Wood Structure and Environment

Wood Structure and Environment pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer Verlag
作者:Schweingruber, Fritz H.
出品人:
页数:279
译者:
出版时间:
价格:$ 224.87
装帧:HRD
isbn号码:9783540482994
丛书系列:
图书标签:
  • 木材结构
  • 环境科学
  • 建筑材料
  • 林木工程
  • 可持续发展
  • 木材力学
  • 木材耐久性
  • 生物降解
  • 绿色建筑
  • 木结构设计
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具体描述

Dendrochronology and wood anatomy developed for decades as two independent scientific fields. It was only in the last decade that it was made clear that the dimension of time is the fourth dimension for both sciences and that it was demonstrated that wood anatomy and dendrochronology are perfect partners. The main aim of this book is to show the hidden ecological richness in stems and roots from trees, shrubs and herbs. It should encourage researchers to consider the anatomic microcosm of wood plants and use it as a retrospective source of information, solving problems related to ecophysiology, competition, site conditions, population biology, earth science, wood quality and even human history.

《结构工程的未来:高性能材料与智能设计》 图书简介 本书深入探讨了当代结构工程领域的前沿探索与未来发展方向,聚焦于如何利用创新材料、先进分析技术以及数字化设计理念,构建出更安全、更可持续、更具韧性的基础设施。面对日益严峻的气候变化挑战、城市化进程中的复杂需求,以及对建筑全生命周期性能的更高要求,传统结构设计范式正面临深刻变革。本书旨在为结构工程师、材料科学家、建筑师及决策制定者提供一个全面的视角,理解驱动行业变革的核心技术与理论。 第一部分:高性能结构材料的革新 本部分详细剖析了正在重塑现代建筑可能性的新型结构材料。我们不再局限于传统的钢筋混凝土与普通钢材,而是将目光投向具有卓越力学性能、环境友好性和多功能性的先进材料。 1. 纤维增强复合材料(FRP)的深入应用: 本书详尽阐述了碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维增强聚合物(CFRP, GFRP, BFRP)在结构加固、预制构件以及极端环境结构中的应用。我们将探讨其抗腐蚀性、高强度重量比带来的设计自由度,并深入分析非线性有限元模型在模拟FRP-混凝土界面性能上的挑战与突破。特别关注疲劳性能分析和长期耐久性评估方法,以确保其在桥梁、海洋工程中的可靠性。 2. 超高性能混凝土(UHPC)的结构潜力: UHPC 以其极高的抗压强度、优异的韧性和极低的渗透性,成为解决结构耐久性问题的关键。本章通过案例研究,展示了UHPC在薄壁结构、复杂节点以及抗爆结构中的应用。我们将详细解析其微观结构,解释纤维在提高延展性方面的作用机制,并讨论如何通过优化配合比设计,实现材料性能与施工性的最佳平衡。此外,还涉及UHPC在预应力结构和模块化建筑中的集成技术。 3. 