Прочностной расчёт
PalletX выполняет ориентировочный прочностной расчёт поддона по методике Еврокода 5 (EC5, EN 1995-1-1:2004+A2:2014) с характеристиками древесины по EN 338:2016 и предельным прогибом 2 % пролёта по ГОСТ 33757-2016 п. 4.1.18. Расчёт идёт автоматически: он всегда виден в панели свойств для модуля Конструктор (паллеты) и его же можно выгрузить отдельным PDF. Для гофрокороба (модуль Ящики) применяется отдельная методика — McKee (BCT).
Важно. Расчёт содержит коэффициенты запаса EC5 и упрощающие допущения. Он не заменяет натурные испытания по ISO 8611-2 — это прямо указано в интерфейсе и в PDF.
Где находится расчёт
Прочность отображается в правой панели «Свойства» — секция «Прочность (ориент., EC5)». Панель прочности показывается только для модуля Конструктор (для ящиков и бортов её нет; у гофрокороба своя секция — см. ниже).
Расчёт идёт по фактическим деталям изделия: снятая доска уходит из сечения и из грузовых полос, нет нижнего настила — нет его и в сечении стеллажа. У физически невозможного изделия (деталь висит в воздухе, детали заходят одна в другую, изделие распадается на несвязанные части) несущая не считается вовсе: в «Параметрах», в «Несущей способности» и в этой секции вместо чисел стоит «Не рассчитывается: изделие физически невозможно». Число несущей у изделия, которого нельзя собрать, описывало бы предмет, которого нет: висящая доска нагрузку не передаёт, а несвязанные части не работают одной балкой.
Для паллеты в панели три строки — по одной на каждую основную схему опирания — и вилочные сверх них: у 4-заходной паллеты две (строк пять), у 2-заходной одна (строк четыре); см. раздел ниже.
| Столбец | Что показывает |
|---|---|
| Схема опирания | «На полу», «Стеллаж вдоль длины», «Стеллаж вдоль ширины», а у 4-заходной ещё «Погрузчик вдоль длины» и «Погрузчик вдоль ширины» (у 2-заходной — один из них); ниже — лимитирующий элемент EC5 |
| Несущая, кг (паспорт) | Паспортная (сертифицированная по ISO 8611) несущая способность — основной ориентир: для «на полу» — статическая, для стеллажа — стеллажная нагрузка стандарта изделия |
| Расчёт EC5 | Расчётная нагрузка по Еврокоду 5. Бывает и ниже, и выше паспортной: по умолчанию составное сечение (настил + шашки) не учитывается, и это расчёт занижает, но у части схем он всё равно выходит выше паспорта. Как на открытом изделии, панель пишет прямо. Включить совместную работу слоёв можно списком «сеч.» в заголовке секции |
| 95 из 100 | Груз, который выдержат 95 поддонов из 100 при естественном разбросе прочности древесины (метод Монте-Карло). Подробнее — раздел «Разброс несущей» ниже |
| Прогиб | Расчётный прогиб при нагрузке (у схемы «на полу» — прочерк) |
Основной ориентир — паспортная несущая (сертифицирована по ISO 8611); расчёт EC5 идёт рядом как перепроверка. Оценкой с запасом он бывает не всегда: если хотя бы на одной схеме расчёт выше паспорта, панель и PDF говорят об этом прямо, и принимают по паспорту. Поэтому сертифицированные паллеты больше не показываются «перегруженными»: у них паспортная нагрузка — норма изделия.
