木结构建筑中需考虑的一些木材弱点

我国木结构的发展还是比较快的，但是专业人才还是比较缺乏，很多从业者尚缺乏对木材的基本的认识，将其其他建材的思路直接套用在木材上，是不可取的。

木材有很多优点，今天就不做过多讨论。木材还有一些弱点，作为从业者，必须将这些弱点牢记在心，在工程小心规避，才能做出优秀的建筑。接下来就罗列一下我想到的一些木材的弱点：

• 湿度敏感性

木材是一种天然的多孔吸湿性材料，当它长时间受潮时会发生明显的降解。这个过程可能从轻微膨胀开始，一直到发生真菌侵袭，最后发展到强度完全丧失。设计时应确保木材在其结构寿命期间不受高水分影响，尤其是对于承受较大荷载的构件更应小心设置合理的通风措施。

• 重量轻

木材密度大约比钢筋混凝土低5倍，比结构钢低15倍。木材密度小的一个好处是基础可以做的更小，地震下的惯性力也较小。坏处是随着建筑高度的增加，结构对风荷载将更加敏感。

• 正交各向异性

作为一种天然材料，木材的性质在各个方向上并不相同。木材沿纤维方向很坚强，但垂直纤维方向很脆弱。不注意材性的差异，可能会给结构带来灾难性后果。

• 刚度低

建筑用木材的刚度比钢筋混凝土低约3倍，比结构钢低20倍。随着建筑高度的增加，会对楼面挠度、震动加速度和居住舒适度产生严重影响。

• 不可焊性

木材是不可焊接的，这样的话构建刚性抗弯连接几乎是不能的。如果有人说他们的木结构可以做到强节点弱构件，那么这个人基本上是不了解木材的。

• 脆性

木材构件在受拉、弯曲和剪切时破坏都是脆性的，虽然通过精心设计可以达到一定的延性，但是也不能弥补天然的特性。

• 系统效应

虽然所有材料都有该效应，但载荷作于与木构件系统时，其荷载分布的方式是不够明晰的。由于此原因，大型木结构在承受非常规载荷时可能出现意料之外的破坏模式，这对设计而言是致命的。

• 尺寸效应

随着尺寸的增加，木构件的强度可能会降低。虽然其它材料也有类似性质，但一般都没有木材这么严重。而且对于尺寸非常大的木构件，尺寸效应的影响规律仍然不明晰。

• 时间效应

木材受载时会随着时间的推移而蠕变，并且强度也会变低。对于高层木结构建筑等重型木结构，木材的长期力学行为非常关键。另外，多高层木结构一般是混合结构，木材的蠕变行为会导致与其它材料构件的沉降差异。