纤维饱和点时，只是自由 水的增减，木材的体积不发生变化。
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第10章 木材
土
特点：树叶宽大，多数树种的树干通直部分 较短，材质坚硬，较难加工，故又称 硬木材 。
木
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阔叶树
应用：表观密度较大，胀缩和翘曲变形大， 易开裂，在建筑中常用作尺寸较小的 装修和装饰 。 (1)材质较硬，纹理清晰美观（樟木、 水曲柳、桐木、柞木、榆木等） (2)材质不很坚硬，纹理也不很清晰， 但质地较针叶木要更为细腻 （桦木、椴木、山杨、青杨等）
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第10章 木材
土
10.3.2 木材的防虫
木
木材除受真菌侵蚀而腐朽外，还会遭受昆虫的蛀蚀。
常见的蛀虫有白蚁、天牛等。木材虫蛀的防护方法，主要
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是采用化学药剂处理。木材防腐剂也能防止昆虫的危害。
10.3.3 木材的防火
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常用的防火方法：在木材表面涂刷或覆盖难燃材料和 用防火剂浸注木材。
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第10章
土 木 工 程 系
木材
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第10章 木材
土
10.1 木材的分类与构造
木
10.1.1 树木的分类 针叶树 树木
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阔叶树
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第10章 木材
土
木
特点：树叶细长，树干通直高大，易得大材， 纹理顺直，材质均匀，木质较软，易于 加工，故又称软木材。
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针叶树
应用：强度较高，表观密度和胀缩变形较小， 耐腐性较强，是建筑工程中的主要用 材，广泛用作承重构件、制作模板、 门窗等。常用树种有松、杉、柏等。
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图10.1 木材宏观结构
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第10章 木材
土
2.木材的微观结构
木
工
程
木材是由无数管状细胞紧密结合而成，它们绝大部分 为纵向排列，少数横向排列(如木射线)。每个细胞又由细 胞壁和细胞腔两部分组成，细胞壁是由细纤维组成，细纤 维之间可以吸附和渗透水分，细胞腔是由细胞壁包裹而成 的空腔。
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第10章 木材
抗拉 抗弯 抗剪
程
抗压
顺纹
系
100
横纹
顶纹
横纹
5～30 150～200
顺纹
15～30
横纹切断
50～100
10～30 200～300
8
第10章 木材
土
10.2.2
木材及其制品的应用
木
工
程
系
9
在建筑工程中直接使用木材常有原木、板材和枋材三 种形式。除直接使用木材外，还可制成各种人造板材。 各类人造板及其制品是室内装饰装修的最主要的材料之 一。室内装饰装修用人造板大多数存在游离甲醛释放问 题。游离甲醛是室内环境主要污染物，对人体危害很大， 已引起全社会的关注。 GB18580-2001 《室内装饰装修材 料人造板及其制品中甲醛释放限量》规定了各类板材中甲 醛限量值。 1.条木地板 2.拼花木地板 3.复合木地板 4.胶合板 5.刨花椒、木丝椒、木屑板