家具行業(yè)家具結(jié)構(gòu)設(shè)計員考試試題及答案考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的字母填入括號內(nèi)）1.家具結(jié)構(gòu)設(shè)計中，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一是（）。A.材料成本最低B.連接件外觀美觀C.結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度D.顏色和款式搭配2.下列哪種木材的強(qiáng)度和硬度通常低于紅松？（）A.水曲柳B.橡木C.白蠟?zāi)綝.紅松3.在家具連接件中，榫卯結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是（）。A.易于批量生產(chǎn)B.連接強(qiáng)度高且耐久C.對木材損耗大D.適用于連接薄板材4.家具設(shè)計中，通常將承受較大水平荷載或需要頻繁移動的結(jié)構(gòu)部件設(shè)計成（）。A.簡支梁B.懸臂梁C.桁架結(jié)構(gòu)D.簡單支撐結(jié)構(gòu)5.E0級環(huán)保板材指的是（）。A.無甲醛釋放B.甲醛釋放量達(dá)到國標(biāo)優(yōu)等品水平C.甲醛釋放量低于一定限量值D.使用了E0級膠粘劑6.木材含水率過高會導(dǎo)致（）。A.強(qiáng)度增加B.尺寸穩(wěn)定C.易開裂變形D.耐久性提高7.桌面采用玻璃材料時，其結(jié)構(gòu)設(shè)計需要重點考慮（）。A.防火性能B.抗沖擊強(qiáng)度C.承載能力和邊框連接穩(wěn)固性D.透光率8.家具結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抽屜的拉出順暢性主要取決于（）。A.抽屜板的厚度B.滑軌的選型和安裝精度C.抽屜角的尺寸D.抽屜面板的裝飾性9.計算木材構(gòu)件的順紋抗壓強(qiáng)度時，其許用應(yīng)力通常?。ǎ?。A.紋向抗拉強(qiáng)度B.紋向抗壓強(qiáng)度C.彎曲強(qiáng)度D.剪切強(qiáng)度10.下列哪種連接方式在家具結(jié)構(gòu)中常用于連接兩個垂直的構(gòu)件？（）A.對接B.搭接C.嵌接D.角接二、判斷題（請將“正確”或“錯誤”填入括號內(nèi)）1.家具結(jié)構(gòu)設(shè)計只需考慮美觀和成本，無需關(guān)注安全性。（）2.實木家具的強(qiáng)度一定高于人造板家具的強(qiáng)度。（）3.螺絲連接在家具結(jié)構(gòu)中主要依靠木材或板材之間的摩擦力傳遞荷載。（）4.榫卯結(jié)構(gòu)在家具設(shè)計中主要體現(xiàn)了中式美學(xué)，對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度沒有顯著貢獻(xiàn)。（）5.框架結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代家具中常用的一種結(jié)構(gòu)形式，具有較好的整體性和穩(wěn)定性。（）6.家具設(shè)計中使用的金屬件，其強(qiáng)度設(shè)計通常需要考慮抗銹蝕問題。（）7.所有家具的連接件都需要進(jìn)行強(qiáng)度計算。（）8.為了提高家具的穩(wěn)定性，所有立柱的底部都應(yīng)該進(jìn)行加固處理。（）9.木材的彈性模量越大，其變形能力越強(qiáng)。（）10.家具結(jié)構(gòu)設(shè)計時，選擇材料的主要依據(jù)是材料的顏色和紋理。（）三、填空題（請將正確答案填入橫線上）1.家具結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則包括______、______、______和______。2.常用的木材連接方式有______、______、______和______。3.計算木材強(qiáng)度時，需要考慮木材的含水率、荷載類型和______。4.家具的穩(wěn)定性通常指其抵抗______和______的能力。5.選擇家具連接件時，需要綜合考慮______、______、______和______等因素。6.框架結(jié)構(gòu)通常由______、______和______組成。7.常見的金屬連接件有______、______、______等。8.玻璃桌面下方通常需要設(shè)置______結(jié)構(gòu)以增加支撐和穩(wěn)定性。9.抽屜的正常使用對其______結(jié)構(gòu)有較高要求。10.