第九章 木 材汇总
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。
第九章、林木测量与计算
2、分级标准木法
❖ 为提高蓄积测算精度，可先将标准地全部林木分为若干个径级（每个径 级包括几个径阶），在各径级中按平均标准木法测算蓄积，而后相加得 总蓄积。
3、材积表法
❖ 经过调查取得每个径阶的株数及树高曲线，根据每个径阶的中值和从树 高曲线上查出的该径阶的平均高值，就可从二元材积表中查出各径阶的 单株平均材积，乘以株数，可得出该径阶的林木材积，各径阶材积相加， 得林分蓄积。
❖ （1）图解法 ❖ 在林分调查中，沿标准地对角线随机测25-30株林木的胸径和树高，一
般每个径阶内应量测3-5株林木，分径阶计算出（算术）平均胸径、（算 术）平均高及株数。在方格纸上以横坐株表示胸径，纵坐株表示树高， 将各径阶的平均胸径和平均高点绘在方格纸上，根据散点分布趋势随手 绘制一条均匀圆滑的曲线，要求所有点尽可能分布在曲线的两边，该曲 线即为树高曲线（也可由所有实测树高、胸径点直接在方格纸上绘出， 而不用平均数点）。然后，依据林分（平方）平均胸径在树高曲线上查 出对应的树高，即为林分条件平均高。 ❖ （2）数式法 ❖ 图解法简便易行，但对绘制技术和实践经验要求较高，否则难以保证绘 制质量，因此也可选用适当的回归曲线方程拟合树高曲线。采用数式法 拟合树高时，因树高变化很大，一般要选择多个方程进行比较，且需要 较强的专业知识，因此不常使用。
❖ V=分段体积+梢头体积= V圆柱体+ V圆锥体 ❖ V圆柱体=πD2h/4；V圆锥体= V圆柱体/3； ❖ D为区分段中央直径或梢头底部直径，h为分区段长度和梢头
长度。
2、经验公式
❖ V=πD2hf/4 ❖ D为胸径；h为树高；f为形数，阔叶树常取
0.42，针叶树常取0.40。
四、林分平均胸径的计算
1、平均标准法
第九章 角规测树
第九章角规测树一、名词解释1.临界木2.树的扩大圆3.点抽样4.角规常数5.一致高法6.垂直点抽样7.水平点抽样8.角规点抽样与角规线抽样9.角规控制检尺10.径阶株树系数11.六株抽样法12.模拟样地与模拟林木二、填空1.原始的角规由一根定长的木尺和带有缺口的金属片构成。
尺为缺口的倍。
2.实际调查中，通过缺口观测每株树木的胸高断面，按下述规则记数：沿角规缺口两视线与胸高断面，相割计株；相切计＿株；相余计株。
3.利用角规测树时，断面积系数用来表示，其越小，观测距离越，计树越，临界遮挡越。
但当疏密度低的林分，断面积系数过大，则计数株数过，取决于和＿。
通常，对于中龄林，断面积系数取；近龄林断面积系数取；成、过熟林断面积系数取。
4.比较样圆的半径（临界距）R与实际直径与样点距树木中心距离S，当不计数；当，计1株；当，计0.5株。
三、简答1.简述角规测树的基本原理。
2.常用的角规测器有哪些？3.简述利用角规测定林分单位面积断面积的原理及步骤。
4.简述角规绕测技术在实际工作中应该注意的几个方面。
5.角规绕测时的误差来源有哪些？应如何减少误差的产生？6.简述利用角规绕测技术测定林分蓄积量的方法及步骤。
7.如何在林分调查时，确定适宜的角规点数？8.简述扩大圆原理。
9.简述坡度改正的方法。
10.如何在用角规测定林分单位面积断面积时，选定适宜的角规系数？11.简述在角规绕测技术中对边界样点的处理方法。
12.简述垂直点抽样的原理与方法。
13.简述角规线抽样的原理与方法。
14.简述两种无边界样地法估测林分蓄积量的方法及具体步骤。
15.简述角规调查的优越性。
四、计算1.某混交林总面积3公顷，平均坡度为19度，角规控制检尺结果如下表1所示，计算该混交林的总蓄积及树种组成式。
表1 角规控制检尺结果角规断面系数Fg=1.06 1 1 28 1 2 110 1 2 1 2 1 1 12 2 3 3 1 3 3 14 2 2 2 116 1 1 2 1 18 2 120 1 2表2、油松、柞树、白榆一元材积形高表。
第九章 木材基础知识
五、木材的构造特征
管孔的组合方式
a.单管孔(槭木) 单管孔(槭木)
b.复管孔(黑桦) 复管孔(黑桦)
c.管孔链(厚皮山榄) 管孔链(厚皮山榄)
d.管孔团(榆木) 管孔团(榆木)
五、木材的构造特征
管孔的排列及分布
a
b
c
散孔材与半散孔 a.黄柳桉（散孔材，星散状） 黄柳桉（ 黄柳桉 散孔材，星散状） b.拟赤杨（散孔材，溪流状） 拟赤杨（ 拟赤杨 散孔材，溪流状） c.山龙眼（散孔材，花彩状） 山龙眼（ 山龙眼 散孔材，花彩状） d.鼠李 （散孔材，树枝状） 散孔材，树枝状） 鼠李 e.核桃楸（半散孔材，斜列） 核桃楸（ 核桃楸 半散孔材，斜列）
