木結構材料與設計基礎 謝力生 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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謝力生 著

圖書標籤:

• 木結構
• 結構設計
• 建築材料
• 木材學
• 工程力學
• 建築工程
• 木結構設計基礎
• 謝力生
• 教材
• 木構築物

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030366511

商品編碼：29330013866

包裝：平裝

齣版時間：2013-03-01

基本信息

書名：木結構材料與設計基礎

定價：80.00元

作者：謝力生

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2013-03-01

ISBN：9787030366511

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.477kg

編輯推薦

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內容提要

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《木結構材料與設計基礎》以木材和木質材料的特性為主綫，汲取以日本為主的外有關木結構材料與設計的研究成果，結閤國傢現行有關木結構的設計、施工和試驗標準，對木質住宅的結構設計，強度性能，防腐、防蟲、防火及防劣化等維護設計和溫度、濕度、感覺與聲音等室內環境設計進行論述，重點闡述木材和木質材料的特性與木結構強度、維護和環境設計的關係。全書共4章，分彆為木材與木質材料、木質住宅的結構與強度性能、木材防護與木質住宅的耐久性和木質住宅的可居性。
《木結構材料與設計基礎》可作為木結構建築領域工程技術人員、土木工程專業木結構建築方嚮師生參考用書，也可作為木材科學與工程專業木結構材料與工程方嚮的教材使用。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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木結構材料與設計基礎 一、木材的天然屬性與基本特性 木材，作為一種古老而又充滿活力的建築材料，其獨特之處在於其天然的生長屬性賦予瞭其與眾不同的物理、力學和化學特性。這種“生命”的痕跡，使其在性能錶現上與鋼筋混凝土等工業材料截然不同，也正因如此，深入理解木材的天然屬性，是掌握木結構設計的基礎。 1. 樹種的差異化： 並非所有木材都生而平等。不同樹種，在生長環境、細胞結構、密度、紋理、顔色等諸多方麵存在顯著差異，這些差異直接決定瞭其作為結構材料的適用性。例如，硬木（如橡木、鬍桃木）通常比軟木（如鬆木、杉木）密度更高，強度更大，耐腐蝕性也更強，因此常用於承重構件或對耐久性要求較高的部位。而軟木則因其易於加工、質輕等特點，在非承重構件或裝修中應用更為廣泛。瞭解不同樹種的性能特點，如同瞭解不同工人的特長，纔能將其用在最恰當的位置。 2. 細胞結構與微觀錶現： 木材的微觀世界，由無數相互連接的細胞組成，這些細胞的排列方式、大小、厚度以及細胞壁的成分（如縴維素、半縴維素、木質素）共同決定瞭木材的宏觀性能。細胞的走嚮，即木材的紋理，對受力方嚮上的強度和彈性模量有著決定性的影響。順紋抗拉強度通常遠高於橫紋抗拉強度，順紋抗壓強度也優於橫紋抗壓強度。此外，細胞壁的吸濕性是木材最顯著的物理特性之一，它直接導緻瞭木材的“呼吸”——濕脹乾縮，這是設計中必須考慮的關鍵因素。 3. 物理性能： 密度與比重： 密度是衡量木材單位體積重量的指標，直接影響其強度和承載能力。比重則是在一定濕度條件下，木材與水的密度比。高密度通常意味著更高的強度，但同時也可能帶來更高的成本和加工難度。 含水率： 木材中水分的含量是影響其尺寸穩定性、強度、耐久性和加工性的關鍵因素。新鮮砍伐的木材含水率可高達50%甚至更高，通過乾燥處理，可將其含水率降低至15%-20%（使用期）或更低（傢具、地闆等）。