Три схемы опирания
Модель поддона рассматривается как балка из деталей, идущих вдоль пролёта (доски настила, нижние доски, стрингеры, поперечные доски), при равномерной нагрузке. Схем три:
- На полу (сплошное опирание). Опора по всей площади, и груз идёт сверху вниз: настил → поперечные доски (у стрингерной паллеты — стрингеры) → шашки → доски низа → пол. У изделий на нижних брусьях (CP6–CP9 и свои с флажком «Нижние брусья») между шашками и досками низа лежит брус: цепочка внизу — шашки → нижние брусья → доски низа (без нижнего настила — шашки → нижние брусья → пол), и смятие в касании шашки снизу считается по брусу — по площади их касания и по его породе. Расчёт проверяет каждое звено и берёт меньшее: изгиб и сдвиг досок настила между опорами; изгиб и сдвиг поперечных досок (стрингеров) между шашками или досками низа, на которых они лежат, и на вылете за крайнюю опору; смятие настила на поперечных досках; смятие под поперечной доской (стрингером) у каждой опоры — реакция этой опоры проходит через площадь их касания; смятие в касании шашек с досками суммой по всем опорам. Смятие везде — по той из двух деталей, у которой прочность на смятие поперёк волокон ниже. Опоры настила — детали, на которых он лежит: лаги, брусья или шашки прямо под ним; шашки под лагами и нижний ярус пролёт настила не делят. Пролёт — в свету между гранями опор плюс половина требуемой длины опирания у каждой опоры, но не больше расстояния между центрами (правило ANSI/AWC NDS-2018, п. 3.2.1; подробнее — ниже, «Пролёт на полу»). Поперечная доска получает груз там, где на ней лежат доски настила, и груз доски настила делится по её ширине: часть над шашкой уходит прямо в шашку, часть за гранью шашки изгибает поперечную доску, а доска посреди проёма изгибает её сильнее всего, — поэтому раскладка настила относительно шашек тоже меняет несущую. Деление работает в обе стороны. Доска, лежащая центром над шашкой и выступающая за её грань, изгибает поперечную доску своим выступом — несущая ниже, чем если бы она вся уходила в шашку (так у EUR-паллеты). Доска, лежащая центром в проёме и заходящая кромкой на шашку, этой кромкой в пролёт не давит — несущая выше, чем если бы она вся лежала в проёме: между центрами при C24 у EPAL 2 973,5 → 998,8 кг, у УП 1200 × 800 673,2 → 694,9 кг, у CP1 811,0 → 823,1 кг. Сильнее всего так растёт сдвиг поперечных досок, и при прочных классах, где лимитирует он, рост больше — у УП по опиранию до 31,7 %. Сколько груза приходится на линию поперечной доски, расчёт берёт большим из двух: полосой настила до середины соседних пролётов и реакцией настила как цельной доски на всех линиях опор — средней линии цельная доска отдаёт больше своей полосы. При линейном и частичном грузе раскладки нет: груз линии кладётся на худший пролёт целиком, а на вылет за крайнюю шашку — весь на самую дальнюю доску настила (строка «изгиб поперечных досок на вылете за опору»). Строка, чья несущая найдена на вылете, — у поперечных досок, стрингеров или самого настила при свесе за крайнюю опору — так и подписана и в графе пролёта печатает вылет: у балки — от центра крайней опоры до самой дальней доски настила, у настила — от центра крайней линии опор до кромки досок. У большинства типоразмеров каталога лимитирует изгиб поперечных досок между шашками: доска 22 мм перекрывает проём под вилы и несёт почти половину груза изделия (у EPAL 2 пролёт 419 мм, у EUR-паллеты 1200 × 800 — 252 мм; между центрами шашек — 525 и 351). У GMA и четвертной 600 × 400 лимитирует изгиб настила (у GMA пролёт 458 мм; между центрами брусьев — 489). У стрингерной 1200 × 800 лимитирует смятие под стрингером у опоры: средний брус шириной 45 мм стоит на средней доске низа шириной 100 мм, через это касание идёт около четверти груза изделия, и несущая на полу — 2 130,8 кг при любом правиле пролёта; смятие суммой по всем опорам такого перегруза одной опоры не видит. У полупаллеты EPAL 7 опоры — стальные стойки и пластиковые шашки, и в отчёте отдельной строкой идёт смятие досок под узкой полкой стойки (44 мм) и кругом шашки (Ø63) — мнётся доска, а не сама опора; лимит у неё и здесь поперечная доска. Все проверки схемы видны в отчёте, а не только лимитирующая: поменяв деталь, которая не лимитирует, — например, шашку из прессованной стружки на берёзовую, — вы увидите изменение в строке смятия, а не в несущей. Прогиб для сплошного опирания не считается.
