書櫃擱板被壓彎了？專業的分析在這裡
在定製傢俱中，擱板被壓彎的現象非常普遍。這種形變通常是由於長期承載重物引起的，材料力學上稱這種形變為“蠕變”，即“在應力作用下固體材料緩慢且永久的變形。”
蠕變的速度和程度通常與
材料性質，載入時間，環境溫度和載入的結構應力
有關。換成普通人能理解的話就是，
擱板的形變速度和變曲的幅度，與擱板的材質、承受的重量、承重時間，溫度和重物擺放位置都有直接關係。
那麼，這些關係都是怎麼樣的呢？這就是今天我們要研究的內容。
一、擱板強度的底層邏輯
這是增加擱板強度的四種努力方向，有優有劣：
1、增加寬度，會吸引你放置更多的東西，因此單位面積承載重量不變或變大；
2、增加硬度，但擱板自重會增加，因此單位面積承載力增加有限；
3、減少跨度，會導致容量下降，從而需要製作更多的擱板；
4、增加厚度。
寬度每增加10%，剛性會增加10%；長度增加10%，剛性就降低10%。然而，在一個架子的厚度上增加10%，它的強度就會增加21%！隨著厚度的增加，強度以指數速度增加。
小結：任何尺寸上的更改都會影響擱板的剛度。但
增加厚度
和
選擇更堅固的材料
會帶來正反饋。所以，這兩個因素是堅固擱板設計的基礎。
二、擱板的尺寸規律
通常我們會選擇30cm為書架的寬度，在書架的最下面一層或兩層，採取30-40cm的高度，用來放置大型書籍。
除非是專用圖書閱讀室，否則一般的家庭書房通常不會做滿高書架。
按2。8米層高來算，在不弔頂的情況下，我們會按照10、10、50、120、20、60、10cm的分法，依次製作10公分天花棚線、10公分書櫃帽線、50公分封閉門上櫃、120公分玻璃門書櫃、20公分抽屜、60公分封閉門底櫃、10公分踢腳。這種設計能實現最佳的綜合收納能力。
家庭環境下，製作書櫃擱板價效比最高，也是最簡便的材料是10mm的鋼化玻璃板，但有失格調。其它材料製作擱板，有其強度上的規律。
上表展示了在不過載荷不重厚度的情況下，擱板能夠允許的最大跨度。需要注意的是，以上資料針對的是美標板材，對國標板材來說應該再保守一些，這其中的原因你懂的。
我們可以看到，在定製傢俱中最常見的刨花板（顆粒板），其承載力是最弱的。所以，我們在傢俱店裡會看到，一些良心廠家生產的顆粒板衣櫃，在某些過載部位會採用兩層擱板設計。
三、實木擱板的強度
密度不同的木材，其承載力有很大的區別。北美山核桃木的強度約為胡桃木的兩倍，櫻桃木的強度比軟楓木低10％以上，水曲柳要強於松木，無結木層板要優於有結木層板等等。
這張圖片展示了不同木材在製作擱板時，其適用長度的計算方法。
假如我們採用2cm厚的黑胡桃來製作擱板：由前表中可以得知，在小件窄書架中，2cm厚的硬木（美標中黑胡桃確屬硬木，中國人對此表示不屑）最長跨度應該在120cm。那麼，再根據上圖可知，黑胡桃和山毛櫸的承載力都是100%，所以120cm×100%=120cm。
同理，更硬的黃樺木承載力為120%，那麼2cm厚的擱板可以做到120cm×120%=144cm長，而較軟的樺木承載力只有80%，所以2cm厚度就只能做到120cm×80%=96cm的跨度。
四、人造板材和複合板材的強度
我們可以看到，在厚度、長度和寬度都相同的情況下，實木擱板的承載力，是普通刨花板的4倍。對於寬度有限的擱板，增加實木邊或增加飾面層，對強度都有一定的幫助。
五、透過結構來增加擱板強度
理論上，有以下幾種結構變化可以增加擱板的強度：
1、加寬。
擱板寬度每增加25%，其強度也會增加25%。但是，正像上面所講的那樣，寬度的增加，勢必會引誘你放置更多的物品，這會使得擱板的壓力不降反升。
2、縮短。
擱板每短25％，也可以增加25％的承載力。
3、採用複合結構。
比如下面兩種：
前後增加立板，將擱板的平面結構變成了“冂”字結構，這種類似於槽鋼的結構，其承載力與垂直方向的有效截面積成正比。前後立板的加入，將原來僅限於板子厚度的垂直有效截面積，得以成倍的增加，因此承載力也會成倍增加。
上圖的結構老外稱之為Torsion box（扭力箱），這種結構一般由兩層薄性材料組成，中間有輕質格梁，它可以利用極少的材料，抵抗較過載荷下的扭轉。這種結構最典型的應用就是空心門。
在作為擱板應用時，它的承載力等同於同厚度的實木，但成本卻低的多。其實類似結構在早年間的裝修中很容易見到。
4、增加連線部位強度，用拉力加強承載力。
將擱板的側面採用嵌入膠合，這種做法在老外的影片中很常見。它透過保持剛性直角，來增強擱板的強度。
5、整體平衡
在實際應用中，我們更多的是採用複合的手法來減輕擱板的蠕變。比如上圖，我們可以採用將縮短橫板來增加承載力，也可以在長板的中間增加立板來分散重力，這種做法等同於縮短跨度。
好了，關於擱板的話題就聊到這裡。我是老嚴，用理論木工的視角，幫你分析裝修難題。關注我，難題早解決。
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