木材榫卯结构力学分析

木材是非均质的、各向异性的材料，树干包括许多同心圆的年轮层次，这赋予木材圆柱对称性。这种对称性体现在木材的许多物理性质上，例如弹性、强度、热传导性能等。早在1928年，普赖斯(Price)就把正交对称原理应用于木材，借以说明木材材性的各向异性。根据树干的解剖构造，它有圆柱对称性。在远离髓心的一定位置取一个小块矩形试件，要求其有一对材面切于年轮，于是这个试件就有三个对称轴:平行于纵向的L轴、平行径向的R轴和平行于弦向的T轴。这三个轴大致是相互垂直的。但这三个方向的弹性常数不同。虽然径向轴在木材中是发散的，而不是平行的，并且L--T面也不是完全的平面，而是略似圆柱面。但经常仍然可以把这三个轴当作相互垂直的弹性对称轴，这样就把正交对称原理引入到了木材上。 木材在物理力学性质方面都具有特别显著的各向异性。顺木纹受力强度高，横木纹低。斜木纹介于两者之间。木材的强度还与取材部位有关，例如树干的根部与梢部、心材与边材、向阳面与背阳面等都有显著差异。此外，无疵病的清材与有疵病(木栉、斜纹、裂缝等)的木材之间差异更大。本文仅讨论清材的力学性质。 木材受拉、受剪时，在极小的相对变形下突然发生破坏的性质称为具有脆性破坏性质;相反，木材受压、受弯破坏时，具有较大的不可恢复的塑性变形性质。木材顺纹受力时，受压强度比受拉强度低。

木结构古建筑在园林空间的运用

中国古代木构建筑在园林空间的运用是丰富的，不仅包括楼阁、回廊、楼阁、船阁等建筑所营造的灰色空间，还包括植物、地形、道路、水体所围绕的灰色空间。其中，在中国古代建筑中，小木作和大木是灰色空间的主要组成部分，它们的风格和功能是独特而灵活的。 古代工匠制作的木制构件形式精美多样，功能各异。不同的木质构件和结构相互组合穿插，构筑建筑空间。中国古代建筑中用来营造灰色空间的木质构件和结构非常常见，分为室内和室外两部分。在建筑的室内环境中，室内空间往往被不同的隔断分隔，具有灵活多变特性的活动隔断无形中构建了一定空间需求下的“灰色空间”。或者形成了两个房间之间的过渡区域，或者形成了室内室外之间的过渡空间，比如隔断扇、屏风、罩。在室外庭院中，有许多功能和风格不同的灰色空间，如露台、亭台、船、轩、亭、木雕门楼等。它们与自然环境融为一体，是中国木结构古建筑庭院景观中常见的空间设计手法。 罩是室内装饰中常见的隔断，是室内装饰中用来分隔空间的木质构件。封面主要用于两种功能不完全相同，但有一定联系的区域。比如可以在室内大厅和卧室之间形成一个过渡空间，创造一个半分半合、虚实相间的“灰色空间”，让空间相互分离，相互连接。比如中、清时期承德避暑山庄的落地盖就位于正殿和厢房的中间。封面面积很小，上面有镂空的雕刻。总的来说，这两个空间没有明显的区别。而封闭式的形式则体现了一种无形的空间隔断，似乎在正厅和厢房之间划出了一条清晰的界线，又似乎两个空间原本就是一个有机的整体，相互呼应，构建了两个空间之间的过渡空间。