Пролёт на полу. Доска лежит на опорах конечной ширины — шашках, брусьях, досках низа — и под грузом опирается не серединой опоры, а площадкой у её внутренней грани. СП 64.13330.2017 правила отсчёта пролёта при изгибе не даёт (в п. 7.35 — «l — пролёт балки» без определения), и PalletX берёт правило ANSI/AWC NDS-2018, п. 3.2.1: пролёт — в свету между гранями опор плюс половина требуемой длины опирания у каждого конца, но не больше расстояния между центрами. Требуемая длина — та, на которой вся сила, проходящая через площадку опоры, не превышает прочности на смятие поперёк волокон слабейшей из двух деталей в касании (доски или опоры), k_c,90 = 1; чем больше груз, тем длиннее нужна площадка и тем ближе точка опоры к центру. Сила через площадку — реакции пролётов и вылета вместе с грузом досок настила, лежащих над самой опорой; у средней опоры реакция обоих пролётов целиком отнесена к опиранию конца каждого из них — пролёт выходит длиннее, в запас. У пластиковой шашки EPAL 7 площадка — сегмент круга от точки касания, а не полоса во всю ширину описанного квадрата: у грани круг узкий, и та же площадь набирается на большей длине. Конец пролёта стоит в центре тяжести требуемой площадки — через него проходит равнодействующая смятия: у прямоугольной площадки это половина её длины, как в правиле NDS, у сегмента круга — глубже, и у EPAL 7 по опиранию 1 113,4 кг (на половине длины вышло бы 1 136,3). Если опирающаяся деталь лежит на круге в стороне от его центра, площадка начинается у края хорды круга в её полосе, а не у стороны описанного квадрата. Сдвиг у опор считается при тех же концах пролёта, что и изгиб, и каждая строка проверки печатает свой пролёт — тот, при котором найдена её несущая. Список «пролёт» в настройках расчёта переключает на пролёт между центрами опор (DIN 1052-1:1988, п. 8.1.1.1) — он длиннее, и несущая при изгибе по нему не больше, то есть в запас при изгибе: у EUR-паллеты на полу 1 609,2 кг между центрами против 2 414,7 кг по опиранию. Со сдвигом так не всегда: по опиранию концы пролёта ближе к граням, и реакция опоры от досок у грани растёт — у EPAL 3, EPAL 6, EPAL 7 и серии CP сдвиг поперечных досок по опиранию ниже межцентрового, у EPAL 1 выше. При C24 сдвиг несущую на полу в каталоге не ограничивает, а при прочных классах, где ограничивает он, итог по опиранию бывает ниже межцентрового: у стрингерной 1200 × 800 при D40 — 4 396,2 кг против 4 557,0 кг, у EPAL 6 и CP5 при D70. Поэтому межцентровое правило — запас при изгибе, а не во всём. Строки смятия от правила не зависят, но несущая — меньшая из всех строк, и при другом правиле её может ограничить другая строка: у стрингерной 1200 × 800 при C24 оба правила упираются в смятие под стрингером и дают одно число, а при C14 по опиранию лимитирует смятие (1 704,6 кг), между центрами — изгиб настила (1 688,1 кг). Какое правило взято, называют документы: лист прочности — строкой «Пролёт на полу» таблицы «Параметры расчёта» и в допущениях, спецификация своего изделия — в основании расчётной несущей, план укладки — в причине «по прочности штабеля», когда ярусы в кузове ограничила несущая на полу по расчёту (у своего изделия без паспорта и у изношенного поддона, чья остаточная несущая ниже паспорта). Проект, сохранённый до того, как умолчанием стал пролёт по опиранию, открывается по опиранию, и лента называет смену и как вернуть прежнее (см. главу «Мои проекты (облако)»).
- Стеллаж вдоль длины. Опоры по коротким сторонам, поддон работает на пролёте, равном длине основания — контура деталей нижнего слоя, которым поддон ложится на балки. Считаются изгиб, сдвиг и прогиб несущих деталей вдоль длины.
- Стеллаж вдоль ширины. Опоры по длинным сторонам, пролёт равен ширине основания. Те же три критерия для деталей вдоль ширины.
Основание бывает короче габарита и без крыльев: у CP4 доски низа 1200 мм стоят в 50 мм от кромок 1100, и пролёты стеллажа — 1000 и 1200 мм при габарите 1100 × 1300; у надрезанных GMA крайние доски низа утоплены, и пролёт вдоль — 1180,94 мм при 1219. Груз же лежит на зоне груза — верхнем настиле без крыльев, — и схемы «На полу» и «Погрузчик» раскладывают его по ней: у CP4 по всему настилу 1100 × 1300.
Для стеллажных схем допускаемая нагрузка — это минимум из трёх пределов (изгиб / сдвиг / прогиб); в столбце «лимит» указано, какой критерий оказался определяющим. Если вдоль пролёта нет несущих деталей, схема выдаёт нулевую нагрузку с пометкой «нет несущих деталей вдоль пролёта».
К трём схемам добавляется схема «вилочный погрузчик», моделирующая подъём вилами (см. отдельный раздел ниже). Она считается по обеим осям у всех изделий, куда вилы заходят с обеих сторон, и по одной — у двухзаходных: там вилы входят только поперёк запирающих деталей, вдоль них заход закрыт, и вторая схема не строится.
Решает именно заходность, а не тип конструкции. Стрингерная паллета с вырезами в стрингерах (семейство GMA) получает обе схемы, а по одной остаются семь двухзаходных типоразмеров каталога: 2ПВ2, CP6…CP9, GMA двухзаходная и стрингерная 1200×800.
