木材在物理力学性质方面都具有特别显著的各向异性。顺木纹受力强度最高，横木纹最低，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的差异。此外，无疵病的清材与有疵病（木节、斜纹、裂缝等）的木材之间差异更大。本节所述的木材力学性质，只涉及清材（没有疵病的）标准小试件按专门试验方法确定的力学指标。
一、木材顺纹受压、受拉、受剪和静力弯曲强度
按照现行国家标准《木材物理力学试验方法》进行试验的、标准小试件破坏时的应力，在本节中称为木材的强度。木材顺纹受压、受拉、受剪和静力弯曲强度在附录四表中列出。木材受拉、受剪、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、受弯破坏前具有较大的、不可恢复的塑性变形性质。
木材顺纹受压强度比受拉低。木材受弯强度则介于二者之间，并一般符合下列关系：
fts
fm fc
fcss
＝ 3 ftss .1 （2.4.1） +1 fcs
式中ft
s 、fcs 、fms 分别为清材标准小试件的顺纹受拉、顺纹受压及受弯强度。
二、木材受拉、受压、受剪及弯曲弹性模量
木材的弹性模量与树种、木材密度和含水率等因素有关。木材的弯曲弹性模量已列在附录四中。木材顺纹受压和顺纹受拉弹性模量基本相等，部分树种的试验数值。木材横纹弹性模量分为径向ER和切向ET），他们与木材顺纹弹性模量 EL的比值随木材的树种不同而不同。当缺乏试验数据时，可近似取为：
EET ≈0.05 ，
EER ≈ 0.10
LL
各树种木材的顺纹弹性模量EL，当缺乏试验数据时，可近似地按附录四中该树种木材的静力弯曲弹性模量的数值提高10％作为 EL。
L－纵向；RT－横切面； R－径向；LR－径切面；T－弦向； LT－弦切面。
树种 产地
弹性模量EL(×103MPa)
顺纹受拉 顺纹受压 臭冷杉 落叶松 鱼鳞云杉 红皮云杉 红 松 马尾松 樟子松 杉 木 木 荷 拟赤杨 东北长白山 东北小兴安岭 东北长白山 东北长白山 东 北 广 西 东 北 广 西 福 建 福 建
10.7
16.9
14.7
12.2
10.2
10.6
12.3
10.7
12.8
9.4
11.4
14.2
11.0
9.5
12.3
9.4
木材受剪弹性模量G（也称剪变模量），随产生剪切变形的方向不同而不同；GLT表示变形产生在纵向和切向所组成的平面上的剪切模量； GLR表示变形产生在纵向和径向所组成的面上的剪变模量；GRT表示变形产生在径向和切向所组成的面上的剪变模量。木材的剪切模量随树种、密度的不同而有差异。部分树种的试验数据列于。部分树种木材的剪切模量树种剪切模量（×103MPa）
GLT GLR
红皮云杉
红 松
马尾松
杉 木
山 杨
白 桦
柞 栎
水曲柳
0.6307
0.2866
0.9739
0.2967
0.1827
0.9976
1.2152
0.8439
1.2172
0.7543
1.1705
0.5348
0.9001
1.9310
2.3795
1.4783
注：本表摘自中国林业科学研究报告“木材剪变模量的初步研究”，1964年。当缺乏试验数据时，木材的剪变模量与顺纹弹性模量EL的相对比值，可近似地取为：
GELT ≈ 0.06；
GELR ≈ 0.075；
GERT ≈ 0.018
LL L
三、木材顺纹受剪性质
木材顺纹受剪具有下列性质：
1）木材受剪破坏是突然发生的，具有脆性破坏的性质。在剪切破坏前，应力与应变之间的关系一般符合正交三向异性材料的弹性变形规律。
2）根据单齿（ hc/h=1/3）剪切的电算应力分析和试验表明，沿剪切面上剪切应力的分布是不均匀的）。剪切面上的平均剪切应力值 τ与最大剪切应力值τmax之间。平均剪压力τ与最大剪应力 τmax关系
