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| 內容簡介： |
《木结构材料与设计基础》以木材和木质材料的特性为主线，汲取以日本为主的国内外有关木结构材料与设计的研究成果，结合国家现行有关木结构的设计、施工和试验标准，对木质住宅的结构设计，强度性能，防腐、防虫、防火及防劣化等维护设计和温度、湿度、感觉与声音等室内环境设计进行论述，重点阐述木材和木质材料的特性与木结构强度、维护和环境设计的关系。全书共4章，分别为木材与木质材料、木质住宅的结构与强度性能、木材防护与木质住宅的耐久性和木质住宅的可居性。
《木结构材料与设计基础》可作为木结构建筑领域工程技术人员、土木工程专业木结构建筑方向师生参考用书，也可作为木材科学与工程专业木结构材料与工程方向的教材使用。
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| 目錄：
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前言
第1章 木材与木质材料
1.1 作为建筑材料的木材特性
1.1.1 木质资源的现状
1.1.2 木质材料的环境友好性
1.1.3 木材的组织构造与材性
1.1.4 木材含水率管理
1.2 木质材料及其二次加工
1.2.1 木质材料的种类与制造
1.2.2 木质材料的性质
1.2.3 木质材料的二次加工
1.2.4 木质材料的胶合耐久性
1.3 结构用木材和木质材料的性质
1.3.1 结构用木材的分类及其力学特征
1.3.2 足尺材的强度和许用应力
1.3.3 木质材料的材料设计和强度保证
1.3.4 木质材料的许用应力
参考文献
第2章 木质住宅的结构强度性能
2.1 木质住宅的结构形式和建筑设计
2.1.1 木质住宅的结构形式
2.1.2 木质住宅的构造方法分类
2.1.3 木质住宅的结构设计体系
2.1.4 基于构造规定的木质住宅设计
2.2 木质结构构件的强度性能
2.2.1 木材及其构件的强度性能
2.2.2 木质结构构件的弯曲特性
2.3 连接性能与结构性能
2.3.1 木材的三大连接方法及连接性能特性
2.3.2 使用连接件的连接部位的承载性能
2.3.3 剪力墙的构件强度性能与连接强度性能
参考文献
第3章 木材防护与木质住宅的耐久性
3.1 木材劣化
3.1.1 木材腐朽
3.1.2 木材虫害
3.1.3 木材风化与耐候性
3.1.4 木质材料的耐久性
3.2 木材防护处理
3.2.1 木材防腐与防虫处理
3.2.2 木材防火处理
3.2.3 木材涂饰
3.3 木质住宅的劣化及其防止
3.3.1 木质住宅的劣化
3.3.2 木质住宅的耐久与耐火设计
3.3.3 木质住宅劣化诊断
3.3.4 木质住宅的维护管理
参考文献
第4章 木质住宅的可居性
4.1 木质住宅的室内气候
4.1.1 木质住宅与温度
4.1.2 木质住宅与湿度
4.1.3 木质住宅的隔热与防露设计
4.2 木材的感觉特征和冲击吸收性
4.2.1 木材的视觉特征
4.2.2 木材的触觉特征
4.2.3 木材的冲击吸收性
4.3 木质住宅的声环境
4.3.1 木材及木质材料的吸声与隔声
4.3.2 木质住宅的吸声与隔声
4.3.3 木质住宅楼盖冲击音隔声设计
参考文献
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| 內容試閱：
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第1章 木材与木质材料
br木材与其他结构材料相比，质量小，纤维方向强度大，容易加工，具有优良的保温、隔热性能，自然的木纹无与伦比，作为建筑材料具备许多优越的特性。但由于节子和斜纹等缺陷，材质不均，各向异性，干燥时易开裂和变形，管理不当时易遭虫害和腐蚀等问题，限制了木材在工程上的利用。
br最近，人们已普遍认识到森林与地球环境保护问题密切相关，破坏森林就是破坏地球环境，节约木材资源已越来越引起人们的重视。世界各国都在谋求包含木材加工企业边角废料和废旧木结构房屋解体材再利用系统在内的木质资源的更有效利用。木材在制造时的资源和能源消耗小，废弃时易腐烂返回大自然或作为燃料利用，对环境的负荷小。在低碳经济的今天，木材作为环境友好材料（生态材料）受到了高度关注。