Схема «вилочный погрузчик» (ISO 8611-1 Test 2)
Эта схема добавляется автоматически и оценивает нагрузку при подъёме вилочным погрузчиком по образцу ISO 8611-1 Test 2. Настил рассматривается как двухконсольная балка на двух линиях вил: пролёт между вилами s, а свесы a = (D − s) / 2 работают на консоль; D — длина зоны груза вдоль оси, то есть нагруженного настила. Где вилы заходят с обеих сторон, считается по обеим осям — строки «Погрузчик вдоль длины» и «Погрузчик вдоль ширины»; у двухзаходного остаётся одна из них — та ось, поперёк которой лежат запирающие детали (у всех семи двухзаходных типоразмеров каталога это «вдоль ширины»).
Особенности расчёта:
- Надопорный (хогирующий) момент над линией вилы учитывается — допускаемая нагрузка берётся по бо́льшему из моментов (в пролёте вил и над вилой), поэтому типовая ошибка «считать только середину пролёта» здесь не повторяется. В столбце лимита указывается, что определяет несущую: изгиб над вилой / изгиб в пролёте вил / сдвиг / прогиб между вилами (1/50 пролёта).
- Работают только верхний настил и продольные несущие детали (поперечные доски/стрингеры), идущие вдоль габарита; нижний настил и нижние брусья (пятый слой CP6–CP9) под вилами из расчёта исключены.
- Разведение вил
sпринято 570 мм — это инженерный ориентир, не нормативное значение; при узком поддоне оно ограничивается зоной груза (тогда пролёт схемы равен ей). - Погрузка — мгновенная операция: берётся k_mod кратковременной длительности, а штабель и ползучесть (k_def) к этой схеме не добавляются. Само значение k_mod зависит от класса эксплуатации: 0,9 при классах 1–2 и 0,7 при классе 3 (влажная древесина) — то есть при сосне 22 % оно ниже, чем 0,9.
- Паспортный ориентир схемы — динамическая (или стеллажная) несущая изделия.
Оценка «95 из 100» (Монте-Карло) строится и для вилочных схем — с их собственным коэффициентом k_mod, поэтому вероятностная оценка не завышается. Как и остальные схемы, расчёт ориентировочный и не заменяет натурные испытания по ISO 8611-2; локальные отказы (смятие доски над вилой, изгиб настила между поперечными досками) им не покрываются.
Настройка расчёта
Параметры задаются в заголовке секции «Прочность (ориент., EC5)». Списков там восемь, и по умолчанию расчёт настроен консервативно — то есть в запас, — кроме пролёта «на полу»: он по умолчанию считается по опиранию, как работает доска на широкой опоре, а вариант «между центрами опор» — в запас при изгибе:
| Список | По умолчанию | Что меняет |
|---|---|---|
| Класс древесины | C24 | характеристики по EN 338:2016 (см. таблицы ниже) |
| Длительность нагрузки | склад (k_mod 0,8) | коэффициент длительности EC5 |
| Класс эксплуатации | по влажности древесины | ползучесть k_def по EN 1995-1-1:2004+A2:2014 табл. 3.2 — влияет на прогиб |
| Составное сечение | «сеч. нет» | совместная работа слоёв: γ-метод (EC5 Annex B, податливость гвоздей) или жёсткое |
| Модель груза | равномерная | линейная даёт вдвое больший момент, частичная — пятно |
| Пролёт «на полу» | «пролёт по опиранию» | по опиранию: в свету между гранями опор плюс половина требуемого опирания (ANSI/AWC NDS-2018, п. 3.2.1) или «пролёт между центрами опор» (DIN 1052-1:1988, п. 8.1.1.1) — длиннее, в запас при изгибе; см. «Пролёт на полу» |
| Дефекты древесины | «деф. нет» | снижают f_m,k и f_v,k: мелкие ×0,9, заметные ×0,75, крупные ×0,6 |
| Износ б/у | «б/у нет» | деградация несущей за срок службы: лёгкий ×0,92, средний ×0,82, сильный ×0,68, восстановленная по ГОСТ ISO 18613 ×0,80 |
Три из них — составное сечение, дефекты древесины и износ б/у — по умолчанию нейтральны: расчёт без них даёт результат в запас. Включать их стоит, когда есть основание (протокол испытаний, приёмка партии с фактическими пороками, известный срок службы). Класс эксплуатации в это число НЕ входит: он не выключается, а выводится из влажности — см. «Допущения и ограничения».
Класс древесины
Выпадающий список разбит на три группы (характеристики по EN 338:2016):
- Хвойные (C) — двенадцать классов C14…C50. По умолчанию C24.
