Design of Wood Structures-ASD/LRFD pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill Professional

作者:Donald E. Breyer

出品人:

页数:1025

译者:

出版时间:2006-12-15

价格:USD 99.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780071455398

丛书系列:

图书标签:

• 结构
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• 材料
• PE
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• 结构设计
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结构工程的基石：木结构设计原理与实践 本书深入探讨现代木结构工程的核心概念与应用，为结构工程师、建筑师以及相关领域的专业人士提供一套全面而系统的设计指南。在快速发展的建筑行业中，木材作为一种可持续、环保且性能优越的建筑材料，其重要性日益凸显。本书旨在为读者提供扎实的理论基础和实用的设计方法，使其能够自信地应对各种复杂的木结构设计挑战。 第一部分：木材的基本性质与力学行为 本部分首先从微观到宏观，详细剖析木材作为一种天然材料的独特性质。我们将从木材的纤维结构、细胞组成入手，解释其各向异性（即力学性能沿不同方向存在差异）的本质原因。接着，深入探讨木材的关键力学参数，包括但不限于： 弹性模量 (Modulus of Elasticity, E)： 衡量木材抵抗变形的能力，对结构整体刚度至关重要。我们将讨论不同树种、含水率以及温度对弹性模量的影响。 抗拉强度 (Tensile Strength)： 木材在受拉作用下的最大承载能力，尤其在受弯构件中扮演重要角色。 抗压强度 (Compressive Strength)： 木材在受压作用下的最大承载能力，对于柱、支撑等构件至关重要。 抗剪强度 (Shear Strength)： 木材抵抗剪切破坏的能力，在节点连接、梁的剪切设计中不可忽视。 极限强度 (Modulus of Rupture, MOR)： 表征木材抵抗弯曲破坏的能力，是设计受弯构件时常用的指标。 滞后性与蠕变 (Hysteresis and Creep)： 解释木材在长期荷载作用下发生的徐变现象，以及循环荷载下能量耗散的滞后效应，这对于预测结构的长期变形和稳定性至关重要。 握钉力 (Nail Withdrawal Resistance)： 探讨木材对钉子的拔出阻力，直接影响到各种连接的可靠性。 除了单轴强度，我们还将深入研究木材在组合应力下的行为，包括弯曲、剪切、扭转等复杂受力状态，并介绍相应的应力-应变关系模型。同时，本书将强调含水率、温度、荷载持续时间、应力集中等环境和加载条件对木材力学性能的显著影响，并提供相应的修正系数和考虑方法，以确保设计的安全性和经济性。 第二部分：木结构构件的设计与分析 在掌握了木材的基本力学性质后，本部分将聚焦于各种典型木结构构件的设计。我们将系统阐述如何根据不同的荷载条件和设计规范，对以下构件进行精确设计： 梁 (Beams)： 包括实木梁、胶合木梁 (Glulam) 以及工程木产品。我们将详细介绍梁的弯曲强度、剪切强度、挠度控制、稳定性（侧向稳定）等设计要点。对于跨度较大的梁，还将讨论如何通过截面优化、增加辅助支撑等方式来提高其承载能力和刚度。 柱 (Columns)： 探讨实木柱、胶合木柱的设计，重点关注其轴向承载能力、长细比对稳定性的影响，以及局部压溃的可能。我们将介绍如何根据受压区长度和横截面形状，计算柱的临界屈曲荷载，并进行安全校验。 桁架 (Trusses)： 分析木结构桁架的节点连接设计、杆件受力分析以及整体稳定性。我们将介绍各种常用的桁架类型，以及如何通过杆件截面选择和节点构造，实现高效的荷载传递。 墙板与楼板 (Shear Walls and Floor Diaphragms)： 重点介绍木结构墙板和楼板作为楼面和屋面系统的作用，以及它们如何将竖向荷载和水平荷载传递至主体结构。我们将深入研究墙板的抗剪性能，以及楼板的刚度、强度和振动特性，并介绍如何利用定向刨花板 (OSB) 或胶合板 (Plywood) 等结构板材来提高墙板和楼板的整体性能。 