家具設(shè)計中，影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素主要有______、______和______。四、簡答題1.簡述選擇家具結(jié)構(gòu)用木材時應(yīng)考慮的主要因素。2.簡述榫卯結(jié)構(gòu)在家具設(shè)計中的優(yōu)缺點。3.簡述計算家具結(jié)構(gòu)（如桌腿）強(qiáng)度時需要考慮的主要因素和步驟。4.簡述金屬連接件在家具結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及其需要注意的問題。5.簡述如何通過結(jié)構(gòu)設(shè)計提高家具的穩(wěn)定性。五、設(shè)計應(yīng)用題1.設(shè)計一個簡單的木制椅子結(jié)構(gòu)草圖（無需標(biāo)注尺寸和具體材料，但要能體現(xiàn)主要結(jié)構(gòu)形式、連接方式及關(guān)鍵部件，如椅腿、椅面、靠背及其連接）。在文字說明中，簡要闡述該結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路、主要連接方式的選擇依據(jù)以及至少一個結(jié)構(gòu)設(shè)計的考慮點（如強(qiáng)度、穩(wěn)定性、工藝性等）。2.假設(shè)需要設(shè)計一個書柜的橫截面結(jié)構(gòu)，柜體采用18mm厚的刨花板，高度800mm，寬度400mm。請簡述該書柜橫截面可能采用的結(jié)構(gòu)形式，并說明選擇該結(jié)構(gòu)形式的原因，以及需要考慮的關(guān)鍵設(shè)計點（如承重、連接、背板和側(cè)板固定等）。試卷答案一、選擇題1.C解析：家具結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心目標(biāo)是確保產(chǎn)品的實用功能，其中穩(wěn)定性和耐用性至關(guān)重要，這依賴于結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計、足夠的剛度和強(qiáng)度。2.C解析：木材的強(qiáng)度和硬度因種類而異，白蠟?zāi)镜膹?qiáng)度和硬度通常低于紅松。3.B解析：榫卯結(jié)構(gòu)通過凹凸結(jié)合，能夠有效傳遞和分散荷載，具有連接強(qiáng)度高、耐久性好且無需額外膠粘劑或釘子等優(yōu)點。4.D解析：簡單支撐結(jié)構(gòu)通常由立柱或腿和連接它們的底座組成，能提供基本的垂直支撐，適用于需要一定穩(wěn)定性的部件，如桌腿支撐桌面。5.C解析：E0級是指甲醛釋放量達(dá)到國標(biāo)規(guī)定的限量值以下，是人造板的一種環(huán)保等級標(biāo)識。6.C解析：木材含水率過高會使其吸濕膨脹，干燥后又易收縮，導(dǎo)致翹曲、開裂等尺寸不穩(wěn)定性。7.C解析：玻璃桌面較重且易碎，其結(jié)構(gòu)設(shè)計必須確保支撐結(jié)構(gòu)（如桌腿、支架）足夠堅固，連接處穩(wěn)固，以承受桌面重量并防止傾倒或斷裂。8.B解析：滑軌的類型（如隱藏式、外露式）、材質(zhì)、安裝精度以及阻尼系數(shù)直接影響抽屜的拉出順暢度和靜音效果。9.B解析：木材的順紋抗壓強(qiáng)度是木材抵抗壓力的能力，也是結(jié)構(gòu)設(shè)計中常用的強(qiáng)度指標(biāo)。10.D解析：角接是指兩個構(gòu)件成90度或接近90度相交的連接，在家具中非常常見，如立柱與橫梁的連接。二、判斷題1.錯誤解析：家具結(jié)構(gòu)設(shè)計必須將安全性放在首位，不僅要考慮美觀和成本，更要確保使用過程中不會發(fā)生結(jié)構(gòu)失效導(dǎo)致安全事故。2.錯誤解析：實木和人造板的強(qiáng)度取決于具體的木材種類、密度、處理方式以及結(jié)構(gòu)設(shè)計，并非絕對誰更高，合適的設(shè)計和材料同樣能制造出高強(qiáng)度的人造板家具。3.正確解析：螺絲連接主要依靠木材或板材之間的擠壓和摩擦力來傳遞剪切力，尤其是在預(yù)緊后。4.錯誤解析：榫卯結(jié)構(gòu)不僅具有美學(xué)價值，其精巧的設(shè)計在力學(xué)上能有效傳遞荷載，提高結(jié)構(gòu)的整體性和強(qiáng)度。5.正確解析：框架結(jié)構(gòu)通過邊框（如立柱、橫梁、頂框）和面板組成，具有較好的整體剛性，能有效抵抗外力，保證家具的穩(wěn)定性。6.正確解析：暴露在空氣中的金屬件容易發(fā)生氧化銹蝕，影響美觀和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此在設(shè)計時需考慮防銹措施，如選擇不銹鋼、鍍鋅件或進(jìn)行表面處理。