书柜搁板被压弯了？专业的分析在这里

书柜搁板被压弯了？专业的分析在这里老严侃木头 2020-09-05 18:02:00

在定制家具中，搁板被压弯的现象非常普遍。这种形变通常是由于长期承载重物引起的，材料力学上称这种形变为“蠕变”，即“在应力作用下固体材料缓慢且永久的变形。”

蠕变的速度和程度通常与材料性质，加载时间，环境温度和加载的结构应力有关。换成普通人能理解的话就是，搁板的形变速度和变曲的幅度，与搁板的材质、承受的重量、承重时间，温度和重物摆放位置都有直接关系。

那么，这些关系都是怎么样的呢？这就是今天我们要研究的内容。

一、搁板强度的底层逻辑

这是增加搁板强度的四种努力方向，有优有劣：

1、增加宽度，会吸引你放置更多的东西，因此单位面积承载重量不变或变大；

2、增加硬度，但搁板自重会增加，因此单位面积承载力增加有限；

3、减少跨度，会导致容量下降，从而需要制作更多的搁板；

4、增加厚度。宽度每增加10%，刚性会增加10%；长度增加10%，刚性就降低10%。然而，在一个架子的厚度上增加10%，它的强度就会增加21%！随着厚度的增加，强度以指数速度增加。

小结：任何尺寸上的更改都会影响搁板的刚度。但增加厚度和选择更坚固的材料会带来正反馈。所以，这两个因素是坚固搁板设计的基础。

二、搁板的尺寸规律

通常我们会选择30cm为书架的宽度，在书架的最下面一层或两层，采取30-40cm的高度，用来放置大型书籍。除非是专用图书阅读室，否则一般的家庭书房通常不会做满高书架。

按2.8米层高来算，在不吊顶的情况下，我们会按照10、10、50、120、20、60、10cm的分法，依次制作10公分天花棚线、10公分书柜帽线、50公分封闭门上柜、120公分玻璃门书柜、20公分抽屉、60公分封闭门底柜、10公分踢脚。这种设计能实现最佳的综合收纳能力。

家庭环境下，制作书柜搁板性价比最高，也是最简便的材料是10mm的钢化玻璃板，但有失格调。其它材料制作搁板，有其强度上的规律。

上表展示了在不重载荷不重厚度的情况下，搁板能够允许的最大跨度。需要注意的是，以上数据针对的是美标板材，对国标板材来说应该再保守一些，这其中的原因你懂的。

我们可以看到，在定制家具中最常见的刨花板（颗粒板），其承载力是最弱的。所以，我们在家具店里会看到，一些良心厂家生产的颗粒板衣柜，在某些重载部位会采用两层搁板设计。

三、实木搁板的强度

密度不同的木材，其承载力有很大的区别。北美山核桃木的强度约为胡桃木的两倍，樱桃木的强度比软枫木低10％以上，水曲柳要强于松木，无结木层板要优于有结木层板等等。

这张图片展示了不同木材在制作搁板时，其适用长度的计算方法。

假如我们采用2cm厚的黑胡桃来制作搁板：由前表中可以得知，在小件窄书架中，2cm厚的硬木（美标中黑胡桃确属硬木，中国人对此表示不屑）最长跨度应该在120cm。那么，再根据上图可知，黑胡桃和山毛榉的承载力都是100%，所以120cm×100%=120cm。

同理，更硬的黄桦木承载力为120%，那么2cm厚的搁板可以做到120cm×120%=144cm长，而较软的桦木承载力只有80%，所以2cm厚度就只能做到120cm×80%=96cm的跨度。

四、人造板材和复合板材的强度

我们可以看到，在厚度、长度和宽度都相同的情况下，实木搁板的承载力，是普通刨花板的4倍。对于宽度有限的搁板，增加实木边或增加饰面层，对强度都有一定的帮助。

五、通过结构来增加搁板强度

理论上，有以下几种结构变化可以增加搁板的强度：

1、加宽。搁板宽度每增加25%，其强度也会增加25%。但是，正像上面所讲的那样，宽度的增加，势必会引诱你放置更多的物品，这会使得搁板的压力不降反升。

2、缩短。搁板每短25％，也可以增加25％的承载力。

3、采用复合结构。比如下面两种：

前后增加立板，将搁板的平面结构变成了“冂”字结构，这种类似于槽钢的结构，其承载力与垂直方向的有效截面积成正比。前后立板的加入，将原来仅限于板子厚度的垂直有效截面积，得以成倍的增加，因此承载力也会成倍增加。

上图的结构老外称之为Torsion box（扭力箱），这种结构一般由两层薄性材料组成，中间有轻质格梁，它可以利用极少的材料，抵抗较重载荷下的扭转。这种结构最典型的应用就是空心门。

在作为搁板应用时，它的承载力等同于同厚度的实木，但成本却低的多。其实类似结构在早年间的装修中很容易见到。

4、增加连接部位强度，用拉力加强承载力。

将搁板的侧面采用嵌入胶合，这种做法在老外的视频中很常见。它通过保持刚性直角，来增强搁板的强度。

5、整体平衡

在实际应用中，我们更多的是采用复合的手法来减轻搁板的蠕变。比如上图，我们可以采用将缩短横板来增加承载力，也可以在长板的中间增加立板来分散重力，这种做法等同于缩短跨度。

---

好了，关于搁板的话题就聊到这里。我是老严，用理论木工的视角，帮你分析装修难题。关注我，难题早解决。

本文部分图片数据译自国外公开资料，如有侵权，请联系本人删除。

谢谢阅读。

收藏
举报





63 条评论

评论

• 天平147267671 18小时前
  

  除了玻璃可以长一些，否则不管实木还是各种板材，长跨度的层板都要有中立板做结构支撑才可以，

  回复 ⋅ 2条回复3
  
  
  
• 手机用户153692 12小时前
  

  老严，市场上流行的实木指接板，抗压性能怎么样？

  回复 ⋅ 5条回复0
  
  
  
• fchji 12小时前
  

  增加厚度，根据平方立方定律，搁板厚度增加一倍，体积就会增加四倍，……这里，表述有问题[发怒]。因为只增厚度，不增长度、宽度，所以体积只增加一倍。

  回复 ⋅ 1条回复1
  
  
  
• 红岩144689298 2小时前
  

  我的书柜二十多年了，搁板还没变形

  回复 ⋅ 1条回复1
  
  
  
• 深圳潮人 9小时前
  

  用角铁或铝型材加强搁板强度

  
  
  

我知道答案 本帖寻求最佳答案回答被采纳后将获得系统奖励10 天空金币 , 目前已有3人回答

好贴

灌水不是我的目的！

经典，收藏了！