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產品的設計要講究科學的，要以力學理論為前提設計。然而，石材的產品設計因為設計師本身力學理論知識的缺乏，因此設計出的產品未必是合理的。我們常看到石材的臺面板設計的又長、又大的，也有設計的又長又窄的，從力學的理論來說這是不正確的。臺面板的設計要從石材的強度，撓度兩個因素綜合考慮設計才正確，合理。

1、臺面板設計的力學理論基礎

σ=(3F*L)/(2b*h*h)

F—破壞載荷 (即承受力)；L—跨距；b—寬度；h—厚度。

從上面的公式知道當臺面板長度越長時，σ在相同截面積的情況下越大。當σ越大時，臺面板越容易彎曲。當σ大于石材本身的抗彎強度時，臺面板就會斷裂。在單載荷作用下撓度的計算公式為f=-FL3/（48EI），公式中的I=bh3/12，E為石材的彈性模量。

上式的公式說明當臺面板的L越長時，相同截面的臺面板越容易彎曲。當撓度大到石材本身允許的撓度極限時，臺面板就會斷裂。

以上兩公式是設計人員設計臺面板長度的力學理論基礎。

2、臺面板產品現狀

首先看一些臺面板產品。

圖1是懸挑式臺面板。中間只有一個支點支撐它。象這么長的臺面板在長度很長時兩端在臺面板本身的重量作用下會發生變形。如果臺面板的厚度較薄的話，低于16mm，如此長的臺面板必定以中間支點為力的作用點兩端向下變形的。

圖2的寒江雪的中島臺是筆者經歷加工過的。因為石材的厚度在16mmm，從圖2可以看出臺面板變形了。

圖3同樣是筆者經歷加工過的深圳某高檔住宅房地產項目里的浴缸臺面板。該浴缸臺面板長度2500長，寬度1250mm，中間挖浴缸孔。由于這個臺面板長，又挖孔，加之石材的裂紋，加工過程和施工過程中頻繁斷裂，最后沿浴缸臺面板的四周加50*3mm的鋁合金板才完成了該產品的加工。

圖4是筆者經歷加工的直徑摟3米的，用白玉石加工的圓形臺面板。該臺面板分四拼加工，單件弦長達2米之長。在工廠試拼時因為直徑大，弦長長，臺面板變形嚴重，完全是通過用金屬片，木楔墊的方法勉強完成的試拼工作的。

廚柜臺面板是家庭裝飾不可少的產品，但象圖5這種橫縱比相差大，又挖了臺盆孔的臺面板是很容易變形的。

圖6這種中島臺也是筆者經歷加工的。圖6中島臺臺面板雖然橫縱比較合理，但因為中島臺的前端挖了一個較長的孔，形成了一個“L”形口，導致該臺面板易斷裂。后來，在以臺面板的底部用100*3mm的鋁板加固才完成了該產品加工。

圖7這種用巖板加工的廚柜臺面板，又挖了2個孔，如果巖板的厚度是12mm的話，這種廚柜臺面板會變形的。

圖8～圖10的臺面板厚度如此薄，尤其是圖10，這種臺面板使用了一段時間后因為太長了，加之臺面板的支護結構不合理，必定變形的。

3、防止臺面板變形的一的些技術措施

（1）增加臺面板的厚度

圖11這種細長，橫縱比小的臺面板必須加厚。圖11也確實加厚了，從圖看石材的厚度應該不小于50mm。

因此，當臺面板的長度大于2000mm時，橫縱比小于0.6時，筆者認為石材的厚度應該加厚5mm～10mm。

（2）對臺面板底部加固

圖12這種只有一個支點支撐的懸空臺面板當直徑增大時，如果使用20mm厚以下有石材加工，是很容易變形的。為了防止臺面板的變形，可以采用加固的方式的對臺面板加固，增加其抗彎的強度，降低變形量。

圖13這么長，橫縱比小的臺面板在臺面板背后沿長度方向用石條，寬度方向用3條金屬條加固了。這種如此加固的手段確保了這個石材臺面板不會變形。

（3）增加支撐物的數量

對長度長，橫縱比小的臺面板可以沿長度方向增加支撐點來增加臺面板的強度，降低臺面板的變形量。

（4）減少挖孔的數量

太長的臺面板如果開孔的數量太多時，因為應力的集中，在挖孔的轉角處受高應力的作用臺面板容易斷裂。圖16這種挖了6個孔的臺面板顯然不合理，臺面板的強度受到很大的影響，容易變形。斷裂；圖7的臺面板因為挖了孔，因此臺面板加厚了；圖18的臺面板挖了2個臺盆孔，因此該臺面板以粘接邊的形式加厚了，對增加該臺面板的強度，減少變形有很大的作用。

（5）調整臺面板的橫縱比

臺面板的橫縱比是個重要的設計參數。筆者認為臺面板的設計以橫縱比不小于0.6為標準較好。比如，當臺面板的寬度為600mm時，臺面板的長度不要>1000mm太多了。圖19筆者認為橫縱比較為合適，不容易變形，石材的抗彎強度大。

圖20的臺面板雖然長，但因為橫縱比較合適，臺面板的變形不會太大。

（6）增加分段、分件數量

石材人都知道，當圓弧板、圓弧異型板的長度越長時，即拼數（分件數）越少時，圓弧板、圓弧異型板的弦長越長，它就越容易變形。圖4的大圓桌面之所以變形就是因為弦長太長了，重量重導致了臺面板的變形。因此當圓形的臺面板直徑太大時，橫縱比小于0.6時，增加分段數，減少弦長，以保證臺面板有足夠的強度、變形量小。

（7）設計合理的支撐結構

結構力學是門重要的物理學科，不僅適用于工程建設，同樣適用于各種產品的設計上。石材的臺面板也是如此。只要石材臺面板的產品結構，支撐結構合理，再長的臺面板也可以保證強度滿足要求，撓度小（變形小），產品不會變形、斷裂。

對比圖22與圖23兩種臺面板結構，筆者認為圖22更加合理些，因為中間增加了支撐，防止臺面板中間受力的變形。

臺面板的長度究竟多長適合，筆者認為以文章開首的兩個公式通過計算來確定，計算結果滿足σ≤[σ]、f≤[f]。但這些計算非力學專業人士不會計算，只能依據經驗來設計。當臺面板的長度在2000mm，寬度在600mm以下時，橫縱比<0.3時，應該可以視為一種不安全的設計方案了。筆者看過杜邦的一些人造石臺面板，其寬度不會小于600mm，即其橫縱比>0.3，杜邦這樣設計自然有其道理的。

作者：晏輝