7.錯誤解析：并非所有連接件都需要進(jìn)行復(fù)雜的強(qiáng)度計算，應(yīng)根據(jù)其受力情況、在結(jié)構(gòu)中的作用以及安全性要求確定計算的重要性。8.錯誤解析：并非所有立柱底部都需要加固，加固設(shè)計應(yīng)根據(jù)立柱的高度、截面尺寸、所承受的荷載以及材料特性等因素綜合判斷。9.錯誤解析：木材的彈性模量越大，表示其抵抗彈性變形的能力越強(qiáng)，即變形越小，而非變形能力越強(qiáng)。10.錯誤解析：選擇家具結(jié)構(gòu)材料時，首要考慮的是材料的力學(xué)性能（強(qiáng)度、剛度、耐久性）、工藝性、成本以及是否符合設(shè)計要求，顏色和紋理是外觀設(shè)計因素。三、填空題1.適用性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性解析：這是衡量家具結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)劣的基本標(biāo)準(zhǔn)，需綜合考慮功能、安全、成本和外觀。2.榫卯、釘榫、膠合、連接件（如螺絲、鉚釘、滑軌）解析：這些是木材和板材連接的基本方式，各有特點和應(yīng)用場景。3.截面尺寸解析：構(gòu)件的截面尺寸直接影響其抵抗各種荷載的能力，是強(qiáng)度計算中的關(guān)鍵參數(shù)。4.傾倒、翻倒解析：穩(wěn)定性主要指家具抵抗外力（如推、拉、碰撞）而不發(fā)生意外傾倒或翻倒的能力。5.承載能力、連接強(qiáng)度、適用性、經(jīng)濟(jì)性解析：選擇連接件需考慮其能否安全地傳遞設(shè)計荷載，連接的牢固程度，是否適合該部件的連接形式，以及成本效益。6.橫梁、立柱、頂板（或底板）解析：框架結(jié)構(gòu)通常由這些基本構(gòu)件組成，形成穩(wěn)定的空間骨架。7.螺絲、鉚釘、滑軌解析：這些是家具中常見的金屬連接或運動部件。8.支撐（或加強(qiáng)）框架解析：玻璃本身強(qiáng)度不高，需要堅固的金屬或木材框架提供支撐，并保證安裝牢固。9.滑動解析：抽屜需要承受反復(fù)的拉、壓和摩擦，其結(jié)構(gòu)設(shè)計（如滑道、抽屜板本身）必須保證順暢、平穩(wěn)且耐用。10.材料性能、截面尺寸、結(jié)構(gòu)形式解析：材料的強(qiáng)度、剛度，構(gòu)件的尺寸，以及整體結(jié)構(gòu)的布置方式都直接影響結(jié)構(gòu)的最終強(qiáng)度表現(xiàn)。四、簡答題1.選擇家具結(jié)構(gòu)用木材時應(yīng)考慮的主要因素：*強(qiáng)度與硬度：根據(jù)家具部件的受力情況選擇合適的木材，如承重部件需選用強(qiáng)度硬度高的木材。*尺寸穩(wěn)定性：考慮木材的干縮濕脹特性，選擇不易變形的木材或進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆雷冃翁幚?，尤其對于尺寸較大的部件。*耐久性：考慮木材的抗蟲蛀、抗腐朽能力，選擇耐久性好的樹種或進(jìn)行防腐處理，以保證家具的使用壽命。*美觀性：考慮木材的顏色、紋理、光澤等外觀特征，是否符合設(shè)計要求和經(jīng)濟(jì)條件。*加工性能：考慮木材的易切削、雕刻、膠合等加工特性，是否便于后續(xù)制作。*經(jīng)濟(jì)性：在滿足使用要求的前提下，考慮木材的成本，選擇性價比高的材料。*環(huán)保性：考慮木材的來源是否可持續(xù)，以及木材的環(huán)保等級（如甲醛釋放量）。2.簡述榫卯結(jié)構(gòu)在家具設(shè)計中的優(yōu)缺點：優(yōu)點：*結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高：榫卯連接能將構(gòu)件緊密地結(jié)合在一起，有效傳遞荷載，使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定牢固。*耐久性好：設(shè)計合理的榫卯結(jié)構(gòu)使用壽命長，不易松動。*美學(xué)價值高：榫卯結(jié)構(gòu)本身具有獨特的中式美學(xué)韻味，能提升家具的文化內(nèi)涵。*減少膠粘劑：部分榫卯結(jié)構(gòu)可以減少對膠粘劑的需求，更加環(huán)保。缺點：*制造工藝復(fù)雜：需要較高的技術(shù)水平和精確的加工工具，生產(chǎn)效率相對較低。*對木材損耗大：加工榫卯需要切削木材，導(dǎo)致材料損耗相對較高。*不易修復(fù)：一旦連接松動或損壞，修復(fù)起來比較困難。