三、树木组成 树木组成
• • • • • • • •
P185
树木由树根、树冠、树干三部分组成。 树根、树冠、树干 树根 树根：约占立木体积的5%——25%。 树根 树冠： 树冠：约占立木体积的5%——25%。 树干： 树干：约占立木体积的50%——90%。 树冠材有活节子； 树中间部分木材有死节子； 树下部分木材无节子（好木材）。 应充分利用好材，争取全树利用 全树利用。 全树利用
五、木材的构造特征
五、木材的构造特征
五、木材的构造特征
• 3、早材和晚材
P187
（1）早材 在每个生长轮内，靠近髓心部分 在生长期早期形成的木材。
特点：材色浅，材质疏松，材质软。 特点
（2）晚材 在每个生长轮内，靠近树皮部分， 在生长期晚期形成的木材。
特点： 特点：材色较深，材质质密，材质硬
• 早材至晚材的转变 识别木材。 早材至晚材的转变可识别木材。 识别木材
二、木材的物理性质
• （3）纤维饱和点
P191
湖南大学等四校合编《土木工程材料》(第2版)【章节题库(含考研真题)】(第九章 木材)【圣才出品】
第九章木材一、名词解释1．木材纤维饱和点答：木材纤维饱和点是指木材细胞腔内的自由水全部失去，而细胞壁中的吸着水处于饱和状态时的含水率。
由于木材的化学组分基本相同，故各种树种的木材纤维饱和点的含水率变化不大，大致介于23%～31%，取决于木材中可抽提物的数量与成分，木材的物理-力学性质大多随纤维饱和点以下含水率的增减而变化。
而木材含水率在纤维饱和点以上时，木材的许多性质近于不变。
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。
4．将木材破碎浸泡，研磨成浆，加入一定量粘合剂，经热压成型，干燥处理而制成的人造板材，称之为（）。
A．胶合板B．纤维板C．刨花板D．大芯板【答案】B【解析】胶合板是由木段旋切成单板或由木方刨切成薄木，再用胶粘剂胶合而成的三层或多层的人造板；纤维板是以木质纤维或其他植物素纤维为原料，经破碎、浸泡、研磨成浆，然后经热压成型、干燥等工序制成的一种人造板材；刨花板是由木材或其他木质纤维素材料制成的碎料，施加胶粘剂后在热力和压力作用下胶合成的人造板；大芯板是由两片单板中间胶压拼接木板而成的人造板。
林木育种学：第9章 林木抗逆性育种
保持 水分 吸收
第九章 林木抗逆性育种
增加根系深度和密度
减少 水分 丧失
1.增加气孔及角质层的扩散阻力 2.减少叶片对太阳辐射能的吸收 3.减少叶蒸发面积
12
旱生植物沙冬青
13
低水势 延迟脱 水耐旱
第九章 林木抗逆性育种
保持 膨压
1.渗透调节作用
1.减少细胞内水分 2.减少细胞体积
2.增加组织弹性
4
林木育种学
松材线虫病危害状
美国白蛾危害状
杨树天牛危害状
光肩星天牛成虫
5
黄斑星天牛卵
桉树枝瘿姬小蜂
油桐尺蠖
树干蛀虫，桉大蝙蛾
6
低温胁迫 7
渍害
干旱胁迫 盐碱胁迫
8
第九章 林木抗逆性育种
逆境的种类
病害
生物逆境 害虫
杂草等
冷害（>0℃）
广 义
温度胁迫
低温
冻害（<0℃）
逆
高温
境
干旱
非生物逆境 水分胁迫
(3）多基因抗病性 指由众多微效基因控制的抗病性。
24
林木育种学
第九章 林木抗逆性育种
2、抗虫
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。 原生防卫 指林木在进化过程中形成的组织结构或产生毒它 性化学物质，包括机械阻止、使昆虫中毒或干扰昆虫生长 发育及生殖等。
诱发防卫 是在昆虫侵害后，林木在非固有的理化因子刺激 下所做出的组织和化学反应，包括分泌毒它性化合物、坏 死反应和减少对入侵者所必需的营养物质的供给等。
25
林木育种学
第九章 林木抗逆性育种
植物对昆虫的化学防御类型主要包括以下3类： (1)产生能引起昆虫忌避或抑制其取食的物质，使觅食昆
第9章、木材切削原理与刀具之旋切及旋刀ppt课件
旋切主要用来生产厚度较薄或中等厚度的单板。生
第 产率高但生产过程中由于单板反向弯曲而存在单板背面
五 章
裂隙。
旋
刨切单板主要生产厚度较薄的单板，但生产率低。
切 多用于饰面用的薄单板或微薄木。
及 旋
锯切单板单板几乎不变形，生产质量高，但效率低，
刀 出材率也低。多用于复合地板、集成材的表板
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为了获得连续的带状等厚单板，
第
要求在旋切时木段的旋转运动
五
和旋刀的直线运动必须保持严
章
格的运动学关系，保证单板厚
旋 切
度等于每转进给量。
及
旋
刀
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.