br以小径材和废材为原料，加工成小单元体后对其进行重新组合、胶合成形为所需尺寸的板材或方材，这不仅是对资源的有效利用，而且由于分散或去除了节子和腐朽等缺陷，可以制造出整体强度偏差小、材质均匀的材料。现在已开发了不少以小径材为原料的各种高性能木质材料，有的已实现机械化和工业化生产。最近以人工速生林木材为原料的各种高性能木质材料正在开发之中。
br随着木质材料的开发，其利用技术也取得了大的进展。在结构强度领域，木材和木质材料的强度分等和许用应力的确定工作已完成，木结构的强度计算已成为可能，现正在开展木质系材料强度特性的概率和统计工作。过去都采用“许用应力设计法”进行木结构设计，现正在探讨向“可靠性设计法”或“临界状态设计法”转移的可能性。
br在装饰用途方面，除了以前的涂饰加工外，发展了后成形、包裹、真空成形、誊印和直接印刷等曲面立体表面装饰技术应用于家具和木结构构件。表面装饰材料，除以氯乙烯薄膜为代表的树脂薄膜外，装饰纸的印刷加工技术也得到了显著发展。
br本章在概述作为木结构材料的木材的基础性质后，对最近得到了显著发展的木质材料建立其体系，并概述其制造工艺及二次加工工艺，然后阐述作为结构用材的木材和木质材料的强度特性，论述其许用应力的确定方法。
br1.1 作为建筑材料的木材特性
br1.1.1 木质资源的现状
br1.对地球环境问题和世界森林资源所做的努力
br1992年在里约热内卢召开的“联合国环境开发会议（地球高峰会议）”，其目的是应对严峻的气候变暖、臭氧层破坏、酸雨、热带森林减少、野生物种减少和沙漠化等地球环境问题。关于应对森林的减少和老化，在《关于森林的原则声明》中就有关森林的保护和可持续经营达成了最初的世界性共识。Agenda21总结了所有领域对地球环境问题的行动计划，在其第11章“森林减少对策”中记载了关于森林的行动计划，并被采纳。
br以热带森林为首的森林减少和老化已处于极其严重的状态，面向可持续的森林经营活动非常活跃，即以各地区的森林为对象开展了把握和验证森林经营的可持续性的标准和指标的制定工作。特别是关于热带森林，国际热带木材组织（ITTO）在地球高峰会议以前就制定了面向“到公元2000年只以从可持续经营的森林生产的木材作为贸易对象”（公元2000年目标）的行动计划，1992年“为达成公元2000年目标的指标――可持续的热带森林经营的定义及标准和指标”达成了共识。
br国际社会对森林吸收二氧化碳的汇聚作用越来越重视。2001年《波恩政治协议》和《马拉喀什协定》将造林、再造林等林业活动纳入了1997年签订的《京都议定书》确立的清洁发展机制（CDM），鼓励各国通过绿化、造林来抵消一部分工业源二氧化碳的排放；原则上同意将造林、再造林作为第一承诺期合格的清洁发展机制项目，这意味着发达国家可以通过在发展中国家实施林业碳汇（从大气中清除二氧化碳的过程、活动和机制称为碳汇）项目抵消其部分温室气体排放量。
br清洁发展机制下的造林、再造林碳汇项目，是《京都议定书》框架下发达国家和发展中国家之间在林业领域内的唯一合作机制，是指通过森林固碳作用来充抵减排二氧化碳量的义务，通过市场实现森林生态效益价值的补偿。根据规定，发达国家通过向发展中国家提供资金和技术，帮助发展中国家实现可持续发展，同时发达国家通过从发展中国家购买“可核证的排放削减量”以履行《京都议定书》规定的义务。进入21世纪以来，造林、再造林碳汇项目得到了迅速开展，有力地推动了发展中国家森林的可持续发展。2005年我国东北地区内蒙古敖汉旗防治荒漠化青年造林项目，是在我国的第一个碳汇造林项目，分5年完成荒沙地造林3000hm2。
br2.世界森林和木质资源
br世界各国的森林面积和森林覆盖率如表1.1所示。森林资源占有量居前十位的国家总共占据了全球森林面积的三分之二以上。这些森林资源相对丰富的国家和地区包括澳大利亚、巴西、加拿大、中国、刚果、印度、印度尼西亚、秘鲁、俄罗斯和美国（排名不分先后）。全球超过50%的森林资源集中分布在5个国家，分别为俄罗斯、巴西、加拿大、美国和中国。森林覆盖率最高的国家为芬兰，达73.9%，其次为日本、瑞典和马来西亚，都在60%以上。人均森林面积最高的国家为加拿大，达9.7hm2，其次为澳大利亚（8.1hm2
）、俄罗斯（5.7hm2）和芬兰（4.2hm2），世界人均森林面积为0.6hm2。
br表1.1 世界各国的森林面积和森林覆盖率
br国 名 土地面积×103hm2 森林面积×103hm2
人工林面积×103hm2森林覆盖率%人均森林面积hm2
br芬兰 30459 22500 0 73 .9 4 .2
br法国 55010 15554 1968 28 .3 0 .3