连接节点 (Connection Details)： 连接节点是木结构设计的关键，也是最容易出现问题的环节。本部分将详尽介绍各种连接方式，包括但不限于： 螺钉连接 (Screws)： 探讨不同类型螺钉的承载力计算，以及螺钉排列、间距等对连接强度的影响。 钉连接 (Nails)： 分析钉子的拔出强度和抗剪强度，以及钉板连接的设计原则。 螺栓连接 (Bolts)： 介绍螺栓孔对木材强度的影响，以及螺栓连接的承载力计算。 金属连接件 (Metal Connectors)： 重点介绍各种预制金属连接件（如角码、托梁码、屋脊连接件等）的应用，并阐述如何根据连接件制造商提供的技术数据进行设计。 木销与斜撑 (Dowel and Brace Connections)： 讨论传统的木销连接以及斜撑在节点中的作用。 胶粘剂连接 (Adhesive Connections)： 简要介绍胶粘剂在某些特殊连接中的应用。 我们将强调连接的承载能力、延性、耐久性以及施工便捷性，并提供详细的计算方法和设计示例。 第三部分：荷载组合与设计方法 本部分将介绍木结构设计所依据的荷载类型及其组合方式，并深入探讨两种主流的设计方法： 容许应力设计法 (Allowable Stress Design, ASD)： 详细阐述ASD法的基本原理，即通过将材料的许用应力与构件内的实际应力进行比较，确保设计安全。我们将介绍如何根据木材的强度等级和各种修正系数（如荷载持续时间修正、温度修正、湿润修正、尺寸修正等）确定容许应力，并进行相应的构件强度验算。 基于荷载和抗力的设计法 (Load and Resistance Factor Design, LRFD)： 深入解析LRFD法的核心思想，即通过引入荷载系数和抗力系数，考虑荷载和材料性能的不确定性，以实现目标可靠度。我们将详细介绍各种荷载组合（如恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载等）的计算方法，以及如何根据木材的强度分级确定构件的抗力，并进行相应的设计验算。 本书将对比分析ASD和LRFD方法在实际设计中的应用，帮助读者理解其各自的优缺点，并能够灵活选择最适合的设计方法。 第四部分：特殊结构设计与考虑 除了基础的构件设计，本书还将涵盖一些特殊结构设计和重要的考虑因素： 木-混凝土组合结构 (Composite Wood-Concrete Structures)： 介绍木材与混凝土结合设计，例如木-混凝土叠合楼板，如何利用两者的优点实现高效承载。 大跨度木结构 (Long-Span Timber Structures)： 探讨如何设计大型木结构，如木穹顶、木拱等，以及在稳定性、节点设计和材料选择方面的挑战。 木结构抗震设计 (Seismic Design of Timber Structures)： 详细介绍木结构在地震作用下的动力响应，以及如何在结构体系、连接节点和构件设计中采取抗震措施，确保结构的安全性。 木结构防火设计 (Fire Design of Timber Structures)： 探讨木材的燃烧性能，以及如何通过材料选择、构件截面增大、防火涂料等手段，提高木结构的耐火极限，满足消防安全要求。 耐久性与防腐防虫 (Durability and Protection Against Decay and Insects)： 强调木材的耐久性问题，介绍如何根据使用环境选择合适的木材种类，以及采取防腐、防虫处理措施，延长木结构的使用寿命。 可持续性与绿色建筑 (Sustainability and Green Building)： 探讨木材作为可再生资源的优势，以及如何将可持续设计理念融入木结构工程，推广绿色建筑实践。 实践指导与案例分析 本书不仅仅停留在理论层面，更注重实际应用。每一章节都将穿插丰富的计算示例，详细演示设计步骤，帮助读者理解抽象的公式和概念。此外，本书还将引入多个不同类型木结构工程的真实案例分析，涵盖从住宅、商业建筑到公共设施等各种应用场景。通过分析这些实际项目的设计过程、遇到的挑战以及解决方案，读者可以更直观地学习到理论知识在实践中的应用，并获得宝贵的工程经验。 结论 本书力求成为结构工程师和建筑师在木结构设计领域的得力助手，帮助他们深入理解木材的力学特性，掌握先进的设计方法，并自信地应对实际工程中的各种挑战。通过学习本书，读者将能够设计出安全、经济、美观且可持续的木结构建筑。

