Скільки навантаження може підтримувати (деревна) дошка, якщо вона підтримується лише на торцях?

Скільки навантажень може підтримувати дошка, якщо вона підтримується лише на кінцях?

Наразі моєю конкретною проблемою є підвішування шини, яка розгортається між двома деревами, і залежно від того, які дерева я вибираю, вони можуть бути на відстані 10, 12 або 14 футів (від центру до центру). Якщо я надійно прикріплюю 2x4 до дерев і повішу гойдалку з середини, було б загрожує розірватися від двох дітей, які грають на ньому (тому я б здогадався, що максимум 300 фунтів максимум з ними підстрибують і стрибають на нього)

Але моє велике запитання - це загальний випадок: як ви підраховуєте (чи куди ви дивитесь), які навантаження можуть підтримувати деревина, про яку йде мова? (Іншими прикладами буде полиця 1x10 з опорами на 24 "один від одного або 1/2" фанера на рамі 2 'x 4'). Я не інженер (ну, програмне забезпечення, але це тут не враховується), але я можу робити просту математику (лінійна алгебра, триг, числення) і мати базове розуміння фізики.

Я б пішов із ресурсом несучої таблиці @ Aarthi для загального уявлення про те, що є розумним.

Якщо ви шукаєте рівняння, ви можете почати з цих:

Формули відхилення променя

Відхилення променя і калькулятор напруги

Область Моменти інерції

Використання теореми про паралельну вісь

Властивості деревного матеріалу (Модуль пружності (Е) знайдено в таблиці 4-3а)

Для динамічного завантаження вам захочеться зробити щось подібне до задоволення, яке було у мене з цього питання .

... і ви можете порадитись із хорошою книжкою " Механіка матеріалів" . (дешевше міжнародне видання на м'якій обкладинці на Ebay )

Як зазначає @Ian, проблема не є простою, а найкраще вирішується шляхом простого використання того, що працювало для інших людей у ​​минулому. Погляньте на гойдалки у вашому місцевому парку та використовуйте балки однакового розміру за умови порівняння прольоту.

Крім того, якщо ви дійсно переживаєте, ви завжди можете зробити мотузку в "Y", щоб усунути напругу на вигин на балці, залишаючи її виключно в зсуві. Таким чином, промінь несе навантаження стиснення від бічного натягу на «Y», що не дозволить деревам схилятися один до одного.

Діаграма:

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

Я не на сто відсотків впевнений, що це відповідає на ваше запитання, але я скажу це дуже багато: 300 фунтів насправді багато, МНОГО занадто низька оцінка, якщо всі мої тролінг на цьому сайті що-небудь пройти. Також зауважте, що вам потрібно дивитись не на вагу, а на силу (тобто Ньютони ).

По-друге, цей документ повинен відповісти на ваші вантажні запитання. Це якось технічне з того, що я можу сказати.

Нарешті, ось аналогічне запитання від DIYChatroom.com.

Деревина несе допуск приблизно 625 фунтів на квадратний дюйм (PSI) навантаження на стиск. Бетон може переносити 3 тис. Фунтів стерлінгів навантаження при стисненні. Сталь може нести 30 000 фунтів на дюйм при навантаженні при стисненні.

Дуже багато цікавих відповідей, як з’ясувати «правильну» відповідь, але, сподіваємось, це допоможе трохи.

Ми придбали подібний до цього комерційний ігровий набір.

Для покриття 12-дюймового прольоту вони використовують три бруси 2х6 дюймів, склеєні разом - клей, цвяхи та нарешті болти каретки.

Це для підтримки 2 гойдалок і набору кілець.

Майте на увазі, що ваше навантаження не статичне, а динамічне, і напруження будуть збільшуватися під час руху гойдалки. Також рух гойдалки буде застосовувати напруження проти короткого розміру балки, який він ніколи не мав на меті підтримувати. Переглядаючи набори гойдалок, наявні в будівельних центрах, я ніколи не бачив основного опорного бруса розміром менше 4 х 6.

На це досить складно вирішити проблему, починаючи з нуля, оскільки вона має кілька компонентів, тому я просто підсумую підрахунки, які потрібно буде зробити.