br德国 34895 11076 0 31 .7 0 .1
br俄罗斯 1688850 808790 16962 47 .9 5
.7
br西班牙 49944 17915 1471 35 .9 0 .4
br瑞典 41162 27528 66766.9 3 .1
br欧洲合计 2260180 1001394 27641 44 .3 1
.4
br阿根廷27366933021122912.10.9巴西845942477698538457.22.7智利7488016121266121.51.0哥伦比亚1038706072832858.51.3厄瓜多尔276841085316439.20.8秘鲁1280006874275453.72.5委内瑞拉8820547713―54.11.8
br南美洲合计1753646 831540 11357 47 .4 2 .3
br澳大利亚 768230 163678 1766 21 .3 8
.1
br新西兰 26799 8309 1852 31 .0 2 .0
br大洋洲合计 849116 206254 3865 24 .3 6
.3
br土地森林人工人均
br森林
br面积面积林面森林国 名××积×覆盖率面积103 hm2 103 hm2 103 hm2%
hm2
br安哥拉 124670 59104 13147.44.2刚果226705133610―58.92.4苏丹23760067546540428.42.0
br赞比亚74339424527557.14.0非洲合计29626566354121317121.40.7
br柬埔寨17652104475959.20.8中国9327421972903136921.20.1印度29731967701322622.80.1印度尼西亚18115788495339948.80.4日本36450248681032168.20.2马来西亚3285520890157363.60.8缅甸657553222284949.00.6亚洲合计30979135715776489618.50.1
br加拿大922097310134―33.69.7墨西哥19086964238105833.70.6美国9158963030891706133.11.0北美洲合计21439107058491884232.91.4
br世界共计13067421395202513977230.30.6
br资料来源：联合国粮农组织TheGlobalForestResourcesAssessment2005。
br注：1.以经济合作与发展组织加盟国且森林面积和森林覆盖率较大的国家为对象。
br2.土地面积（除内部水面面积）和森林面积为2005年的数值，人口为2004年的数值，“―”表示无数据。
br根据联合国粮农组织（FAO
）2010年发布的全球森林资源评估主要结果报告，对全球229个国家和地区森林资源的权威调查评估显示，到发布之日止，全球陆地上平均森林覆盖率仅为30%，森林资源总面积约40Ghm2。世界各国森林状况如表1.2所示。
br表1.2 世界各国森林状况
br森林平均消 森林覆盖 森林平均消 森林覆盖
br国家或 失率% 率% 国家或 失率% 率%
br地区 1990～2000年2000～2005年 2000年2005年 地区
1990～2000年2000～2005年 2000年2005年
br世界总计 0 .2 0 .2 30 .7 30 .4
br高收入国家 -0 .1 -0 .1 28 .8 28 .9
br中等收入国家 0 .2 0 .2 32 .7 32 .4
br低收入国家 0 .5 0 .7 26 .0 25 .1
br中国 -1 .2 -2 .2 19 .0 21 .2
br孟加拉国 0 .3 6 .8 6 .7
br柬埔寨 1 .1 2 .0 65 .4 59 .2
br印度 -0 .6 22 .7 22 .8
br印度尼西亚 1 .7 2 .0 54 .0 48 .8
br伊朗 6 .8 6 .8
br以色列 -0 .6 -0 .8 7 .6 7 .9
br日本 68 .2 68 .2
br朝鲜 1 .8 1 .9 56 .6 51 .4
br韩国 0 .1 0 .1 63 .8 63 .5
br老挝 0 .5 0 .5 71 .6 69 .9
br马来西亚 0 .4 0 .7 65 .7 63 .6
br蒙古 0 .7 0 .8 6 .8 6 .5
br缅甸 1 .3 1 .4 52 .5 49 .0
br巴基斯坦 1 .8 2 .1 2 .7 2 .5