创新木材技术与生物基材料: 尽管木材是古老的结构材料,但工程木材的革新正使其重新回到结构设计的前沿。本书重点介绍了正交胶合木(CLT)和胶合木(Glulam)的制作工艺、力学特性以及防火性能。我们分析了CLT在多层和高层建筑中的结构响应,并探讨了如何通过先进的连接技术(如粘钢连接和机械锚栓)来应对大跨度结构的挑战。同时,本书也展望了生物基复合材料(如竹材复合材料和纤维素基材料)在减轻碳足迹方面的巨大潜力。 4. 形状记忆合金(SMA)与自修复材料: 结构工程正迈向“主动响应”时代。本章探讨了形状记忆合金在阻尼系统和隔震基础中的应用,它们如何通过温度或应力触发,提供非线性刚度或耗能能力。更进一步,我们介绍了“自修复”材料的概念,包括微胶囊技术和细菌诱导的矿化过程,这些技术有望显著延长基础设施的服役寿命,减少维护成本。 第二部分:数字化与智能化的结构设计方法 本部分聚焦于如何利用信息技术和计算科学,提升结构设计的效率、精度与优化程度。 1. 建筑信息模型(BIM)的深度集成与协同设计: 本书超越了BIM作为三维建模工具的传统认知,深入探讨了其在结构分析、施工模拟(4D)、成本估算(5D)及全生命周期资产管理中的核心作用。我们详细介绍了如何构建高保真度的结构分析模型,实现从概念设计到施工交付的无缝数据流,以及跨专业团队在云平台上实现实时协同的策略。 2. 参数化与生成式设计: 面对复杂几何形状和多目标优化需求,参数化设计已成为解决之道。本章阐述了如何利用节点编程环境(如Grasshopper)定义设计变量和性能约束,自动生成满足特定结构效率、材料用量或美学要求的结构拓扑。我们将通过实际案例展示,如何通过算法迭代,快速探索传统方法难以触及的优化设计空间。 3. 先进结构分析与非线性动力学: 精确预测结构在极端荷载下的行为是保障安全的关键。本书提供了关于非线性分析方法的全面概述,包括材料非线性、几何非线性(大变形)以及接触非线性。我们重点讨论了在地震工程中,如何应用基于性能的设计(Performance-Based Design)理念,利用先进的非线性时程分析,量化结构在不同损伤状态下的残余功能。 4. 结构健康监测(SHM)与数字孪生: 结构投入使用后,监测与反馈变得至关重要。本章详细介绍了集成光纤光栅(FBG)、压电传感器和加速度计的SHM系统。我们探讨了如何利用传感器数据进行损伤识别、状态评估,并结合有限元模型,构建结构体的“数字孪生体”。这个孪生体能够实时反映物理结构的状态,为预测性维护和风险管理提供科学依据。 第三部分:可持续性、韧性与社会责任 本部分从更宏观的视角审视结构工程在应对全球挑战中的角色,强调环境责任与社会价值。 1. 结构设计的低碳化与循环经济: 本书将生命周期评估(LCA)作为结构设计决策的核心工具。我们分析了不同结构体系(如钢结构、混凝土结构、木结构)在“摇篮到大门”及“摇篮到坟墓”阶段的隐含碳排放。重点讨论了如何通过使用回收材料、低碳水泥替代品(如地质聚合物)以及优化构件尺寸,实现结构系统的碳中和甚至负碳排放。同时,探讨了如何设计易于拆解和材料回收的结构系统,以促进建筑材料的循环利用。 2. 城市韧性与抗灾设计: 面对越来越频繁的极端天气事件(如飓风、洪水、强震),结构系统必须具备更高的韧性(Resilience)。本章侧重于提升结构在遭受破坏后快速恢复服务能力的设计策略。这包括冗余设计、分散式系统布局,以及在关键基础设施中应用隔震和主动控制技术,以减少停摆时间和经济损失。 3. 社会公平性与可达性设计: 结构工程的成果直接影响社会福祉。本书探讨了如何将社会公平性纳入设计考量,确保所有社区,无论其经济状况如何,都能获得安全、可靠且无障碍的基础设施。内容涵盖了通用设计原则在结构构件布局中的体现,以及在灾后重建中如何优先考虑弱势群体的需求。 总结与展望 本书的结论部分总结了结构工程界面临的机遇与挑战,强调跨学科合作是实现下一代高性能结构系统的唯一途径。未来的结构工程师不仅需要精通力学原理,更需要掌握数据科学、材料化学和生态学知识,肩负起构建可持续、智能和有责任感的物理环境的使命。 《结构工程的未来:高性能材料与智能设计》是一部面向实践、兼具理论深度与前瞻性的参考著作,它为读者描绘了一幅清晰的蓝图:结构工程如何从一门传统的学科,演进为驱动现代社会基础设施高质量发展的核心力量。

