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但是，由于木材總是存在著這樣或那樣的缺陷，而且即使是同一樹(shù)種，產(chǎn)地不同、樹(shù)齡不同、取材部位不同，其強(qiáng)度亦不同。再考慮到木材的木節(jié)和紋理，因干燥而收縮，對(duì)于公稱尺寸的實(shí)際尺寸大小，以及木箱在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中所受到的沖擊等因素。所以，在設(shè)計(jì)木箱時(shí)不能直接套用木材的試驗(yàn)強(qiáng)度，而必須將試驗(yàn)強(qiáng)度打個(gè)折扣，換算成許用強(qiáng)度或設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

至于這個(gè)折扣如何打，則與木材本身的情況和使用環(huán)境條件等有關(guān)，但由于考慮的方法不同而各有差異。所以，不同的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)等資料中有不同的計(jì)算方法。

 1. 日本包裝用木箱標(biāo)準(zhǔn)對(duì)木材許用強(qiáng)度的規(guī)定

首先，從試驗(yàn)強(qiáng)度計(jì)算出木材的基本強(qiáng)度：

基本強(qiáng)度=試驗(yàn)強(qiáng)度×變異率×沖擊載荷系數(shù)

其中：

變異率是指由于木材的不均一性、因干燥而收縮以及相對(duì)于公稱尺寸的最小尺寸所產(chǎn)生的強(qiáng)度降低常數(shù)，取值3/4。

沖擊載荷系數(shù)是指相對(duì)于靜載荷，對(duì)起吊、跌落、振動(dòng)等沖擊載荷的安全系數(shù)，取值1/3。

因此，基本強(qiáng)度的計(jì)算公式如下：           

基本強(qiáng)度=試驗(yàn)強(qiáng)度×3/4×1/3=試驗(yàn)強(qiáng)度×1/4

然后，木材的許用強(qiáng)度是從基本強(qiáng)度減去木材缺陷所造成的降低率而得到的強(qiáng)度。木材缺陷的強(qiáng)度降低率如表1所示。計(jì)算時(shí)只考慮降低率較大的一方。

 表1 木材強(qiáng)度的降低率  (%)

        ① 材寬的面，在材長(zhǎng)方向的中心附近有木節(jié)時(shí)；

        ② 木節(jié)和群生節(jié)直徑的測(cè)定如圖1所示；

        ③ 紋理傾斜度的測(cè)定如圖2所示。

  注：上表是根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部林產(chǎn)試驗(yàn)所發(fā)表的數(shù)據(jù)。

1）許用抗彎強(qiáng)度的計(jì)算

在日本，包裝用的木材一般是輻射松、鐵杉、落葉松等，其中試驗(yàn)強(qiáng)度最低的是輻射松，其抗彎的試驗(yàn)強(qiáng)度為68.65MPa。因此，基本抗彎強(qiáng)度可由下式算出：

基本抗彎強(qiáng)度=68.65×1/4=17.16（MPa）

根據(jù)表1，降低率較大的一方是：

徑向時(shí)，紋理傾斜度在1/10時(shí)為39%（日本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，包裝用木材紋理傾斜度≤1/10，木節(jié)的大小占材寬≤1/3）；

弦向時(shí)，木節(jié)的大小占材寬1/3時(shí)為53%。

所以，由基本抗彎強(qiáng)度求許用抗彎強(qiáng)度時(shí)，可由下式算出：

徑向的許用抗彎強(qiáng)度=17.16×（1-0.39）≈10.47（MPa）→10.5 MPa

弦向的許用抗彎強(qiáng)度=17.16×（1-0.53）≈8.07（MPa）→  8.1 MPa

2）許用順紋抗壓強(qiáng)度的計(jì)算

輻射松順紋抗壓的試驗(yàn)強(qiáng)度為32.36 MPa。因此，基本順紋抗壓強(qiáng)度可由下式算出：

基本順紋抗壓強(qiáng)度=32.36×1/4=8.09（MPa）

根據(jù)表1。降低率較大的一方是紋理傾斜度為1/10時(shí)的26%，所以，由基本順紋抗壓強(qiáng)度求許用順紋抗壓強(qiáng)度時(shí)，可由下式算出：

許用順紋抗壓強(qiáng)度=8.09×（1-0.26）≈5.99（MPa）→6.0 MPa

3）許用順紋抗拉強(qiáng)度的計(jì)算

輻射松順紋抗拉的試驗(yàn)強(qiáng)度為98.07 MPa。因此，基本順紋抗拉強(qiáng)度可由下式算出：

基本順紋抗拉強(qiáng)度=98.07×1/4=24.52（MPa）

根據(jù)表1。降低率較大的一方是紋理傾斜度為1/10時(shí)的39%，所以，由基本順紋抗拉強(qiáng)度求許用順紋抗拉強(qiáng)度時(shí)，可由下式算出：

許用順紋抗拉強(qiáng)度=24.52×（1-0.39）≈14.95（MPa）→15.0 MPa

2. GB50005-2003 木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)木材許用強(qiáng)度的規(guī)定

GB 50005-2003對(duì)普通木結(jié)構(gòu)用木材規(guī)定其樹(shù)種的強(qiáng)度等級(jí)如表2和表3所示。

表2 針葉樹(shù)種木材適用的強(qiáng)度等級(jí)

表3 闊葉樹(shù)種木材適用的強(qiáng)度等級(jí)

