Ile obciążenia może wytrzymać deska (drewniana), jeśli jest podparta tylko na końcach?

Poszedłbym z zasobem tabeli nośnej @Aarthi’s, aby dowiedzieć się, co jest rozsądne.

Jeśli jednak szukasz równań, możesz zacząć od tych: Wzory na ugięcie belki Kalkulator ugięcia belki i naprężenia Momenty bezwładności powierzchniowej Twierdzenie osi równoległej Właściwości materiałów drewnianych (Moduł sprężystości (E) z tabeli 4-3a)

Dla obciążenia dynamicznego, będziesz chciał zrobić coś podobnego do zabawy, którą miałem na to pytanie .

…i może zechcesz skonsultować dobrą książkę Mechanika materiałów . (tańsze międzynarodowe wydanie Paperback na Ebay )

Jak wskazuje @Ian, problem nie jest prosty i najlepiej rozwiązać go po prostu używając tego, co pracowało dla innych ludzi w przeszłości. Idź przyjrzeć się huśtawkom w miejscowym parku i użyj tej samej wielkości belki, pod warunkiem, że rozpiętość jest porównywalna.

Jeśli naprawdę się martwisz, zawsze możesz zrobić z liny ‘Y’, aby wyeliminować naprężenia zginające belkę, pozostawiając ją wyłącznie w ścinaniu. W ten sposób belka przenosi obciążenie ściskające od naprężenia bocznego na ‘Y’, które powstrzymuje drzewa od zginania się ku sobie.

Schemat:

| | ______________________ | |
| | | | | |
| tree | | | | tree |
| | __|_________________ |_| |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | Y | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
      ...more rope and trees...
| | | | |
| | | | |
| | ----- | |
| | / ___ \ | |
| | | / \ | | |
| | | \___/ | | |
| | \ / | |
| | ----- | |

Nie jestem w stu procentach pewny, czy to odpowiada na twoje pytanie, ale powiem tyle: 300lbs to naprawdę dużo, MUCH zbyt mało szacunków, jeśli cały mój trolling na tej stronie jest czymś, co można przejść. Zauważ również, że nie jest to waga, ale force (tzn. Newtony ), na którą musisz patrzeć.

Po drugie, ten dokument powinien odpowiedzieć na twoje pytania dotyczące nośności. Z tego, co mogę powiedzieć, jest to jednak pytanie techniczne.

Wreszcie, tutaj jest podobnym pytaniem z DIYChatroom.com.

Wood bears a toleration of roughly 625 pounds per square inch (PSI) of a compression load. Beton może wytrzymać 3000 PSI obciążenia ściskającego. Stal może wytrzymać 30,000 PSI obciążenia ściskającego.

Mnóstwo ciekawych odpowiedzi, jak znaleźć “poprawną” odpowiedź, ale mam nadzieję, że to trochę pomoże.

Zakupiliśmy komercyjny zestaw do zabawy podobny do tego.

Do pokrycia rozpiętości 12’‘ używają trzech belek 2x6’‘ sklejonych razem - kleju, gwoździ i wreszcie śrub wózka.

Ma to podtrzymywać 2 huśtawki i zestaw pierścieni.

Należy pamiętać, że obciążenie nie jest statyczne, lecz dynamiczne, a naprężenia będą się mnożyć podczas ruchu huśtawki. Ponadto ruch huśtawki będzie powodował naprężenia w stosunku do krótkiego wymiaru belki, który nigdy nie był przeznaczony do podparcia. Patrząc na zestawy huśtawkowe dostępne w centrach budynków, nigdy nie widziałem belki nośnej mniejszej niż 4 x 6.

Jest to dość skomplikowany problem, na który należy odpowiedzieć, zaczynając od zera, ponieważ składa się on z wielu elementów, więc podsumuję tylko obliczenia, które trzeba będzie wykonać.

Pod względem naprężeń w desce, zazwyczaj jako minimum należy obliczyć następujące siły:

• Momenty zginające
• Siły ścinające
• Naprężenia łożysk
• Ugięcia

Będą one musiały być obliczone dla różnych przypadków obciążeń, w tym różnych położeń ciężarów na belce, ponieważ różne położenia obciążenia dadzą różne wyniki w najgorszym przypadku. Metoda obliczania naprężeń będzie się różnić w zależności od szczegółów konstrukcyjnych przyjętych na podporach, ale w opisywanym przypadku będzie prawdopodobnie oparta na tzw. belce swobodnie podpartej.

