木结构材料与设计基础

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

《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。

第1章 木材与木质材料

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。

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。

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。

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。

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。

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。

1.1 作为建筑材料的木材特性

1.1.1 木质资源的现状

1.对地球环境问题和世界森林资源所做的努力

1992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。

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。

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。

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。