lv／hC 5 6 7
τ
/τmax
0.608 0.520 0.445
单齿剪切应力
3）剪切面上剪切应力 τxy的分布状态，随构件的几何尺寸（ lv、hc、h）及木材的弹性模量而
不同。根据鱼鳞云杉、hc／h=1／3、hc＝60mm，对不同 lv的单齿剪切电算结果τmax大约发生在距下弦净截面的 5/6 hc处；当剪面长度 lv
增大时，τmax降低甚微，但 τxy的分布状态随之而不同，直到 lv增加到 9hc以上时， τxy的分布状态几
乎不再改变。虽然试件的剪面长度lv实际上大于 9hc，但τxy仅分布在 9hc的长度以内，故 9hc这一剪面长度称为应力分布的最大长度或有效剪切长度。剪切应力τxy沿剪面的分布状态
4）刻齿深度 hc与构件截面高度h的比值愈大，则木材平均剪切应力 τ与最大剪切应力τmax的比值愈低。因此，减小刻槽深度可以提高木材的平均剪切强度。刻齿深度对木材平均剪切强度的影响
hc/h 1/3 1/4 1/6 1/8
τ
/τmax
0.275 0.313 0.340 0.350
相对值 1.00 1.14 1.24 1.2
注：“相对值”系以hc＝h╱3、lV╱hC＝12时的平均剪切强度作为 100％。
5）受剪面上的着力点处有横向压紧力时，平均剪切强度较高；无横向压紧力时，由于产生横纹撕裂现象引起平均剪切强度降低。a） b）剪切面上横木纹方向的应力 σy
四、木材横纹承压的性质
木材横纹承压的特点是受力时变形较大、无明显的破坏特征，直到木材被压至很密实之后，荷载还可继续增加而无法确定其最终的破坏值。因此，一般取比例极限值作为木材横纹承压的强
度指标
木材横纹承压分为全表面承压和局部表面承压。其强度大小决定于承压面的长度la和非抵承面的自由长度 lc的比值：lc ＝0时，即为全表面承压，此时强度最低；
lac当ll＝1且la等于或小于试件高度 h时，则为a局部承压，此时强度最高；若比值lc／la再增加，强度几乎保持不变。此外，当承压面位于试件的一端且承压长度la为试件长度l的 1／3时，
木材横纹承压比例极限介于局部表面承压和全表面承压之间，一般可取二者的平均值。
五、含水率对木材强度的影响
木材含水率在纤维饱和点以下时，含水率愈高则强度愈低。木材顺纹受拉、受压、受弯及横纹承压，可按下列公式将试件含水率为W％时的强度fw换算成含水率为 12％时的强度f12；
f12＝fw[1+α（W-12）
20
木材横纹承压式中：
W—— 试验时试件的含水率（％），一般在 9－15％范围内；
α—— 含水率换算系数，采用。
含水率换算系数α受力性质公式中代替f12的符号公式（中代替fW的符号α值 适用树种顺纹受压强度弯曲强度弯曲弹性模量顺纹受剪强度顺纹受拉强度横纹全表面承压比例极限值横纹局部表面承压比例极限值横纹承压弹性模量
fc12
fm12
E12
fV12
ft12
fc,90,12
fc,90,12
E90,12
fcw
fmw
Ew
fvw
ftw
fc,90,w
fc,90,w
E90,w
0.05
0.04
0.015
0.03
0.015
0.045
0.045
0.055
阔叶树
一切树种
一切树种
一切树种
木材的弹性模量、顺纹受剪等都具有类似性质，亦按公式进行换算。
六、温度对木材强度的影响
1） 温度愈高，则木材的强度愈低。强度降低的程度与木材的含水率、温度值及其延续作用的时间等因素有关。
2） 当温度不延续作用时，木材受热的温度不致改变其化学成分的条件（例如通常的气候条件），当温度降低时木材还能恢复其原来的强度。
3） 气干材受温度为66℃延续作用一年或一年以上时，其强度降低到一定程度后即不会再降低，但当温度降低到正常温度时，其强度也不会再恢复。