含水率的變化直接導緻木材的尺寸變化（濕脹乾縮），這是設計中需要通過構造措施來控製的。 熱學與聲學特性： 木材具有良好的保溫隔熱性能，其導熱係數較低，因此常用於建築外牆和屋頂，能夠有效減少室內熱量散失。同時，木材也是一種優良的吸音材料，能夠有效改善室內聲學環境。 4. 力學性能： 強度： 包括抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度和抗劈強度。木材在順紋方嚮的強度遠高於橫紋方嚮。例如，鬆木的順紋抗拉強度可能達到100 MPa以上，而橫紋抗拉強度僅有0.5 MPa左右。設計時必須充分利用木材的順紋強度優勢。 彈性模量： 錶徵材料抵抗彈性變形的能力。木材的彈性模量也顯著受紋理方嚮影響。順紋方嚮的彈性模量較大，意味著在受力時變形較小，穩定性更好。 硬度： 指木材抵抗錶麵壓痕或劃傷的能力，通常通過Janka硬度試驗來衡量。硬度與木材密度和細胞壁厚度有關。 耐久性： 指木材抵抗生物侵蝕（如腐朽菌、蛀蟲）和自然因素（如紫外綫、濕度變化）的能力。木材的天然耐久性因樹種而異，一些樹種（如雪鬆、柚木）具有較高的天然抗腐性。此外，通過防腐處理可以顯著提高木材的耐久性。 5. 化學成分： 木材的主要化學成分為縴維素、半縴維素和木質素。縴維素是其骨架，賦予強度；木質素則起粘閤作用，賦予剛性。這些成分的比例和排列方式，以及木材中存在的其他提取物（如油脂、樹脂），也影響其性能。例如，某些提取物具有天然的防腐和防蟲作用。 二、木材的加工與處理 天然木材在被用於結構設計之前，需要經過一係列的加工和處理，以滿足強度、耐久性、尺寸穩定性以及美學要求。 1. 采伐與原木處理： 采伐後的原木需要及時進行去皮、防腐（如浸漬防腐劑）等初步處理，以防止早期腐朽和蟲蛀。 2. 鋸材與規格化： 原木通過鋸切加工成各種規格的鋸材。鋸材的質量直接影響到後續的設計和施工。根據用途和性能要求，鋸材會進行分級（如按強度分級），以確保其設計值的準確性。 3. 乾燥處理： 這是木材加工中最關鍵的步驟之一。通過窯乾或自然風乾，可以將木材的含水率降至適宜的水平。乾燥不僅能提高木材的強度和穩定性，減少尺寸變化，還能殺死木材中的微生物，提高其耐久性。窯乾能夠更有效地控製乾燥速率和最終含水率，但能耗較高。 4. 防腐處理： 對於暴露在潮濕環境或容易遭受生物侵蝕的木材構件，必須進行防腐處理。常用的防腐劑包括鉻砷銅（CCA）、季銨銅（ACQ）等。處理後的木材能夠顯著延長其使用壽命。 5. 防火處理： 木材屬於可燃材料，其防火性能是設計中需要重點考慮的問題。可以通過錶麵塗覆防火塗料、嵌入防火闆或采用阻燃木材等方式來提高木材構件的耐火等級。 6. 錶麵處理： 包括刨光、砂光、著色、塗飾等。這些處理不僅可以改善木材的外觀，使其更加美觀，還可以起到一定的保護作用，例如油漆和清漆可以提供防水和防紫外綫的功能。 三、木結構的設計原理與方法 木結構設計遵循力學基本原理，但由於木材各嚮異性和非均勻性，其設計方法與鋼、混凝土結構有所不同。 1. 材料性能的取值： 木材的設計強度值並非直接來源於試驗結果，而是通過對大量試驗數據的統計分析，並考慮一定的安全係數後得到的。這些值通常會考慮木材的等級、含水率、使用年限等因素。結構設計時，需要根據所使用的具體木材種類和等級，查閱相關規範，選取閤適的強度設計值。 2. 受力方嚮的考量： 木材的力學性能在順紋和橫紋方嚮上差異巨大。因此，在設計時，必須充分考慮構件的受力方嚮，盡量使主要受力方嚮與木材紋理方嚮一緻，以最大限度地發揮木材的強度優勢。例如，梁的設計應使受彎時，木材的受拉側紋理順直，受壓側也順直。 3. 構件的承載能力計算： 抗拉和抗壓構件： 例如拉杆、壓杆。計算時主要考慮木材順紋抗拉或抗壓強度，並結閤構件的截麵積。對於壓杆，還需要考慮穩定性（長細比）。 梁的設計： 梁的設計主要關注抗彎和抗剪。抗彎承載能力取決於木材的抗彎強度和截麵慣性矩；抗剪承載能力則取決於木材的抗剪強度和截麵剪切麵積。此外，梁的撓度（變形）也是設計中需要控製的重要指標，以保證結構的正常使用。 連接的設計： 木結構中，構件之間的連接至關重要。連接的設計直接影響整個結構的整體性和可靠性。連接方式多種多樣，包括榫卯連接、釘連接、螺栓連接、金屬連接件等。連接的承載能力、耐久性和耗能能力都需要詳細計算和評估。 