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读后感

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用户评价

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我特别关注建筑与生态系统的相互作用这一核心议题,这也是我选择这本书的主要动机之一。我希望了解木材从森林到建筑再到最终分解的完整生态循环链条,以及如何通过结构设计来优化这种循环效率。然而,这本书中对“环境”的探讨,似乎停留在非常表层的“可再生性”和“低能耗”的口号层面。当涉及到更具挑战性的议题,比如生物降解过程中的污染物释放、木材在潮湿热带气候下真菌和昆虫侵蚀的化学防护策略、或是如何设计能最大化木材碳封存效益的“固碳”建筑时,内容往往戛然而止。例如,书中提到了使用热处理木材来增强耐久性,但对于热处理过程中木材化学组分的降解程度,以及这种处理是否会影响其后续回收利用的复杂性,只是泛泛而谈。这使得我对“可持续性”的理解,没有得到实质性的深化。这本书更像是对传统木结构“美德”的赞颂,而非对未来环境挑战下木结构科学应对策略的严肃探索,留给我的是一种意犹未尽、甚至略带浪漫化的错觉。

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这本书的叙事节奏,老实说,让我感到有些跳跃和零散。它像是将一系列相关的、但缺乏紧密逻辑链条的讲义拼凑在了一起。你会发现前一章还在热情洋溢地讨论木材纹理如何影响视觉感知,下一章突然转入对特定地区采伐法规的冗长罗列,两者之间的过渡极其生硬,让人难以建立起一个清晰的知识框架。我尝试着从中梳理出一条关于“环境影响”的主线,但很快就被各种装饰性的细节和旁支分散了注意力。比如,书中花了大量篇幅去描述一种罕见的古老榫卯连接方式在特定湿度下的表现,这固然是一种文化遗产的记录,但对于理解现代工业化生产中,预制木结构组件的标准化装配流程、公差控制以及大规模供应链管理下的环境影响评估,几乎没有提供任何有价值的信息。读完某些章节,我甚至需要回翻前文,才能确定作者究竟想表达的核心论点是什么。这种内容上的松散感,让学习过程充满了挫败,仿佛置身于一座由精美木雕组成的迷宫,每一步都充满了细节,却找不到通往出口的清晰路径。它更像是面向艺术史学家的材料鉴赏手册,而不是为结构工程师准备的工具书。

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初次翻开这本《Wood Structure and Environment》,我本期待能深入探寻木材作为建筑材料的内在奥秘,特别是它在当代可持续建筑实践中的前沿应用。然而,这本书似乎将重点更多地放在了对传统木结构美学的大量图解和对特定地区(比如北欧或日本)历史建筑案例的详尽描述上。书中对木材的力学性能、耐久性提升技术,或是如何利用生物工程手段改进木材的结构稳定性等方面,着墨甚少,显得有些意犹未外。我花了不少时间去研究那些精美的结构渲染图和详尽的节点剖面,它们无疑展示了高超的工艺水平,但对于一个寻求技术突破和材料科学进展的读者来说,这些内容更像是“如何建造”的工艺指南,而非“为什么这样建造”的科学支撑。例如,书中对“胶合木”(Glulam)的介绍,停留在其基本概念和美观性的展示,对于如何应对不同气候条件下的应力变化、胶合层间的微观粘接失效机制,乃至其全生命周期的碳足迹量化分析,都只是蜻蜓点水,没有提供足够深入的探讨。这让我感觉,这本书更像是一本优秀的建筑摄影集配上一些传统工艺的注解,而非一本面向未来结构工程师的专业参考书。期待能在其中找到关于新型复合木材性能对比、防火等级提升的最新研究成果,但这些在书中几乎绝迹。

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这本书中对于木材作为结构体系的“多样性”展示,虽然丰富,但似乎过分偏向于历史案例的展示,而对当前工业化生产流程下的创新应用关注不足。例如,对日本传统工艺中对木材的精细切割和接合技术的描绘极为细致入微,令人叹为观止。但是,当涉及到如何将这些精细工艺与现代大规模工厂预制、机器人辅助装配以及快速建造的需求相结合时,书中几乎没有提供任何实用的桥梁。我原本期待能看到关于交叉层压木材(CLT)在超高层建筑中的结构优化案例,或是关于轻型木结构体系如何适应高地震烈度区的抗震设计规范的深度分析。书中对这些前沿领域的涉及,仅限于简单的定义,没有深入到具体的性能测试数据、施工难点突破或是成本效益分析。这使得这本书在我看来,更像是一部优秀的“木结构建筑的田野考察记录”,而非一本能指导未来结构设计实践的“工具箱”。它成功地描绘了木材的过去与现状的某些美好侧面,却未能清晰地描绘出它在未来几十年中可能扮演的关键角色和技术路径。

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从语言风格上看,这本书的行文方式更趋向于一种非常学术化、但又略显陈旧的论述模式。它大量使用长句和复杂的从句结构,仿佛在复述上个世纪的教科书内容。每一个论点都需要经过多层铺垫和层层递进的修辞,这使得信息获取的效率大大降低。例如,在描述木材的吸湿-解吸湿循环对内部应力的影响时,作者花了大量的篇幅去定义和解释各种物理名词的古老出处,而非直接展示动态过程模型或有限元分析的结果。对于一个习惯了现代工程文献简洁明了、数据驱动的表达方式的读者而言,这种冗余的语言风格令人感到阅读负担过重。我更倾向于直接看到图表、数据曲线和清晰的数学模型来佐证观点,而不是被包裹在华丽但空洞的辞藻之中。这本书似乎更在乎“如何说”,而非“说了什么有用的东西”。这让我想起早年的一些技术翻译书籍,信息密度偏低,阅读体验略显晦涩难懂,使得那些本应直观的结构原理变得曲折迂回。

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