4） 当温度达到 100℃以上时，木材才会开始分解为组成他的化学元素（碳、氢和氮）。当温度在40～60℃长期作用时，也会产生缓慢的碳化，促使木材的化学成分逐渐改变。
5） 含水率较大的木材在高温作用下其强度的降低也较大，特别在高温作用的头2～4昼夜时间内，强度的降低格外显著。
6） 当温度长期作用时，木构件的所有部分将会获得与他和环境相同的温度。但是在通常气温条件下（例如在房屋中），木材周围的空气温度随季节不同而变动颇大。因此，木构件的温度不一定能达到周围空气的最高温度。
木材的温度和含水率对木材（松木）顺纹受压强度的影响列于表2.4.6。木材的温度和含水率对木材（松木）顺纹受压强度的影响
（以 W＝15％，t＝15℃时的木材顺纹受压强度为 100％）
温度 t含水率 W （%）
（℃） 0 9 15 26 30 60 70 134
＋100 135 51 35 23 16
＋80 146 65 51 30 26
＋60 161 79 68 37 35
＋40 167 89 79 44 42
＋25 181 103 96 51 51
＋15 186 116 100 63 60 56
－2 198 134 110 89 80 76
－16 200 159 135 93 114 136
－26 203 166 138 93 93 149
－42 202 173 149 101 150 149
－79 192 156 138 110 141 148
七、长期荷载对木材强度的影响
木材具有一个显著的特点，就是在荷载的长期作用下木材强度会降低（表 2.4.7）。所施加的荷载愈大，则木材能经受的时期愈短。为使结构荷载作用的时间无论多么长木材都不致破坏，木结构设计以木材的长期强度为依据。
木材的长期强度与瞬时强度的比值随木材的树种和受力性质而不同，一般大约为：顺纹受压 0.5～0.59；顺纹受拉 0.5；静力弯曲 0.5～0.64；顺纹受剪 0.5～0.55。木材（松木）强度与荷载作用时间的关系受力性质瞬时强度
当荷载作用时间为下列天数（昼夜）时木材强度的百分率
1 10 100 1000 10000
顺纹受压
静力弯曲
顺纹受剪
100
100
100
78.5
78.6
73.2
72.5
72.6
66.0
66.2
66.8
58.5
60.2
60.9
51.2
54.2
55.0
43.8
注：瞬时强度指按标准试验方法的加荷速度测定的强度。
木材强度与荷载持续时间的关系
八、密度与木材强度的关系
木材强度与其密度之间存在着密切的关系，特别是同一树种的木材更为显著，其密度较大者强度必较高。表 中列出部分树种木材的密度与其顺纹受压强度之间的关系。
木材密度与顺纹受压强度的关系
树种 产地 关系式 树种 产地 关系式
落叶松
黄花落叶松
红松
马尾松
东 北
东 北
东 北
福 建
f15=1191.75ρ15-209
f15=1192.96ρ15-188
f15=1067ρ15-151
f15=403.05ρ15+149.61
杉 木
杉 木
白 桦
湖南
福建
东北
f15=1455ρ15-151
f15=1119.34ρ15-43
f15=832ρ15-63
注：摘自中国林业科学研究报告“湖南、贵州所产杉木的物理力学性质” 1957年；“东北白桦、枫桦‘水心材 ’物理力学性质的研究 ”
1954年；“东北兴安落叶松和长白落叶松木物理力学性质的研究”1957；“红松木材物理力学性质的研究”1958年。
对于其他树种，当缺乏试验资料时可近似按下式估计：
f15＝854 ρ 15f15、ρ15 ——当含水率为 15％时，木材的顺纹受压强度和密度。