4. 荷載的考量： 與其他結構類型一樣，木結構也需要考慮恒荷載（結構自重）、活荷載（使用荷載、人群）、風荷載、雪荷載、地震荷載等。根據不同荷載的組閤，計算構件的內力（彎矩、剪力、軸力）和變形，並與構件的承載能力進行對比，確保結構安全。 5. 穩定性設計： 對於細長的構件（如柱、梁），需要考慮其在受壓或受彎時的失穩問題。通過驗算構件的長細比、穩定性係數等，確保其具有足夠的穩定性。 6. 變形與撓度控製： 木結構的彈性模量相對較低，變形可能比鋼筋混凝土結構更顯著。設計時需要嚴格控製構件的撓度，以滿足使用功能的要求，避免對其他構件或裝飾造成不利影響。 7. 尺寸穩定性與連接細節： 由於木材的濕脹乾縮特性，在設計中需要采取措施來適應其尺寸變化。例如，在連接處留有適當的間隙，使用具有一定彈性的連接件，或者采用能夠適應變形的節點構造。 四、木結構的類型與應用 木結構因其獨特的優點，在建築領域有著廣泛的應用，並發展齣多種結構形式。 1. 傳統木結構： 如中國的抬梁式、穿鬥式，以及歐洲的木框架結構。這些結構形式多采用榫卯連接，構件之間通過精確的加工咬閤在一起，形成堅固且富有藝術感的結構體係。 2. 現代木結構： 輕型木結構（木框架結構）： 這是目前最普遍的應用形式，尤其在北美和歐洲。它主要由木質牆闆、樓闆和屋頂構件組成，通過釘連接或金屬連接件將各個構件連接起來。輕型木結構建造速度快，保溫隔熱性能好，且具有一定的抗震能力。 膠閤木結構（Glued Laminated Timber, Glulam）： 將多層木材通過膠粘劑拼接而成的大尺寸、高強度構件。膠閤木具有尺寸大、強度高、不易變形等優點，常用於建造大跨度的梁、柱、拱等結構，如體育館、教堂、展覽中心等。 工程木材（Engineered Wood Products, EWP）： 包括定嚮刨花闆（OSB）、膠閤闆（Plywood）、中密度縴維闆（MDF）、膠閤單闆（LVL）等。這些産品通過工業化加工，將木材縴維或薄木片重新組閤，具有優異的尺寸穩定性、強度和均勻性，廣泛應用於牆體、樓闆、屋頂闆以及結構連接件等。 木-鋼混閤結構： 將木材的輕質、保溫、美觀與鋼材的高強度、大跨度能力結閤起來，形成性能互補的結構體係。 3. 應用領域： 住宅建築： 從彆墅、公寓到高層住宅，輕型木結構和膠閤木結構都得到廣泛應用。 公共建築： 學校、醫院、圖書館、博物館、展覽中心、體育場館等，都可以通過現代木結構實現大跨度、靈活的空間設計。 工業與商業建築： 倉庫、廠房、零售商店等。 景觀與裝飾： 木製景觀結構、室內外裝飾等。 五、木結構設計的優勢與未來發展 木結構作為一種可持續的建築材料，其優勢日益凸顯，並在未來的建築領域扮演著越來越重要的角色。 1. 可持續性與環保： 木材是可再生資源，其生産過程能耗低，碳排放少，甚至在生長過程中能夠吸收二氧化碳。與鋼筋混凝土等材料相比，木材對環境的影響更小。 2. 輕質高強： 相較於同等強度的鋼筋混凝土，木材的密度更低，但其比強度（強度與密度的比值）很高，尤其是在順紋受力時。輕質的結構對地基要求較低，也便於運輸和安裝。 3. 良好的保溫隔熱性能： 木材的導熱係數低，能夠有效減少建築的能耗，提高居住舒適度。 4. 優良的抗震性能： 木結構具有良好的韌性和一定的耗能能力，在地震中錶現齣色，能夠有效抵抗地震力的作用。 5. 快速建造與靈活性： 現代木結構體係，尤其是輕型木結構，可以通過預製構件實現快速建造，縮短工期。同時，木結構也便於改造和拆卸。 6. 美學價值： 木材天然的紋理和色澤，賦予瞭建築獨特的溫暖和自然之美，能夠營造舒適宜人的空間氛圍。 未來發展趨勢： 隨著對可持續建築和綠色建築的日益重視，木結構的應用將更加廣泛。新型工程木材的研發、木結構設計軟件的進步、以及與BIM（建築信息模型）技術的深度融閤，將進一步推動木結構嚮更高效、更安全、更智能的方嚮發展。同時，對木材的防火、防潮等性能的進一步提升，以及標準化、模塊化建造技術的成熟，也將為木結構在更廣泛領域的應用奠定基礎。 總而言之，木結構材料與設計基礎，是理解和運用這一古老而又充滿潛力的建築材料的關鍵。深入掌握木材的天然屬性、加工處理工藝以及現代設計原理，能夠讓我們更好地利用木材的優勢，創造齣安全、美觀、環保且可持續的建築作品。

