伍登包装包装订制的木箱包装标准讲解（一）木材的许用强度

但是，由于木材总是存在着这样或那样的缺陷，而且即使是同一树种，产地不同、树龄不同、取材部位不同，其强度亦不同。再考虑到木材的木节和纹理，因干燥而收缩，对于公称尺寸的实际尺寸大小，以及木箱在储运过程中所受到的冲击等因素。所以，在设计木箱时不能直接套用木材的试验强度，而必须将试验强度打个折扣，换算成许用强度或设计强度。

至于这个折扣如何打，则与木材本身的情况和使用环境条件等有关，但由于考虑的方法不同而各有差异。所以，不同的标准、设计手册等资料中有不同的计算方法。

1.日本包装用木箱标准对木材许用强度的规定

首先，从试验强度计算出木材的基本强度：

基本强度=试验强度×变异率×冲击载荷系数

其中：

变异率是指由于木材的不均一性、因干燥而收缩以及相对于公称尺寸的最小尺寸所产生的强度降低常数，取值3/4。

冲击载荷系数是指相对于静载荷，对起吊、跌落、振动等冲击载荷的安全系数，取值1/3。

因此，基本强度的计算公式如下：

基本强度=试验强度×3/4×1/3=试验强度×1/4

然后，木材的许用强度是从基本强度减去木材缺陷所造成的降低率而得到的强度。木材缺陷的强度降低率如表1所示。计算时只考虑降低率较大的一方。

表1木材强度的降低率 (%)

① 材宽的面，在材长方向的中心附近有木节时；

② 木节和群生节直径的测定如图1所示；

③ 纹理倾斜度的测定如图2所示。

注：上表是根据美国农业部林产试验所发表的数据。

1）许用抗弯强度的计算

在日本，包装用的木材一般是辐射松、铁杉、落叶松等，其中试验强度最低的是辐射松，其抗弯的试验强度为68.65MPa。因此，基本抗弯强度可由下式算出：

基本抗弯强度=68.65×1/4=17.16（MPa）

根据表1，降低率较大的一方是：

径向时，纹理倾斜度在1/10时为39%（日本标准规定，包装用木材纹理倾斜度≤1/10，木节的大小占材宽≤1/3）；

弦向时，木节的大小占材宽1/3时为53%。

所以，由基本抗弯强度求许用抗弯强度时，可由下式算出：

径向的许用抗弯强度=17.16×（1-0.39）≈10.47（MPa）→10.5 MPa

弦向的许用抗弯强度=17.16×（1-0.53）≈8.07（MPa）→ 8.1 MPa

2）许用顺纹抗压强度的计算

辐射松顺纹抗压的试验强度为32.36 MPa。因此，基本顺纹抗压强度可由下式算出：

基本顺纹抗压强度=32.36×1/4=8.09（MPa）

根据表1。降低率较大的一方是纹理倾斜度为1/10时的26%，所以，由基本顺纹抗压强度求许用顺纹抗压强度时，可由下式算出：

许用顺纹抗压强度=8.09×（1-0.26）≈5.99（MPa）→6.0 MPa

3）许用顺纹抗拉强度的计算

辐射松顺纹抗拉的试验强度为98.07 MPa。因此，基本顺纹抗拉强度可由下式算出：

基本顺纹抗拉强度=98.07×1/4=24.52（MPa）

根据表1。降低率较大的一方是纹理倾斜度为1/10时的39%，所以，由基本顺纹抗拉强度求许用顺纹抗拉强度时，可由下式算出：

许用顺纹抗拉强度=24.52×（1-0.39）≈14.95（MPa）→15.0 MPa

2. GB50005-2003木结构设计规范对木材许用强度的规定

GB 50005-2003对普通木结构用木材规定其树种的强度等级如表2和表3所示。

表2针叶树种木材适用的强度等级

表3阔叶树种木材适用的强度等级

在正常情况下，木材的强度设计值及弹性模量应按表4采用。

表4木材的强度设计值和弹性模量（N/mm2）

该标准还规定木材的强度设计值和弹性模量，在不同使用条件下尚应乘以一定的调整系数，对于不同的设计使用年限也应乘以相应的调整系数（因为建筑物的使用年限最短5年，长则25年、50年、100年及以上），此外还有一些其他的调整系数，相当复杂。鑫美特木箱包装连锁是一家大型的包装企业，提供各种木箱包装定制服务，深圳东莞惠州广州珠三角自营，全国木箱包装连锁服务 ，我们提供各种出口木箱包装，真空防潮木箱包装定制化服务。

GB 50005-2003是对建筑木结构的规定，木包装箱不同于建筑物，因为木包装箱与建筑物比起来，它是短期使用的。但是，它却需要承受储运过程中的冲击载荷。所以，GB 50005-2003的规定对我们来说只能作为参考用。

3. GB/T 7284对木材许用强度的规定

考虑到我国幅员辽阔，各地所用木材的树种、材质等较复杂，而且其强度差距相当大。如果像日本那样以我们常用树种中强度最低的树种的许用强度为基础，规定出各构件的尺寸，对于一般树种来说，势必会导致构件的尺寸过大，不利于木材强度的合理利用，也就是不利于木材的节约。

同时，又考虑到《中国主要树种的木材物理力学性质》中给出的各树种的试验强度本身就是一个平均值。即使同一树种，其实际的试验强度与该书给出的试验强度的差距亦相当大。例如红松木材的顺纹抗压强度为334kgf/cm2，变异系数为12.5%，当概率为99.7%时，其最大值按X+3V%估计为334×（1+3×125/100）=459 kgf/cm2；其最小值按X-3V%估计为334×（1-3×125/100）=208 kgf/cm2，最大值竟是最小值的2.2倍。

综合考虑上面这些因素，我们将我国包装箱常用书中的试验强度（见附录1）进行平均，再除以安全系数得许用强度。

至于这个安全系数，对我国的木材来说一般取3.5~6，考虑到包装箱在储运过程中受力的特点及我国包装用木材材质一般较差等因素，在本标准中对抗弯及顺纹抗拉强度，这个安全系数暂定为7，而对于顺纹抗压强度则定为5.5。表5就是根据这种考虑方法得出的包装用木材的试验强度的平均值和许用强度。

表5包装用木材的试验强度平均值和许用强度（MPa）

木材受弯时，其许用强度与受力方向（即径向使用和弦向使用）是有关的。一般径向使用时的许用强度大于弦向使用时的许用强度（见前面的“1.日本包装用木箱标准对木材许用强度的规定”）。但是，因为在实际制箱过程中往往不注意这个问题，或木材本身的一些原因，即使分开规定也没什么意义，所以在标准中不予以分别考虑，但在制箱时，对于弯曲构件还是应该尽可能采用径向使用。

本标准中各图表规定的构件尺寸都是以表5的许用强度计算得出的。如果实际使用的树种的试验强度与表5的试验强度平均值相差不大，则可以直接采用本标准规定的构件尺寸。否则，可根据实际使用树种的试验强度除以本标准规定的安全系数，得其许用强度。然后，以这实际使用树种的许用强度与表5许用强度之比来调整构件的尺寸，这在本标准的相关图表下面的注中都有说明。