br菲律宾 2 .8 2 .1 26 .7 24 .0
br新加坡 3 .3 3 .3
br斯里兰卡 1 .2 1 .5 32 .2 29 .9
br泰国 0 .7 0 .4 29 .0 28 .4
br越南 -2 .3 -2 .0 37 .7 41 .7
br埃及 -3 .0 -2 .6 0 .1 0 .1
br尼日利亚 2 .7 3 .3 14 .4 12 .2
br南非 7 .6 7 .6
br加拿大 34 .1 34 .1
br墨西哥 0 .5 0 .4 33 .7 33 .0
br美国 -0 .1 -0 .1 33 .0 33 .1
br阿根廷 0 .4 0 .4 12 .3 12 .1
br巴西 0 .5 0 .6 58 .3 56 .5
br委内瑞拉 0 .6 0 .6 55 .7 54 .1
br白俄罗斯 -0 .5 -0 .1 37 .8 38 .0
br捷克 -0 .1 34 .1 34 .3
br法国 -0 .5 -0 .3 27 .9 28 .3
br德国 -0 .3 31 .8 31 .8
br意大利 -1 .2 -1 .1 32 .1 33 .9
br荷兰 -0 .4 -0 .3 10 .6 10 .8
br波兰 -0 .2 -0 .3 29 .8 30 .0
br俄罗斯 49 .4 49 .4
br西班牙 -2 .0 -1 .7 32 .9 35 .9
br土耳其 -0 .4 -0 .2 13 .1 13 .2
br乌克兰 -0 .2 -0 .1 16 .4 16 .5
br英国 -0 .7 -0 .4 11 .5 11 .8
br澳大利亚 0 .2 0 .1 21 .4 21 .3
br新西兰 -0 .6 -0 .2 30 .7 31 .0
br资料来源：世界银行《世界发展指标》2009年。注：负值表示森林面积增长。
br在2000～2005年的6年间，全球年均因遭受破坏而减少的森林资源面积达1300万hm2，全球范围内的森林资源在考虑人工造林和自然生长面积扩大等补偿因素之后，森林面积年平均仍然减少将近730万hm2，与20世纪90年代的年均减少890万hm2
相比，森林破坏程度略有降低。尽管在人工植树和自然生长的缓解下，森林覆盖面积净减少量呈现下降趋势，但全球森林资源仍处于十分危险的状态。
br在2000～2005年，南美洲和非洲地区的森林资源破坏情况最为严重，相比较而言，同期北美洲和大洋洲地区的森林损失较少，而亚洲和欧洲地区则出现逐年增长的趋势。6年间，南美洲地区其森林资源年均净减少面积为430万hm2，非洲地区则以年均减少400万hm2
森林面积紧随其后。而亚洲的森林资源从20世纪90年代的年均净减少80万hm2，转而改善为目前的年均净增100万hm2
森林面积，这其中主要得益于我国积极开展大规模植树造林计划。
br联合国粮农组织在2010年全球森林资源评估主要结果报告中，充分肯定了我国在造林绿化、林业发展和生态建设中取得的成就，高度评价了我国在扭转全球森林资源持续减少中所做的重大贡献。1990～2010年世界防护林面积增加了5900万hm2，主要归结于20世纪90年代以来，我国大面积营造防风固沙林、水土保持林、水源涵养林和其他防护林。2005～2010年世界人工林面积每年增加约500万hm2，主要原因是我国近年来在无林地上实施了大面积造林。2010年全球森林碳储量达到2890Gt
。
br1950年世界人均森林面积达到1.6hm2
，2002年下降到0.6hm2。全球森林面积减少，特别是热带森林面积减少，主要是由于无节制的砍伐和自然灾害导致损失的森林资源无法自主再生。其中，砍伐森林转换农业用地而造成的森林破坏，已经成为全球森林面积逐年减少的重要原因之一；另外，还有过度放牧、过度砍伐薪炭材和森林火灾及商业用采伐等原因。这些直接原因的背景除人口增加、贫困层扩大外，还有森林和林业领域的信息、技术、资金和人才等不足，管理制度和土地的利用计划不完备等。热带森林的减少不仅威胁当地居民的生活基础，也将对地球气候变化、环境保护、生物多样性保护，特别是遗传资源的消失产生重要影响。
br表1.3为世界木材及其制品的生产量和贸易量。世界的原木消费量为35.9Gm3。其中，薪炭用材为18.8×109
m3，占原木消费量的52.5%，特别是非洲，其薪炭用材占原木消费量的89.7%，作为生活能源占有十分重要的位置。随着人口的增加，这种状态将继续进行下去。全世界产业用材的消费量为17Gm3，北美洲、大洋洲和欧洲产业用材占原木消费量的比率分别为91.6%、82.1%和79.1%，而亚洲和非洲只占23.4%和10.3%。随着经济的发展，其比率将有所增加。全世界人造板产量达2.7Gm3，其中亚洲的产量最大，超过1×109