評分☆☆☆☆☆

這本《木結構材料與設計基礎》給我一種循序漸進、深入淺齣的感覺。我特彆想知道，書中在講解木材的力學性能時，是否會結閤一些實驗數據和理論分析，讓讀者能夠更深刻地理解木材的內在規律？例如，縴維方嚮、紋理、節子等對木材強度影響的機理。對於木結構的設計，我比較關心的是，書中是否會講解如何進行結構整體的穩定性分析，包括整體屈麯、局部屈麯等問題？在承重體係的布置上，是否有關於不同受力模式下木結構體係的優缺點分析？我希望這本書能夠幫助我建立起一個清晰的設計思維框架，從而能夠獨立地完成一些基本的木結構設計任務。此外，書中是否會涉及一些木結構連接的可靠性分析，以及如何通過設計來提高連接的承載能力和耐久性？

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名讓我眼前一亮，"木結構材料與設計基礎"，聽起來就很紮實，非常適閤我這種想要係統學習木結構知識的初學者。我比較關心的是，書中對於木材作為一種可持續建築材料的優勢和劣勢是否會有客觀的論述？畢竟，在當前倡導綠色建築的時代，瞭解木材在環保、節能、碳封存等方麵的錶現是很有意義的。此外，關於木結構的設計規範和標準，書中是否會引用國內外的相關標準，並進行詳細的解讀？例如，在荷載的取值、構件的截麵設計、變形控製以及穩定性驗算等方麵，是否有具體的計算方法和案例演示？我非常希望這本書能夠提供一套完整的設計流程，讓讀者能夠循序漸進地掌握木結構的設計方法。對於那些需要進行木結構改造或加固的項目，書中是否會涉及相關的設計原則和技術要點？我對此非常好奇，因為在實際工程中，這方麵的內容往往非常實用。

評分☆☆☆☆☆

最近我一直在關注木結構建築的發展，特彆是其在現代建築設計中的應用。這本書的齣現，似乎正是我所需要的。我比較想瞭解的是，書中是否會介紹一些經典的木結構建築案例，並通過對這些案例的剖析，來講解木結構設計中的一些關鍵技術和理念？例如，大跨度木結構屋頂的設計，復雜節點構造的處理，以及如何通過巧妙的設計實現木結構的藝術美感和功能性。此外，關於木結構在不同氣候條件下的適應性，以及如何處理木材的防潮、防腐、防蟲等問題，也是我非常關心的。書中是否會提供一些實用的防護措施和技術建議？我很期待能夠從這本書中學習到一些前沿的木結構設計理念和技術，並將其應用到我的實際工作中。

評分☆☆☆☆☆

這是一本充滿潛力的書籍，從書名來看，它似乎緻力於為讀者構建一個堅實的木結構設計基礎。我個人對於木結構中的一些細節處理非常感興趣。比如，梁、柱、節點等關鍵構件的細部構造，書中是否會提供詳細的圖紙和說明？在實際施工中，這些細部構造往往直接影響著結構的承載能力和使用壽命。另外，關於木結構防火性能的提升，以及如何通過設計和材料選擇來提高木結構的耐火等級，也是我比較關注的方麵。書中是否會介紹一些防火塗料、防火闆等材料的應用，以及相關的設計要求？我還希望瞭解，在進行木結構設計時，如何考慮到施工的便捷性和經濟性，並提齣一些優化方案。總而言之，我希望這本書能夠兼具理論深度和實踐指導意義。

評分☆☆☆☆☆

一本厚重的書，拿在手裏就感覺分量十足，翻開扉頁，熟悉的作者名字映入眼簾，這讓我對接下來的閱讀充滿期待。從目錄上看，它似乎涵蓋瞭木結構材料的方方麵麵，從最基礎的樹木生長、木材特性，到各種木材的加工、防腐、防火處理，再到木材在不同結構形式中的應用，例如梁、柱、牆、闆等等。我尤其關注其中關於木材力學性能的章節，這對於理解木結構設計至關重要。書中是否會詳細闡述不同樹種的力學指標，如抗壓、抗拉、抗彎強度，以及這些指標如何受到含水率、缺陷、應力分布等因素的影響？另外，對於連接節點的設計，也就是木結構中的“關節”，也是我非常感興趣的部分。不同類型的連接方式，如榫卯、螺栓、釘連接，它們的受力機理、構造要求以及優缺點，書中是否會有深入的探討和實例分析？我對目前市麵上關於木結構設計的書籍瞭解不多，希望這本書能提供一個全麵且深入的視角，填補我在這方麵的知識空白。