З точки зору напружень на дошці, як правило, як мінімум вам потрібно буде розрахувати наступні сили:

• Моменти згинання
• Зсувні сили
• Несучі напруги
• Відхилення

Їх потрібно буде обчислити для різних випадків навантаження, включаючи різні місця для ваг на балці, оскільки різні положення для навантаження дадуть різні гірші результати. Метод розрахунку напружень буде змінюватися залежно від деталей конструкції, які ви приймаєте на опорах, але у випадку, який ви описуєте, ймовірно, буде базуватися на тому, що відомо як просто підтримуваний брус.

Обчисливши сили в промені, вам потрібно буде обчислити деякі геометричні властивості променя, щоб розрахувати напруження. Типовими геометричними властивостями будуть другий момент моменту (для моментів згину), область зсуву (для сили зсуву) та зона підшипника (для напруг підшипника). Знову ж таки, обчислення цих властивостей буде залежати від обраної деталізації, як і використання цих властивостей для обчислення напружень.

Остаточні розрахунки, які вам доведеться зробити, - це напруження, які може витримати деревина. Знову ж таки, це дещо складно, оскільки деревина, будучи органічним матеріалом, має різну міцність у різних умовах навантаження з такими факторами, як напрямок зерна, тип навантаження, тривалість навантаження, тип деревини тощо, що впливає на розрахунок. Також вам потрібно буде включити у розрахунки відповідний коефіцієнт безпеки.

Сказавши все це, для більшості вітчизняних застосунків це все вище, і здебільшого ґрунтуючись на розмірі того, що працювало в подібних обставинах раніше, як правило, достатньо.

"... коротка відповідь: не використовуйте 2 х 4 для свого розмаху ..."

Питання Отіса було розміщено давно, але я вважав, що це може допомогти іншим людям, що досліджують подібні структурні питання. Я не інженер, але працюю з деревиною 30+ років.

Цікаве запитання, і хтось із багатьох DIYers ігнорує та обмежує їхнє враження одним: чи це 2 x 4 буде досить довгим? Міцність або вантажопідйомність залежать від деревних порід та довжини прольоту. Паличка білої сосни легша, але не настільки сильна, як жовта сосна, плюс, ви також повинні дивитися на кількість вузлів і відносний розмір вузлів, оскільки вузли не додають сили, вони, як правило, роблять точки зламу особливо якщо діаметр вузла більше 1/3 ширини обличчя. ГРИБКА вашої палички також важлива, оскільки нижчий сорт, зі зменшеним перерізом у камбію може різко зменшити модуль. Камбій - це кільце прямо всередині кори. Звичайна, прозора, сосна 2 х 4 сорту може підтримувати статичне навантаження близько 450 фунтів за 4 'проміжок і приблизно наполовину для 8' діапазон з найнижчою напругою волокна 900psi. за таблицею безпечного навантаження у WSDD Отже, коротка відповідь: не використовуйте 2 х 4 для свого гойдалки, і я думаю, що 2 х 12 буде вашим мінімальним розміром 2 рази за розглянутий проміжок часу. Це нічого не говорить про сили зсуву в місцях кріплення, але достатньо сказати, що 16d цвяхів буде недостатньо - поставте 3, 3/8 "x 6" лаги з шайбами ​​- МІНІМУМ. Перше правило "Зробіть сам": "Перш за все безпека"; Дизайн, міцний для розробки для безпеки.

Існує онлайн-калькулятор під назвою " Сагулятор", який оцінює прогин на полиці з огляду на її розміри, тип деревини та навантаження.

Альтернативний варіант, про який, здається, ніхто не згадував, - це використовувати трубчастий (круглий або квадратний) сталевий оцинкований сталевий огорожу між деревами. Ви можете прикріпити його до кожного дерева, зав'язавши його на місці мотузкою.

Не використовуйте 2x4 для 10-дюймового проміжку. Він ледве підтримує себе, не провисаючи. Якщо він провисає, він недостатньо сильний. Вашою другою проблемою буде не лише те, що вона не підтримуватиме велику собаку, а й те, що коли вони розмахують дошкою, має тенденцію схилятися, що послаблює її здатність ще більше підтримувати.

Використовуйте два 2x12s. Використовуйте розпірки 2x4 між 2x12s кожні 16 ". Не прибивайте їх, використовуйте 3" зовнішні гвинти, по 4 на кожній стороні. Якщо розгойдування все-таки спричиняє занадто багато руху, іншу дошку можна розмістити зверху внизу, щоб зупинити рух.