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。

现代常用的亭子种类

1。钢筋混凝土仿木、仿竹结构亭 钢筋混凝土结构的亭子已经由于低廉的造价、简易的施工工艺、和耐用性,慢慢在山地风景区中大范围的应用,并且深受欢迎。钢混亭主要有几种主要做法,一种,现浇混凝士。这种构造形式因为是现场以钢筋为骨架灌入混凝士砂浆,这种形式的优势是结构上比较坚固,只是在亭子的细部施工起来比较费力。第二种,混凝土预制构件装配。是把定制好的混凝土板按照设计拼装焊接起来。在山地景区一般按照景区风格,做成仿古钢筋混凝土亭。其优势在于钢筋混凝土的可塑性强、有了较好的强度以及较好的稳定性。并且在山地自然环境下,相比较木构亭有较好的防腐性、耐湿性等。另外还可以对亭做仿竹或者仿树皮的装修,烘托体现乡间野趣。 2。草亭 山地风景区中经常会在景区内就地取材,充分利用自然条件建造符合山野风趣的草亭。草亭的结构做法,可以使用松杉、树干等作为柱网。从而体现朴实、自然和粗犷的感觉。至于额枋以及挂落和坐発都可以用圆木表现。草亭可以用预制混凝土块作为基础,攒尖的顶可以用树棍或者竹竿作为桁櫞而构成骨架,接着在用竹席覆盖上油毡可以防水用竹片压条做顺水槽。在上层可以铺置茅草等遮盖结构。 3。石亭 石亭在山地风景区中也经常出现,所表现的景观意境是粗犷、古朴。石亭的特点包括,以直取代亭的曲线条,表现简洁。但是弱点是弯曲性能差,并且加工的构建也较为粗大。致使外观不精细。是石亭的在材料选择上主要是用凝灰岩石和花岗岩石,这两种材料的石头强度高加工相对较为方便。结构上都选为仿木结构形式。 4。竹亭 在南方的一些山地风景区里经常会出现竹亭。竹亭的结构大部分还是仿木构。但是竹亭相对木亭来讲构造更轻巧。 5。砖、石、木混合亭 由于各个山地风景区的自然环境的差异,现在多数山地景区还是因地制宜的利用多种的材料来发挥各个材料的特性,创造出各种各样的亭。