EN 383 木結構 - 試驗方法 - 銷釘式緊固件嵌入強度和基礎值的測定

在歐洲標準《EN 383木結構-試驗方法-銷釘型緊固件嵌入強度和基本值的測定》中，描述了測定用銷釘型緊固件生產的實木、膠合層壓板和人造板產品的嵌入強度和基本值的試驗方法。

緊固件和木材、膠合木或人造板產品應盡可能達到相關規範允許的最低品質。

使用圖示裝置對試件進行試驗。該試驗的原理是防止被測緊固件彎曲。使用鋼製加載夾具垂直於緊固件軸線施加載荷，並測量負載以及相應的壓痕或變形。

載荷可以是壓縮載荷，也可以是拉伸載荷。對於單紋方向的實木和層壓木製品，負荷可以是平行於紋理的壓縮負荷，也可以是垂直於紋理的壓縮負荷。

本標準的原則也適用於負載和容器之間的其他角度。

試件是由木材或人造板製成的長方體，其連接件垂直於棱柱形試件的表面。試件尺寸如標準表格所示。為滿足測試原則，試體厚度應在1,5d至4d之間（d為連接件截面尺寸，以毫米為單位）。對於人造板產品，試體厚度應等於成品板材的厚度。

在土木工程和建築領域，標準在確保結構的安全性、可靠性和耐久性方面發揮著至關重要的作用。其中一項基礎標準－EN 383，提供了基於實驗室的程序，用於評估木質材料與機械緊固件的相互作用。

該標準是歐洲針對木結構建築制定的一系列更廣泛標準的一部分。它涉及木結構建築的一個基本方面：木材在使用螺栓、螺絲或木塞等銷釘類緊固件鑽孔時的嵌入強度。這對於設計能夠承受荷載而不損壞的木結構建築、橋樑和家具的接頭至關重要。

EN 383 標準是歐洲規範 5 的一部分，該規範規範了歐盟的木結構設計。它規定了實木、膠合木以及膠合板或定向刨花板等木質板材產品的施工方法。

EN 383 標準的主要目的是測量兩個基本屬性：

• 嵌入強度：木材在負載下抵抗緊固件穿透和擠壓的能力。以兆帕 (MPa) 為單位，表示木材在榫釘周圍變形前能夠承受的力。
• 基本值：包括屈服矩和約翰森屈服理論中用於預測木材連接接頭承載力的其他參數。

此標準適用於銷釘型緊固件，其直徑通常在3毫米至30毫米之間，涵蓋從雲杉等軟木到橡木等硬木的各種密度木材。該標準不涵蓋塑膠或複合材料緊固件，且側重於實驗室條件以確保可重複性。

雖然EN 383標準並未涵蓋EN 14080等相關標準針對層壓木材進行的全面連接測試，但它確實提供了此類設計所需的基本數據。由於木材的碳足跡較低，優先選擇木材而非鋼材或混凝土尤其重要，尤其是在推行永續建築的地區。

該標準包含精確的、循序漸進的實驗室程序，以最大程度地減少差異。關鍵步驟如下：

• 樣品準備：將木材樣品調理至標準含水率（軟木通常為12%）。樣品切割成特定尺寸：用於插入測試的試塊尺寸為100毫米 x 50毫米 x 50毫米，緊固件可垂直或傾斜插入。緊固件採用標準化規格（例如光滑的圓形銷釘），以防止材料變形。
• 嵌入強度測試：使用萬能試驗機施加壓縮負荷，以控制的速率（通常為 2 毫米/分鐘）將緊固件壓入木材。記錄載重-位移曲線，直到達到嵌入強度平台值（定義為最大力除以接觸面積）。測試在兩個主要方向（平行和垂直於木紋）進行，以考慮木材的各向異性。為了確保統計可靠性，每種配置至少需要重複五次。
• 確定地基值：利用嵌入數據，計算表示木材與緊固件介面剛度的地基模量（K值）。這些值被輸入到分析模型中，以預測剪切、拉伸或組合荷載作用下的連接行為。

安全規程強調校準設備和操作員保護，因為高負載（高達50 kN）可能導致突然故障。此標準也包含附錄，用於修正因木材密度和邊緣距離變化而產生的誤差。

EN 383 標準中的資料直接影響結構計算。例如，在木樑節點中，低估嵌入強度可能導致過早屈服，並損害整個結構。透過提供經過驗證的測試方法，可確保：

• 更安全的設計：相容性降低了屋頂椽子或地板系統等承重應用的風險。
• 成本效益：準確的估算可以最大限度地減少過度設計，從而節省材料。

EN 383 標準是建築產品指令 (CPR) 範圍內木材緊固件 CE 標誌的強制性標準。

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