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木材在抗壓及抗拉強度方面,兩者間的差異也許不大,但是就材料行為而言,兩者則相去甚遠。
由於木材本身的高度異向性,因此當木材縱向受到拉力作用時(想像將樹幹連根拔起的施力方向),受拉的木纖維管束便會產生拉伸現象,進而造成管束間的剝離或纖維的拉斷,其破壞狀態極脆,往往於瞬間斷裂。
反之,當木材縱向受到壓力作用時(想像由上而下將樹幹壓扁的施力方向),或者當壓力作用於木纖維的垂直方向時(想像由樹幹周邊向樹心推擠的施力方向),木纖維會處於彎曲的狀態,此彎曲狀態就是木材韌性(ductility,韌性的最大意義除了讓結構具備足夠的強度外,也讓結構保有相當安全、慢慢『瀕臨破壞』的彈性空間)的表現。相對於受拉狀態,木材的破壞不是劇烈的斷裂,而是出現大量的變形,此即為木材抗彎的能力。而這種結果較能契合工程安全的設計觀念。
而木建築的最大優勢不在於木材的絕對強度,而在於其輕質及相對強度(意指其強度處以重量的比值)的特性。
木材擁有RC(鋼筋混凝土)約1/3~1/2的彈性模數(意指強度,也就是材料抵抗變形的能力),卻只有RC的1/8~1/6的重量。
換言之,在同樣擔任結構構材的情況下,RC的自身重量於總載重中佔有較大的比例,因此從材料的經濟性而言,木建築是較為優異的。
參考資料--認識木建築 (2003,作者:陳啟仁,張紋韶/著)
參考圖片--Eric's photo diary
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