黄杉(花旗松)以综合具备强度、形体稳定性和美观而闻名。在美国西部,建造家庭住宅和多层木架结构建筑时主要使用这种木材。

结构材

前言

结构材主要由次生林和三次生林木材制成。这种木材以目测方法、机械测试方法或数字扫描方法评级,主要根据木材的强度而非外观评定级别。每个等级、树种和尺寸都对影响木材强度和最终用途的天然特性和制造缺陷设有限定规格。每一树种和等级都有明确的设计数值。

结构材的设计数值是在美国农业部林产品实验室(Forest Product Laboratory)的指导下根据美国测试和材料协会(American Society for Testing and Materials)所规定的标准、或国家标准和技术学会(National Institute of Standards and Technology)认可的规范而制订的。

 

树种组合

有些西部树种之间有共同的性能特点。这些木材往往组合在一起销售,以简便营销、设计和工程程序,并允许根据树种组合而非特定树种制订和确定设计数值。由于等级和设计数值是按组合树种确定的,在计算不同尺寸木材最终应用性能时应考虑到调整因素。红杉木材检查服务局(RIS)、西岸木材检查局(WCLIB)和西部木材产品协会(WWPA)的等级标准文献都对西部树种的美国设计数值和调整因素有明确的规定,各进口国的政府机构也有这方面的出版文献。

结构材通常根据表1内所示的树种组合购买、销售和指定最终用途。由于具备独特的耐久性能,北美红杉和西部桧柏则作为独特的树种销售。

 

结构用材等级

我们将在下文解释西部树种结构材的大致分类。额定尺寸被用作“名称”。本手册内使用的公制数据是对实际表面处理尺寸的大致转换(1英寸等于 25.4 毫米)。

按《国家等级标准》(National Grading Rule) 评定的规格材等级分为三种尺寸类目和四种强度类目。

尺寸:第一类尺寸包括 38 x 38 毫米 89 x 89 毫米的木材 (在美国,这些尺寸被称为 2x2 至 2x4,即表示未经干燥和刨光处理的额定尺寸: 2 英寸 x 2 英寸和 4 英寸 x 4 英寸)。《轻型结构框架》(Structural Light Framing)、《轻型框架和壁骨》(Light Framing and Stud) 的强度类目中列有各种尺寸。

强度: 轻型结构框架(SLF)等级适用于需要最高设计数值的工程项目,所需的轻型结构框架木材尺寸通常为 38 至 89 毫米厚 x 38 至 89 毫米宽。

SLF 等级包括:

SELECT STRUCTURAL
No.1
No.2
No.3

强度:具这些尺寸 (38 至 89 毫米厚 x 38 至 89 毫米宽) 的轻型框架(LF)等级用于制作不需要最高强度数值的框架,如墙框架、承橼板、门栏、脚手架、压檐墙,等等。

LF 等级包括:

CONSTRUCTION
STANDARD
UTILITY

尺寸: 第二类尺寸包括 38 x 38 毫米 89 x 337 毫米的木材(美国额定尺寸为 2x2 至 4x14)。此尺寸范围内的木材可评为壁骨(Stud)级木材。

强度: 壁骨级(Stud grade)是一种通用性选用等级 (尺寸为 38 至 89 毫米厚 x 38 至 337 毫米宽),适用于承重纵向结构,如墙壁的骨架等。

只有一种等级:

STUD

尺寸:第三类尺寸包括尺寸在 38 x 114 毫米 89 x 438 毫米(额定尺寸 2x5 至 4x18) 之内的木材。这些尺寸被划分为结构托梁和结构板(Structural Joists & Planks) 类目。

强度: 结构托梁和结构板(SJ&P)适用于需要 114 毫米或更宽木料的工程,如地板托梁、橼木、过梁、小梁、桁架和一般框架。

SJ&P 等级包括:

SELECT STRUCTURAL
No. 1
No. 2
No. 3

其它特殊规格材(Special Dimension)的结构产品包括结构胶合材(Structural Glued)和机械应力等级木材(MSR)。

ALSC 认证的、标有设计数值的红杉木材等级包括铺板级心材(DECK HEART)铺板级普通材(DECK COMMON)。这些木材属于“专用”(Special Purpose) 结构材等级,专用于建造民宅的平台,尺寸通常只在 38 x 89 毫米和 38 x 140 毫米范围内。在客户要求的情况下,RIS 可以提供符合 NGR 规格的红杉木材。红杉材的结构等级及外观等级见北美红杉

          西部树种组合

表 1

树种组合

西部针叶材树种

代用材组合

黄杉(花旗松) - 落叶松

黄杉(花旗松) - Pseudotsuga menziesii

美国西部落叶松 - Larix occidentalis

 

 

黄杉(花旗松) - 南方

黄杉(花旗松) - 南方 - Pseudotsuga menziesii 

(生长地﹕亚利桑那州、科罗拉多州、内华达州、新墨西哥州和犹他州)

 

 

铁杉

西部铁杉 - Tsuga heterophylla

壮丽冷杉 - Abies procera

加州红冷杉 - Abies magnifica

北美冷杉 - Abies Grandis

太平洋银冷杉 - Abies Amabilis

白冷杉 - Abies concolor

 

 

SPFs 云杉-松-冷杉(南方)

西加云杉 - Picea sitchensis 

白香云杉 - Picea engelmannii

小杆松 - Pinus contorta

白香云杉 / 小杆松

 

西部松

高山冷杉 - Abies lasiocarpa
  
(或 Subalpine Fir)

美国黄松 - Pinus ponderosa

糖松 - Pinus lambertiana

西部白松 - Pinus monticola 
   (或 Western White Pine)

高山铁杉 - Tsuga mertensiana

高山冷杉 / 铁杉

 

西部黄松 / 糖松

白香云杉 / 小杆松 / 高山冷杉

 

美国黄松 / 小杆松

北美红杉

北美红杉 - Sequoia sempervirens

 

 

西部桧柏

翠柏 - Sequoia sempervirens

西部红桧 - Thuja plicata

美国花柏 - Chamaecyparis lawsoniana

阿拉斯加桧柏 - Chamaecyparis nootkatensis

 

 

 

出口木材的特殊尺寸和等级

在红杉木材检查服务局(RIS)、太平洋木材检查局(PLIB)、西岸木材检查局(WCLIB)和西部木材产品协会(WWPA)的督察下,美国各木林场可以加工和交付符合目的国需要的特殊结构等级和尺寸。木材可以在未经干燥处理或窖干处理的状况下交货。美国木林场还可以通过买卖双方达成协议提供各种国际产品,如通常称为 Baby Squares、J-Grade Scantlings 的木材规格。