m3，其次为欧洲和北美洲。全世界木质纸浆产量超过1.7×109 t ，其中北美洲的产量最大，达7451万t
，其次为欧洲和亚洲。
br表1.3 世界木材及其制品的生产量和贸易量（单位：木材纸浆为103 t ，其他为103 m3）
br地区原 木人造板（占（按大陆）薪炭用材（占产业用材（占锯材木材及制品木质纸浆共计原木比例%）原木比例%）的比例%）
br世界合计35914091886182（52.52）1705227（47.48）431042266170（6.206）176986
br非洲672063603089（89.74）68974（10.26）91002728（0.399）2926生北美洲63991053602（8.376）586308（91.62）13664855736（6.697）74512产中南美洲462112279198（60.42）182914（39.58）4511615390（4.530）18205量亚洲1026646786648（76.62）239999（23.38）81547104508（8.618）27486欧洲728885152604（20.94）576281（79.06）14903683713（8.705）51147大洋洲6179311041（17.87）50752（82.13）95954095（5.425）2711
br世界合计1360674537（3.334）131530（96.67）13150989212（25.00）47421
br非洲42284（0.095）4223（99.88）1825847（12.28）1093出北美洲13711190（1.386）13521（98.61）3756512912（20.12）16816口中南美洲33148（0.241）3306（99.76）79136206（35.60）10663量亚洲806314（0.174）8048（99.81）740629544（65.63）3028
br欧洲966594318（4.467）92341（95.53）7453738298（18.28）14943
br大洋洲100932（0.020）10092（99.99）22641405（10.21）877
br世界合计1372063688（2.688）133518（97.31）12428279822（23.39）46905
br非洲8781（0.114）877（99.87）53551237（16.56）449进北美洲7667271（3.535）7397（96.48）3385719065（31.47）6870口中南美洲4336（0.924）426（98.38）60772691（29.25）2051量亚洲62158362（0.582）61796（99.42）2809520303（18.36）17487
br欧洲660533046（4.611）63007（95.39）5017435889（23.59）19674
br大洋洲172（11.76）15（88.24）725637（46.19）374
br资料来源：联合国粮农组织“FAOSTAT
2009”。注：1.进、出口量中的产业用材，包含木片和枝桠材。2.锯材中含枕木。3.人造板为单板、胶合板、刨花板和纤维板，占木材的比例＝人造板（原木+锯材+人造板）×
br100% 。
br4.合计与内部数相加不一致是由于四舍五入的缘故。
br5.表中数据为2007年的数值。
br全世界年进、出口原木超过1.3×109
m3，其中欧洲的出口量最大，达9666万m3，但进口量也很大，达6605万m3，纯出口原木量为3606万m3。亚洲的原木进口量接近欧洲，但出口量很小，纯进口原木量达5410万m3。亚洲的木质纸浆进口量也很大，纯进口木质纸浆达1446万t
，而北美洲和中南美洲为主要木质纸浆出口地区，纯出口木质纸浆分别为9946万t 和8612万t 。
br表1.4为世界产业用木材、锯材、人造板和木质纸浆的主要生产和进、出口国。美国为产业用木材、锯材和木质纸浆的最大生产国，其次为加拿大，巴西也是其生产大国之一；我国为人造板生产最大国，其次为美国、德国和加拿大；俄罗斯是产业用木材的主要生产国之一，同时是产业用木材的最大出口国；加拿大
br
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