- Лиственные (D) — восемь классов D18…D70: свойства лиственной древесины, заданные напрямую по EN 338:2016. Выбрав D-класс, вы задаёте свойства досок сами, и пересчёт по породе (ниже) к их изгибу и сдвигу не применяется; смятие шашек и брусьев из массива по-прежнему считается по их породе.
- Поставщик — пункт «свои (замер.)»: характеристики задаются вручную по протоколу испытаний вашего пиломатериала.
Порода деталей. C-класс описывает сорт древесины сосны и ели. Деталь из другой породы того же сорта прочнее или слабее, и расчёт пересчитывает её прочность коэффициентами перехода СП 64.13330.2017, табл. 5 — по материалу каждой детали отдельно. Это перенос правила свода (п. 6.1: коэффициенты умножают расчётные сопротивления сортов сосны и ели) на значения класса EN 338:2016 — допущение расчёта, и лист прочности называет его так:
| Порода | Изгиб | Смятие поперёк волокон | Скалывание (сдвиг) |
|---|---|---|---|
| Сосна, ель (в том числе «Ель/сосна, терм. (HT)») | 1 | 1 | 1 |
| Лиственница | 1,2 | 1,2 | 1 |
| Берёза | 1,1 | 1,6 | 1,3 |
Модуль упругости породой не пересчитывается: ни СП 64.13330.2017, ни ГОСТ 33080-2014, ни EN 338:2016 модуль цельной древесины на породу не пересчитывают — модуль берётся из класса. Берёза и лиственница на деле жёстче сосны, поэтому схемы, где предел — прогиб (обычно стеллаж и погрузчик), для них остаются в запас и от смены породы не растут. Больший модуль даёт класс по сортировке поставщика или протокол испытаний — «свои (замер.)». Шашка из массива берёт ту же поправку на смятие: берёзовая — 4,0 Н/мм² (2,5 × 1,6), лиственничная — 3,0. Смятие шашек и брусьев из массива пересчитывается по их породе при любом классе досок: класс опоры неизвестен, и расчёт берёт сорт не выше C24 и породу опоры. Для досок с «своими (замер.)» характеристиками поправка не нужна и не применяется: замер уже относится к вашей древесине. После «Применить» в автоподборе класс назначен самой породе (у пары «лиственница рядовая» — C24), и коэффициенты к доскам тоже не применяются — об этом говорит строка под настройками прочности; ручная смена класса или материала досок возвращает классу смысл сорта.
| Класс | f_m,k (изгиб) | f_v,k (сдвиг) | f_c,90,k (смятие) | E (модуль упругости) |
|---|---|---|---|---|
| C14 | 14 Н/мм² | 3 Н/мм² | 2 Н/мм² | 7000 МПа |
| C16 | 16 Н/мм² | 3,2 Н/мм² | 2,2 Н/мм² | 8000 МПа |
| C18 | 18 Н/мм² | 3,4 Н/мм² | 2,2 Н/мм² | 9000 МПа |
| C20 | 20 Н/мм² | 3,6 Н/мм² | 2,3 Н/мм² | 9500 МПа |
| C22 | 22 Н/мм² | 3,8 Н/мм² | 2,4 Н/мм² | 10000 МПа |
| C24 | 24 Н/мм² | 4 Н/мм² | 2,5 Н/мм² | 11000 МПа |
| C27 | 27 Н/мм² | 4 Н/мм² | 2,5 Н/мм² | 11500 МПа |
| C30 | 30 Н/мм² | 4 Н/мм² | 2,7 Н/мм² | 12000 МПа |
| C35 | 35 Н/мм² | 4 Н/мм² | 2,7 Н/мм² | 13000 МПа |
| C40 | 40 Н/мм² | 4 Н/мм² | 2,8 Н/мм² | 14000 МПа |
| C45 | 45 Н/мм² | 4 Н/мм² | 2,9 Н/мм² | 15000 МПа |
| C50 | 50 Н/мм² | 4 Н/мм² | 3,0 Н/мм² | 16000 МПа |
Лиственные классы — та же таблица, числа из того же источника:
| Класс | f_m,k (изгиб) | f_v,k (сдвиг) | f_c,90,k (смятие) | E (модуль упругости) |
|---|---|---|---|---|
| D18 | 18 Н/мм² | 3,5 Н/мм² | 4,8 Н/мм² | 9500 МПа |
| D24 | 24 Н/мм² | 3,7 Н/мм² | 4,9 Н/мм² | 10000 МПа |
| D30 | 30 Н/мм² | 3,9 Н/мм² | 5,3 Н/мм² | 11000 МПа |
| D35 | 35 Н/мм² | 4,1 Н/мм² | 5,4 Н/мм² | 12000 МПа |
| D40 | 40 Н/мм² | 4,2 Н/мм² | 5,5 Н/мм² | 13000 МПа |
| D50 | 50 Н/мм² | 4,5 Н/мм² | 6,2 Н/мм² | 14000 МПа |
| D60 | 60 Н/мм² | 4,8 Н/мм² | 10,5 Н/мм² | 17000 МПа |
| D70 | 70 Н/мм² | 5 Н/мм² | 12 Н/мм² | 20000 МПа |
Чем выше класс — тем прочнее и жёстче древесина, тем больше допускаемая нагрузка.