*適應(yīng)性受限：對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)或異形連接，榫卯的設(shè)計和制作難度增加。3.簡述計算家具結(jié)構(gòu)（如桌腿）強(qiáng)度時需要考慮的主要因素和步驟：主要因素：*荷載類型與大小：確定桌腿需要承受的垂直靜荷載（桌面、書本等重量）和可能的動荷載（沖擊、搖晃）。*木材（或其他材料）的力學(xué)性能：查閱所用材料的強(qiáng)度等級，特別是順紋抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等。*構(gòu)件截面尺寸：桌腿的寬度、高度或直徑。*安全系數(shù)：考慮實際使用中的不確定性、材料性能的離散性以及安全儲備。步驟：*確定設(shè)計荷載：計算桌腿需要承受的總垂直力F。*查閱材料強(qiáng)度：確定木材的順紋抗壓強(qiáng)度設(shè)計值f。*計算截面面積：計算桌腿的橫截面面積A。*強(qiáng)度驗算：計算實際應(yīng)力σ=F/A，并與材料的許用應(yīng)力[f]（通常為f/安全系數(shù)）進(jìn)行比較，要求σ≤[f]。*必要時進(jìn)行穩(wěn)定性驗算：對于細(xì)長桿件，還需驗算其失穩(wěn)臨界荷載。4.簡述金屬連接件在家具結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及其需要注意的問題：應(yīng)用：*螺絲/螺釘：用于連接不同材料（金屬與木材/塑料）、固定部件、組裝家具，應(yīng)用廣泛，連接強(qiáng)度可調(diào)。*鉚釘：常用于金屬部件之間的連接，特別是需要承受較大剪切力的場合，安裝快捷。*鉤扣/拉手：用于柜門、抽屜等處，提供開啟和閉合功能。*滑軌：用于抽屜、柜門等，提供滑動功能。*連接板/加強(qiáng)板：用于增強(qiáng)連接點的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。注意問題：*強(qiáng)度匹配：選擇連接件時，其強(qiáng)度需與被連接部件及整體結(jié)構(gòu)要求相匹配，防止連接處成為薄弱環(huán)節(jié)。*安裝精度：連接件的安裝位置和緊固程度直接影響連接效果和家具精度，需保證安裝準(zhǔn)確、牢固。*防銹蝕：外露或埋入混凝土的金屬連接件需采取防銹措施（如鍍鋅、不銹鋼），以延長使用壽命。*外觀協(xié)調(diào)：外露的金屬連接件（如螺絲、拉手）應(yīng)與家具的整體風(fēng)格和顏色相協(xié)調(diào)。*耐久性：選擇質(zhì)量可靠、耐磨損的金屬連接件，尤其對于經(jīng)常使用的部件。5.簡述如何通過結(jié)構(gòu)設(shè)計提高家具的穩(wěn)定性：*增強(qiáng)底部支撐：增大底座面積或采用穩(wěn)固的框架式底座，降低重心，增加抗傾覆力矩。*合理設(shè)計框架結(jié)構(gòu)：采用閉合框架或加強(qiáng)框架節(jié)點，提高整體剛性。*優(yōu)化連接節(jié)點：確保連接件（如榫頭、螺絲、銷釘）選擇合理、安裝牢固，能有效傳遞荷載。*調(diào)整重心位置：對于某些家具（如椅子、沙發(fā)），通過結(jié)構(gòu)設(shè)計使重心盡可能低，并靠近支撐中心。*設(shè)置抗傾裝置：如椅子靠背處的拉桿、某些家具腿部的防滑墊或踢腳線。*考慮動荷載影響：設(shè)計時考慮使用中可能產(chǎn)生的瞬時沖擊或側(cè)向推力，并給予足夠的穩(wěn)定性儲備。*控制高度與比例：過高或重心過高的家具穩(wěn)定性相對較差，需通過結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行補(bǔ)償。五、設(shè)計應(yīng)用題（本部分為開放式題目，答案要點如下）1.設(shè)計一個簡單的木制椅子結(jié)構(gòu)草圖（文字描述要點）：*結(jié)構(gòu)形式：采用四足框架結(jié)構(gòu)，椅面為矩形平板，靠背連接于椅面后部上方。*主要連接：椅腿通過榫卯或螺絲連接到底部橫梁（如有）；椅面與后部橫梁（或椅背底座）通過榫卯或連接件連接；靠背通過連接件（如螺絲、螺栓）連接到椅面后部或其后方的支撐結(jié)構(gòu)上。*關(guān)鍵部件：四條椅腿（可帶腳墊），一個椅面，一個靠背（可選），可能有一個或多個橫梁（連接椅腿或加固）。*設(shè)計思路說明：選擇框架結(jié)構(gòu)以保證整體穩(wěn)定性；椅面和靠背采用平板連接，確保坐面和靠背的平整；連接方式選擇榫卯以追求更堅固耐用的連接（或選擇螺絲以方便組裝）。*結(jié)構(gòu)設(shè)計