Po obliczeniu sił w belce, będziesz musiał obliczyć niektóre właściwości geometryczne belki w celu obliczenia naprężeń. Typowymi właściwościami geometrycznymi będą: Drugi moment powierzchniowy (dla momentów zginających), Obszar ścinania (dla siły ścinającej) oraz Obszar łożyskowania (dla naprężeń nośnych). Ponownie obliczenie tych właściwości będzie zależało od wybranych przez Ciebie szczegółów, podobnie jak wykorzystanie tych właściwości do obliczenia naprężeń.

Ostateczne obliczenia będą zależały od naprężeń, które drewno może wytrzymać. Ponownie, jest to nieco skomplikowane, ponieważ drewno, jako materiał organiczny, ma różną wytrzymałość w różnych warunkach obciążenia, a na obliczenia wpływają takie czynniki jak kierunek włókien, rodzaj obciążenia, czas trwania obciążenia, rodzaj drewna itp. W obliczeniach należy również uwzględnić odpowiedni współczynnik bezpieczeństwa.

Biorąc to wszystko pod uwagę, dla większości zastosowań domowych jest to ponadprzeciętne i w większości przypadków odpowiednie jest oparcie się na tym, co pracowało w podobnych warunkach wcześniej.

“…krótka odpowiedź brzmi, nie używaj 2 x 4 do swojej huśtawki…”

Pytanie Otisa zostało zamieszczone dawno temu, ale myślałem, że może to pomóc innym ludziom badającym podobne strukturalne pytania. Nie jestem inżynierem, ale pracuję z drewnem od ponad 30 lat.

Ciekawe pytanie, a jeden z wielu majsterkowiczów ignoruje i ogranicza się do jednego: czy 2 x 4 będą wystarczająco długie? Wytrzymałość, czyli nośność, będzie się różnić w zależności od gatunku drewna i długości przęsła. Pałeczka sosny białej jest lżejsza, ale nie tak mocna jak sosna żółta, a ponadto należy zwrócić uwagę na liczbę węzłów i ich względną wielkość, ponieważ węzły te nie dodają wytrzymałości, mają tendencję do łamania się, zwłaszcza jeśli średnica węzła jest większa niż 1/3 szerokości liścia. Ważna jest również klasa kija, ponieważ niższa klasa, przy zmniejszonym przekroju poprzecznym przy kambie, może drastycznie zmniejszyć moduł. Kamb jest pierścieniem tuż wewnątrz kory. Regularna, przezroczysta, biała sosna 2 x 4 klasy szpilki może wytrzymać obciążenie statyczne około 450 funtów dla przęsła 4’ i około połowy tego dla przęsła 8’ z najniższą nośnością włókien 900psi. na bezpieczną tabelę obciążeń w WSDD Więc, krótka odpowiedź brzmi, nie używaj 2 x 4 dla swojej huśtawki, i myślę, że 2 x 12 byłoby najmniej 2x dla przęsła, które rozważasz. To nie mówi nic o siłach ścinających w punktach zaczepienia, ale wystarczy powiedzieć, że gwoździe 16d nie wystarczą - połóż 3, 3/8 “x 6” lags w/washers - MINIMUM. Pierwsza zasada DIY brzmi: Bezpieczeństwo przede wszystkim; Konstrukcja w wytrzymałości do projektowania dla bezpieczeństwa.

Istnieje internetowy kalkulator zwany Sagulator , który szacuje ugięcie półki z uwzględnieniem jej wymiarów, rodzaju drewna i obciążenia.

Nie używaj 2x4 dla 10’ rozpiętości. Ledwo się podeprze bez opadania. Jeśli się obwisa, to nie jest wystarczająco mocna. Drugim problemem będzie nie tylko to, że nie będzie wspierał dużego psa, ale także to, że podczas huśtania deska ma tendencję do wyginania się, co jeszcze bardziej osłabia jej zdolność do podtrzymywania.

Użyj dwóch 2x12s. Używaj przekładek 2x4 pomiędzy 2x12s co 16". Nie zbijaj ich gwoździami, użyj 3" śrub zewnętrznych, po 4 z każdej strony. Jeśli huśtawka nadal powoduje zbyt duży ruch, można umieścić kolejną deskę na górze, na dole, aby zatrzymać ruch.

Alternatywną opcją, o której chyba nikt nie wspomniał, jest zastosowanie rurowego (okrągłego lub kwadratowego), ocynkowanego, stalowego słupka ogrodzeniowego pomiędzy drzewami. Można go przymocować do każdego drzewa, mocując go na miejscu linką.