在正常情況下，木材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值及彈性模量應(yīng)按表4采用。

表4 木材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和彈性模量（N/mm2）

該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定木材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和彈性模量，在不同使用條件下尚應(yīng)乘以一定的調(diào)整系數(shù)，對(duì)于不同的設(shè)計(jì)使用年限也應(yīng)乘以相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)（因?yàn)榻ㄖ锏氖褂媚晗拮疃?年，長(zhǎng)則25年、50年、100年及以上），此外還有一些其他的調(diào)整系數(shù)，相當(dāng)復(fù)雜。鑫美特木箱包裝連鎖是一家大型的包裝企業(yè)，提供各種木箱包裝定制服務(wù)，深圳東莞惠州廣州珠三角自營(yíng)，全國(guó)木箱包裝連鎖服務(wù) ，我們提供各種出口木箱包裝，真空防潮木箱包裝定制化服務(wù)。

GB 50005-2003是對(duì)建筑木結(jié)構(gòu)的規(guī)定，木包裝箱不同于建筑物，因?yàn)槟景b箱與建筑物比起來(lái)，它是短期使用的。但是，它卻需要承受儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的沖擊載荷。所以，GB 50005-2003的規(guī)定對(duì)我們來(lái)說(shuō)只能作為參考用。

3. GB/T 7284對(duì)木材許用強(qiáng)度的規(guī)定

考慮到我國(guó)幅員遼闊，各地所用木材的樹(shù)種、材質(zhì)等較復(fù)雜，而且其強(qiáng)度差距相當(dāng)大。如果像日本那樣以我們常用樹(shù)種中強(qiáng)度最低的樹(shù)種的許用強(qiáng)度為基礎(chǔ)，規(guī)定出各構(gòu)件的尺寸，對(duì)于一般樹(shù)種來(lái)說(shuō)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的尺寸過(guò)大，不利于木材強(qiáng)度的合理利用，也就是不利于木材的節(jié)約。

同時(shí)，又考慮到《中國(guó)主要樹(shù)種的木材物理力學(xué)性質(zhì)》中給出的各樹(shù)種的試驗(yàn)強(qiáng)度本身就是一個(gè)平均值。即使同一樹(shù)種，其實(shí)際的試驗(yàn)強(qiáng)度與該書(shū)給出的試驗(yàn)強(qiáng)度的差距亦相當(dāng)大。例如紅松木材的順紋抗壓強(qiáng)度為334kgf/cm2，變異系數(shù)為12.5%，當(dāng)概率為99.7%時(shí)，其最大值按X+3V%估計(jì)為334×（1+3×125/100）=459 kgf/cm2；其最小值按X-3V%估計(jì)為334×（1-3×125/100）=208 kgf/cm2，最大值竟是最小值的2.2倍。

綜合考慮上面這些因素，我們將我國(guó)包裝箱常用書(shū)中的試驗(yàn)強(qiáng)度（見(jiàn)附錄1）進(jìn)行平均，再除以安全系數(shù)得許用強(qiáng)度。

至于這個(gè)安全系數(shù)，對(duì)我國(guó)的木材來(lái)說(shuō)一般取3.5~6，考慮到包裝箱在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中受力的特點(diǎn)及我國(guó)包裝用木材材質(zhì)一般較差等因素，在本標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)抗彎及順紋抗拉強(qiáng)度，這個(gè)安全系數(shù)暫定為7，而對(duì)于順紋抗壓強(qiáng)度則定為5.5。表5就是根據(jù)這種考慮方法得出的包裝用木材的試驗(yàn)強(qiáng)度的平均值和許用強(qiáng)度。 

表5 包裝用木材的試驗(yàn)強(qiáng)度平均值和許用強(qiáng)度（MPa）
 

木材受彎時(shí)，其許用強(qiáng)度與受力方向（即徑向使用和弦向使用）是有關(guān)的。一般徑向使用時(shí)的許用強(qiáng)度大于弦向使用時(shí)的許用強(qiáng)度（見(jiàn)前面的“1. 日本包裝用木箱標(biāo)準(zhǔn)對(duì)木材許用強(qiáng)度的規(guī)定”）。但是，因?yàn)樵趯?shí)際制箱過(guò)程中往往不注意這個(gè)問(wèn)題，或木材本身的一些原因，即使分開(kāi)規(guī)定也沒(méi)什么意義，所以在標(biāo)準(zhǔn)中不予以分別考慮，但在制箱時(shí)，對(duì)于彎曲構(gòu)件還是應(yīng)該盡可能采用徑向使用。

本標(biāo)準(zhǔn)中各圖表規(guī)定的構(gòu)件尺寸都是以表5的許用強(qiáng)度計(jì)算得出的。如果實(shí)際使用的樹(shù)種的試驗(yàn)強(qiáng)度與表5的試驗(yàn)強(qiáng)度平均值相差不大，則可以直接采用本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的構(gòu)件尺寸。否則，可根據(jù)實(shí)際使用樹(shù)種的試驗(yàn)強(qiáng)度除以本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全系數(shù)，得其許用強(qiáng)度。然后，以這實(shí)際使用樹(shù)種的許用強(qiáng)度與表5許用強(qiáng)度之比來(lái)調(diào)整構(gòu)件的尺寸，這在本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)圖表下面的注中都有說(shuō)明。