Длительность нагрузки (k_mod)
Второй список задаёт класс длительности нагрузки по EC5, от которого зависит коэффициент k_mod (класс эксплуатации 2):
| Пункт | Длительность | k_mod |
|---|---|---|
| пост. | постоянная (собственный вес, бессрочное хранение) | 0,6 |
| склад | среднесрочная (склад, недели-месяцы) — по умолчанию | 0,8 |
| кратк. | кратковременная (транспортировка, погрузка-разгрузка) | 0,9 |
Чем короче нагрузка — тем выше k_mod и тем большую нагрузку допускает расчёт.
Ярусы штабеля
Поле «штаб.» (число от 1 до 6, по умолчанию 1) — количество ярусов паллет в штабеле. При значении > 1 на нижний поддон добавляется нагрузка от верхних ярусов: (ярусы − 1) × (масса паллеты + паспортный груз). Добавка выводится подсказкой под таблицей: «Штабель N яр.: +X кг на нижний поддон».
Как читать результаты
- Несущая, кг (паспорт) — сертифицированная по ISO 8611 нагрузка стандарта изделия; это основной ориентир (для «на полу» — статическая, для стеллажа — стеллажная).
- Расчёт EC5 — перепроверка по Еврокоду 5. Бывает и ниже, и выше паспортной (по умолчанию составное сечение не учитывается; включается списком «сеч.»); если выше хотя бы на одной схеме, считать его оценкой с запасом нельзя — принимают по паспорту. Ориентируйтесь на наименьшее значение EC5 среди схем: обычно слабейшая — стеллажная с бо́льшим пролётом.
- 95 из 100 — груз, который выдержат 95 поддонов из 100 с учётом разброса свойств древесины (см. раздел ниже).
- Прогиб — расчётный прогиб пролёта при нагрузке. Предельный прогиб принят пролёт / 50 — это ровно 2 % пролёта, величина ГОСТ 33757-2016 п. 4.1.18 и п. 4.1.20, дословно: «максимальный прогиб … не более 2 % … от расстояния между опорами поддона». Совпадение точное, а не приблизительное.
Секция «Несущая способность» выше показывает паспортные нагрузки изделия (динамическая / статическая / стеллажная), с которыми сопоставляется расчёт. Для стандартных паллет (например, EPAL 1: рабочая 1500,0 · штабель 5500,0 · стеллаж 1000,0 кг — паспорт целый, а печатается, как и расчёт, с одним знаком) значения берутся из стандарта; у своего изделия паспорта нет, и сертифицированную нагрузку даёт испытание по ISO 8611.
Расчёт EC5 по каждой схеме вынесен и в «Параметры» — те же числа, что в столбце «Расчёт EC5», из одного расчёта. Он пересчитывается при любом изменении размеров, толщин или материала, поэтому, конструируя изделие в мастере или конфигураторе, видно сразу, сколько оно выдержит. Это ориентир: паспорт изделия он не заменяет и в документы как паспортная нагрузка не попадает.
Разброс несущей из-за свойств древесины (Монте-Карло)
Прочность древесины сильно различается от доски к доске, поэтому поддоны одной конструкции выдерживают разный груз. Оценка «95 из 100» в панели прочности — груз, который выдержат 95 поддонов из 100; в PDF рядом печатаются средний груз и тот, который выдержат лишь 5 из 100. Считается методом Монте-Карло.
Как это считается:
- допускаемая нагрузка каждой схемы линейно зависит от свойства, которое её ограничивает (изгиб — от прочности на изгиб, прогиб — от модуля упругости), поэтому несущую рассеивают по логнормальному закону вокруг расчётной оценки;
- коэффициенты вариации свойств взяты из вероятностной модели JCSS (Объединённый комитет по безопасности конструкций, часть 3 «Древесина»): изгиб — 0,25, модуль упругости — 0,13, смятие и плотность — 0,10;
- перебираются тысячи случайных наборов свойств, и из них берётся груз, который выдержат 95 поддонов из 100.