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这本书的装帧设计和印刷质量实在是令人称道。厚实的封面赋予了它一种专业书籍应有的质感，拿在手里沉甸甸的，让人感到物有所值。内页纸张的选用也十分讲究，米白色的纸张在灯光下阅读时，眼睛不容易感到疲劳，这对于需要长时间查阅的工程师和学生来说简直是福音。版式布局非常清晰，图表和公式的排版一丝不苟，即使是复杂的结构分析图，也能被清晰地呈现出来，这极大地提升了阅读和学习的效率。尤其值得一提的是，书中配有的插图和照片质量非常高，它们不仅仅是文字的辅助，更是直观理解结构构件和连接细节的绝佳工具。这种对细节的极致追求，从封面到内页的每一个角落，都体现了出版方对专业知识传播的尊重。我甚至忍不住会花时间去欣赏那些精美的剖面图和节点详图，它们本身就构成了一种专业美学。对于希望将理论知识与实际工程应用紧密结合的读者来说，这本书的物理呈现本身就是一种积极的心理暗示，让你在翻开它的时候，就充满了学习和解决问题的热情。

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这本书的价值远超其作为一本技术手册的定位，它更像是一部关于木结构工程哲学的阐述。它不仅告诉我们“如何做”，更深入地探讨了“为什么要这样做”背后的材料科学和力学本质。作者在描述材料性能时，没有停留在提供简单的参数列表，而是深入挖掘了木材作为一种天然材料所具有的内在不确定性和各向异性如何影响最终的设计决策。这种对材料本性的尊重和理解，是区别于普通工程手册的关键所在。阅读过程中，我强烈感受到一种对可持续发展和木材应用潜力的热情在字里行间流淌。它成功地将冰冷严谨的结构分析与木材这种温暖、可再生的建筑材料的特性完美融合。读完后，我不仅对如何设计木结构更有信心，更对推广和应用这种环保的建筑方式充满了坚定的信念。它是一本能够激发行业热情和促进技术进步的力作。

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从教学的角度来看，这本书的逻辑组织结构堪称典范。它遵循了由浅入深、由局部到整体的认知规律，确保学习者不会因为知识点的突然跳跃而感到困惑。章节之间的过渡非常自然流畅，前一个章节的基础知识，总能恰到好处地成为下一个章节复杂问题的铺垫。作者在解释关键概念时，大量采用了对比和类比的手法，这对于抽象思维能力尚在培养中的学生来说至关重要。比如，对于稳定性和刚度控制的区分，它通过几个经典的失效模式对比，让人一下子就抓住了问题的核心所在。此外，书末的习题设计也显得非常用心，它们不仅仅是计算题，很多都要求进行方案的比较和优劣分析，真正培养了读者进行工程判断的能力，而不是死记硬背公式的“计算机器”。这本书无疑会成为未来几年内结构工程专业课堂上的首选教材，因为它真正做到了“授人以渔”。

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作为一名资深结构设计师，我深知一本好的参考书必须具备极强的实用性和前瞻性。这本书在内容深度上做到了令人信服的平衡。它没有陷入纯粹的理论推导而变得晦涩难懂，反而非常巧妙地将规范要求融入到实际的案例分析之中。每一次涉及到关键的承载力验算或者稳定性分析时，作者总能给出清晰的步骤指导，并辅以工程上的常见做法作为参考。最让我欣赏的是，它对木结构设计中那些微妙的“经验法则”也进行了系统化的梳理和解释，这些往往是教科书里不容易提及，但在实际工作中至关重要的知识点。例如，在处理湿胀干缩对连接件影响的部分，它的论述就比我以往参考的其他几本手册要深入和全面得多。这使得这本书不仅仅是一本“怎么算”的书，更是一本“为什么这么设计”的深度解析。它迫使我重新审视自己过去的一些设计习惯，并引入了更优化的、更符合现代工程实践的思维模式，这对提升我的专业水平起到了立竿见影的作用。

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这本书在结构案例的选取上展现了极高的视野和广度。它似乎涵盖了从传统的简单木梁柱体系到现代大型正交胶合木（CLT）结构等一系列跨度极大的应用实例。对于初学者而言，从那些基础的、易于理解的小跨度案例入手，可以迅速建立起对木结构基本受力状态的直观认识。而对于我们这些需要处理复杂项目的设计师来说，书中对于复杂节点，如大跨度桁架节点、剪力墙与楼板的连接详图，以及抗震设计中耗能元件的配置分析，提供了详尽的图文说明。我特别留意了其中关于混合结构体系中木材与其他材料如何协同工作的章节，这部分内容组织得非常精炼，直接击中了当前结构设计领域的热点和难点。这种内容上的覆盖度，意味着这本书可以陪伴一个结构工程师从学生时代步入职业生涯的各个阶段，每一次翻阅都能带来新的启发和确认。

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