6
旋切机
第 五 章 旋 切 及 旋 刀
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.
7
运动关系：
第 五 章 旋 切 及 旋 刀
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.
8
旋切曲线
第
五 章
极坐标方程： （刀具由A点运动到A’点）
旋
Ф＝ωt
切 及 旋
(ω－木段回转的角速度ω＝ 2πn/60 ; n－木段的回角 速度 r/min；t－时间 )
刀 水平方向：x＝Vf*t (Vf——旋刀的进给速度 mm/s
Vf＝S×n/60 S——单板的厚度mm)
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.
9
旋切曲线：
.
10
旋切曲线：
R2＝a2Ф2+h2
当装刀高度h＝0时：
R2＝a2Ф2 即： R＝aФ
旋切曲线是阿基米德螺旋线
第 五
当装刀高度h<0或h>0时：旋切曲线是圆的广义渐开线。
测树学 第九章 林分材种出材量测定
具体要求
原木造材贯彻合理使用木材和节约木材的原则, 具体要求如下： （1）在原条造材基础上，按材种规格标准进行 划线，确定材种等级并检尺。在划线时，要留 出锯口损失量，一般为2cm。 （2）造材时，对树干腐朽部分应视为薪材，扣 除后再按顺序由大到小进行造材。 （3）凡伐倒木发生折断、劈裂等情况，均按有 缺陷材确定相应材种。 （4）原木商品材检尺一律量测小头直径，按 2cm括约。
一、材种结构规律
材种出材率曲线
第二节 林分材种出材量测定 ——林分材种结构规律
经济用材出材率
– 在小径阶处较低，随径阶增大而逐渐上升，以后上 升速率变缓，到特大径阶之后有时略呈下降的趋势 （因特大径阶的林木往往有内腐的现象）。
薪材出材率
– 在小径阶处较高，随径阶增大而下降，以后下降速 率变缓。
第二节 林分材种出材量测定 ——林分材种结构规律
材种结构规律：
– 材种出材率系指经济材、薪材、废材出材 率，即经济材、薪材、废材3个出材率随胸 径呈现出规律性的变化。 – 3个出材率分别乘上径阶带皮材积时，分别 得到相应的材种材积，它们之和为径阶材 种出材量，等于径阶带皮材积。 – 一个林分的经济材、薪材、废材三者出材 量应等于林分总带皮材积。
三、材种材积的测算 ——3.锯材材积测算
锯材长度：沿材长方向检量两端面间的最短 距离。 锯材宽度、厚度：在材长范围内除去两端各 15cm的任意无钝棱部位检量。 锯材材积由锯材材积表可得，材积表中的材 积是按长方体体积公式计算，即： V=L×W×T÷1000000 V——锯材材积(m³ )； L——锯材长度(m)； W——锯材宽度(mm)； T——锯材厚度(mm)。
锯材分类标准 (mm)
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木材的含水率
木材中的水分
木材中的水分
自由水
存在部位
存在于细胞腔和细胞间隙中
吸附水
存在于细胞壁中
化合水
以化学结合水的形式存在
平衡含水率 纤维饱和点含水率
蒸发顺序
首先蒸发 在自由水蒸 发后，蒸发
木材腐朽与防止
木材腐朽——木材受到真菌侵害后，其细胞改 变颜色，结构逐渐变松、变脆，强度和耐久性 降低。
木材防腐方法
板材：水曲柳 仿古木雕
天然和人造板材
E1级刨花板
水曲柳木皮（直纹）
建筑模板
胶合板
天然和人造板材
细木工板
实木地板
杉木集成材
四川产乌木（上千年历史）
木材制品中甲醛含量控制
甲醛的危害
➢ 《民用建筑工程室内环境控制规范》(GB50325-2001) 规定：人造木板及饰面人造板根据游离甲醛含量释 放限量划分为E1类和E2类。 E1类为可直接使用的人 造板材， E2类为必须经饰面处理后方可用于室内的 人造板材。
3.什么是胶合板？胶合板的特点和用途各如何？