Практический смысл: это груз с поправкой на изменчивость древесины. Как и расчёт EC5, эта оценка не заменяет натурные испытания по ISO 8611-2, но даёт представление о запасе с поправкой на разброс свойств.
Влажность и усушка древесины (UIC 435-2)
В панели свойств конструктора есть секция «Влажность и усушка» — она связывает влажность древесины с приёмкой по UIC 435-2 и показывает усушку габаритов при высыхании.
- Влажность древесины, % — задаётся вручную (заявленная влажность вашего материала). Бейдж справа показывает приёмку по UIC 435-2: ≤22 % — норма, > 22 % — незначительное, > 26 % — значительное несоответствие. Эта же влажность попадает в контрольный лист приёмки (глава «Экспорт»).
- Сушка до равновесной, % — целевая равновесная влажность эксплуатации (по умолчанию 12 % для отапливаемого помещения). Таблица показывает габариты сейчас и после сушки и изменение Δ в мм.
- Усушка линейна ниже точки насыщения волокна (~28 %); коэффициент — 0,24 %/1 % влажности для хвойных (UIC 435-2). Оценка по габаритам консервативна (поперёк волокон усушка больше, чем вдоль). Для инженерной древесины и пластика (фанера, ОСП) усушка по влажности не нормируется — секция сообщает об этом вместо цифр.
PDF «Прочностной расчёт»
Полный расчёт выгружается отдельным документом из меню «Экспорт» → «Прочностной расчёт» (PDF) в верхней панели. Пункт открывает окно просмотра «Прочностной расчёт · что уйдёт в файл»: документ виден целиком, а файл уходит кнопкой «Скачать PDF» — ровно показанный (подробно — глава «Экспорт»). Параметры (класс древесины, длительность, ярусы) берутся из панели прочности.
Документ печатается разделами, и на сколько страниц они лягут — зависит от объёма текста: длинные абзацы переносятся по-разному, и одна и та же модель может дать разное число страниц. Поэтому здесь перечислены разделы, а не страницы.
- 01. Параметры расчёта — класс древесины, прочность на изгиб, сдвиг и смятие (f_m,k, f_v,k, f_c,90,k), модуль упругости E, коэффициенты длительности нагрузки k_mod и запаса по материалу γ_M = 1,3, ползучесть k_def, ярусы, добавка от штабеля, габарит, а также учтены ли составное сечение, дефекты и износ; последней строкой во всю ширину таблицы — пролёт на полу: правило и норма, по которой он посчитан.
- 02. Несущая способность и прогибы по схемам опирания — по каждой схеме пролёт, паспортная несущая, расчёт EC5, прогиб и что ограничивает несущую; критичная схема подсвечена. К трём основным схемам добавляются форк-схемы: у 4-заходного две (итого пять строк), у 2-заходного одна (итого четыре).
- 03. Штабелирование: остаток под груз по ярусам — остаток при 1 / 2 / 4 ярусах (выбранный помечается «выбрано»): несущая схемы за вычетом веса вышестоящих ярусов, тогда как сама несущая от числа ярусов не зависит.
- 04. Разброс несущей из-за свойств древесины — груз, который выдержат 95 поддонов из 100, в среднем и лишь 5 из 100, по каждой схеме.
- 05. Критерии расчёта: что ограничивает несущую — что именно ограничивает несущую в каждой схеме, с таблицей «паспорт против расчёта EC5».
- 06. Допущения расчёта — чего оценка не учитывает: составное сечение, локальные отказы, ползучесть, модель груза.
- рамка «Внимание» — дисклеймер о неприменимости расчёта взамен испытаний по ISO 8611-2.
Тариф. Экспорт PDF-прочностного расчёта (как и PDF-спецификации и DXF) доступен на тарифах «Конструктор тары» и «Комплекс» (в «Отгрузку» не входит). Без активной подписки пункт в меню виден, но ведёт на страницу тарифов; на демо-доступе прочностной расчёт можно скачать как PDF-превью на фиксированном образце (результаты размыты — см. главу «Экспорт»). Сам расчёт в панели свойств виден и на демо-доступе.
Прочность гофрокороба (McKee / BCT)
Для гофрокороба FEFCO 0201 (модуль Ящики → тип «Гофрокороб») применяется отдельный расчёт сопротивления сжатию штабеля по формуле McKee (BCT) — секция «Прочность (McKee)» в панели ящика.
Параметры задаются в секции «Гофрокартон»:
- Профиль гофры — E (мелкая) / B / C / BC (двухслойная) / EB (двухслойная). У каждого профиля свои толщина (caliper) и типовой ECT.
- ECT (0 — типовой), кН/м — сопротивление торцевому сжатию кромки; при 0 берётся типовое значение профиля.
- Коэф. запаса — запас на влажность / время / раскладку (по умолчанию 5).
Результаты секции «Прочность (McKee)»:
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Наружный габарит | Д × Ш × В короба, мм |
| Толщина картона | caliper профиля, мм |
| ECT (расчёт) | использованное ECT, кН/м |
| Периметр | 2·(L + W) по наружному габариту, мм |
| BCT (сопрот. сжатию) | нагрузка разрушения штабеля по McKee, кг |
| Безопасная нагрузка | BCT ÷ коэф. запаса, кг (выводится в бейдже секции) |
Формула McKee (упрощённая): BCT [Н] = 5,87 · ECT · √(caliper · периметр). Короб построен по мотивам ГОСТ 9142; расчёт штабеля — по McKee.
Чего прочностной расчёт НЕ делает
Остаточный прогиб после релаксации. ГОСТ 33757-2016 задаёт для стеллажирования и штабелирования (пп. 4.1.18, 4.1.20) два критерия: максимальный прогиб не более 2 % пролёта — его PalletX считает, это и есть предел «пролёт/50», — и остаточный прогиб после периода релаксации не более 0,7 %. Для вил (п. 4.1.19) остаточный прогиб должен быть 0 мм.
Остаточный прогиб — величина испытания, а не расчёта: она зависит от ползучести под нагрузкой и от того, как груз снимали, и вывести её из сечения нельзя. PalletX его не считает и не печатает. Пункт назван здесь, чтобы не выглядел учтённым.
Предел на вилах у нас строже нормы. Тот же п. 4.1.19 разрешает максимальный прогиб до 20 мм абсолютных. При штатном разведении вил 570 мм наш предел «пролёт/50» даёт 11,4 мм — почти вдвое строже. Оставлено как есть: ужесточение нормы её не нарушает, а ослаблять расчёт ради формального совпадения незачем.
Допущения и ограничения
- Поддон моделируется как балка из деталей, параллельных пролёту, при равномерной нагрузке (упрощение).
- Составное сечение «настил + шашки» в базовой настройке не учитывается — оно включается списком в заголовке секции (γ-метод по EC5 Annex B).
- Ползучесть учитывается всегда, пока доски массивные. Класс эксплуатации не «выключен по умолчанию»: он выводится из влажности древесины изделия (>20 % — класс 3, 12–20 % — класс 2, ниже 12 % — класс 1), а выбранный вручную может его только повысить, потому что берётся большее из двух. Замер: у ГОСТ-паллеты из сосны 22 % расчёт идёт с классом 3 (k_mod 0,65 · k_def 2,0) и не меняется, даже если задать класс 1 вручную. У EUR-паллеты из ели/сосны HT 20 % — класс 2 (k_mod 0,80 · k_def 0,80).
- Исключение — фанера. Из влажности класс выводится только для массивной древесины: хвойных и лиственных. Выбрав в «Материале досок» фанеру ФК, вы получаете расчёт БЕЗ ползучести — «Ползучесть (k_def) не учтена (мгновенный прогиб)», k_def = 0, прогиб мгновенный. Класс эксплуатации тогда задаётся только вручную, и задать его стоит: без него стеллажные схемы проверяются по прогибу, которого поддон не покажет через полгода под нагрузкой.
- Не учитываются ни в какой настройке: концентрации напряжений и работа гвоздевых соединений как отдельных элементов.
- Предельный прогиб принят пролёт / 50 — 2 % пролёта по ГОСТ 33757-2016 п. 4.1.18 и п. 4.1.20. Второй критерий тех же пунктов, остаточный прогиб после релаксации — 0,7 %, а на вилах 0 мм по п. 4.1.19, — величина испытания, а не расчёта, и не считается (разобрано выше). Допускаемая рабочая нагрузка по классу применения задаётся ISO 8611-2/-3.
- Схема «вилочный погрузчик» (у 4-заходного по обеим осям, у 2-заходного одна): единый момент сопротивления сечения (без раздельной проверки верхних/нижних волокон), нижний настил и нижние брусья (пятый слой CP6–CP9) под вилами исключены; локальные отказы (смятие доски над вилой, изгиб настила между поперечными досками) не покрыты.
- Все результаты — ориентировочные, с коэффициентами запаса EC5. Для сертификации требуются натурные испытания по ISO 8611-2.