答：胶合板是用原木切成薄片，经干燥处理后， 再用胶粘剂按奇数层数，以各层纤维互相垂直 的方向，粘合热压而成的人造板材
胶合板的特点：材质均匀，强度高，元明显纤 维饱和点存在，吸湿性小，不翘曲开裂，无疵 病，幅面大，使用方便，装饰性好
胶合板的用途：广泛用作建筑室内隔墙板、护 壁板、顶棚，门面板以及各种家具和装修
➢ 《人造木制板材环境标准产品技术要求》规定：人 造板材中甲醛释放量应小于0.20mg/m3，木制地板中 甲醛释放量应小于0.12mg/m3。
本章小结
木材主要应用于建筑装饰工程中。 了解木材及其制品的种类以及常用木材的品种，
为选择和使用打下基础。
一、名词解释
1.木材的纤维饱和点： 当吸附水已达饱合状态，而又无自由水存在时，
2.木材含水率的变化对其性能有何影响？
答：木材吸水的能力很强，其含水量随所处环境的温度 变化而异，所含水分由自由水、吸附水、化合水三部分 组成。自由水是存在于细胞腔和细胞间隙内的水分，木 材干燥时自由水首先蒸发，自由水的存在将影响木材的 表观密度、保水性、燃烧性、抗腐蚀性等；吸附水是存 在于细胞壁中的水分，木材受潮时其细胞首先吸水，吸 附水的变化对木材的强度和湿胀干缩性影响很大；化合 水是木材的化学成分中的结合水，它是随树种的不同而 异，对木材的性质没有影响。
木材的含水率称为木材的纤维饱和点 2.木材的平衡含水率： 木材的含水率与周围空气相对温度达到平衡时，
称为木材的平衡含水率 3.木材的标准含水率： 一般是以15%的含水率做为标准含水率
二、简述题
1.木材按树种分为哪几类？其特点如何？ 答：木材按树种分为针叶树和阔叶树两类，其特点分别
是： 针叶树树干通直高大，纹理顺直，材质均匀，木质较软
防腐措施
将木材干燥至含水率在20％以下， 对木结构采取通风、防潮或表面涂
以防滋生真菌
刷涂料
采用化学防腐剂，使木材成为有毒 物质，抑制真菌生长
采用表面喷涂、浸渍、压力渗透
常用木材制品
品种
特
征
胶合板 细木工板 纤维板
原木旋切成薄片，再用胶粘剂按奇数层，以各层纤维互相 垂直，粘合热压而成的人造板材。——表面有美丽木纹
第九章 木 材
浙江万里学院
设计艺术与建筑学院
木材基本知识
1.树木分类
➢ 树木按特征可分为针叶树和阔叶树。
针叶林
阔叶林
木材基本知识
针叶树和阔叶树木材的主要特点及应用
种类
主要特点
主要应用
针叶树 树干通直高达，纹理顺直；
是建筑工程中的主
（软木才——承重构 件
且易于加工，又称为软木材。针叶树材强度较高，表观 密度及胀缩变形较小，耐腐蚀性较强，为建筑工程中的 主要用材，被广泛用作承重构件 阔叶树多数树种树干通直部分较短，材质坚硬，较难加 工，又称为硬木材。阔叶树材一般较重，强度高，胀缩 和翘曲变形大，易开裂，在建筑中常用于尺寸较小的装 饰构件。对于具有美丽天然纹理的树种，特别适合于做 室内装修、家具及胶合板等。
4.木材的强度有哪几种？影响强度的因素有哪些？
答：木材按受力状态分为抗垃、抗压、抗弯、 抗剪4种强度，而抗拉、抗压和抗剪强度又有顺 纹和横纹之分。
木材强度除由本身组织构造因素决定外，还与 含水率、疵点（木节、斜纹、裂缝、腐朽及虫 蛀等）、负荷持续时间、温度等因素有关。
阔叶树 （硬木材）
树干通直部分较短； 一般较重，强度高，变形大，易开 裂； 材质坚硬，加工较困难。
用于建筑中尺寸较 小的装饰构件；做 室内装修、家具及 胶合板
木材基本知识
2.木材的宏观构造
提问：美丽的木纹出至于 哪个切面？
木材的物理及力学性能
密度（1.55g/cm3） 表观密度（0.50g/cm3） 含水率 湿胀干缩 强度（各向异性）
一种特种胶合板，芯板采用木板拼接而成，两面粘结一层 或二层板。——表面有美丽木纹
以植物纤维为原料，经破碎、浸泡、研磨成木浆，再加入 胶料，经热压成型、干燥而成的人造板材。
刨花板、木丝 利用木材加工中产生的刨花、木丝、木屑为原料，经干燥， 板、木屑板 与胶粘料拌合，热压而成的板材
天然和人造板材
原木：落叶松 方木：落叶松