Quelle charge une planche (bois) peut-elle supporter si elle n'est supportée qu'aux extrémités?

Quelle charge une carte peut-elle supporter si elle n'est supportée qu'aux extrémités?

Pour le moment, mon problème spécifique est de suspendre une balançoire à pneu entre deux arbres et, selon les arbres que je choisis, ils peuvent être espacés de 10, 12 ou 14 pieds (centre à centre). Si j'attache solidement un 2x4 aux arbres et accroche la balançoire au milieu, est-ce que cela risquerait de casser de 2 enfants jouant dessus (donc je devine environ 300 lb max avec eux qui rebondissent et sautent dessus)

Mais ma plus grande question est le cas général: comment calculez-vous (ou où recherchez-vous) quel type de charges peut être supporté par le bois en question? (d'autres exemples seraient une étagère 1x10 avec des supports espacés de 24 "ou du contreplaqué 1/2" sur un cadre de 2 'x 4'). Je ne suis pas ingénieur (enfin, logiciel, mais cela ne compte pas ici), mais je peux faire des mathématiques simples (algèbre linéaire, trig, calcul) et avoir une compréhension de base de la physique.

J'irais avec la ressource de table porteuse de @ Aarthi pour une idée générale de ce qui est raisonnable.

Si vous recherchez des équations, vous pouvez commencer par celles-ci:

Formules de déflexion du faisceau

Calculateur de déviation et de contrainte de faisceau

Moments d'inertie de la zone

Utilisation du théorème de l'axe parallèle

Propriétés des matériaux en bois (module d'élasticité (E) figurant dans le tableau 4-3a)

Pour le chargement dynamique, vous voudrez faire quelque chose de similaire au plaisir que j'ai eu sur cette question .

... et vous voudrez peut-être consulter un bon livre de mécanique des matériaux . (édition internationale de poche moins cher sur Ebay )

Comme le souligne @Ian, le problème n'est pas simple et il est préférable de le résoudre en utilisant simplement ce qui a fonctionné pour d'autres personnes dans le passé. Allez jeter un œil aux balançoires de votre parc local et utilisez la même taille de poutre, à condition que la portée soit comparable.

De plus, si vous êtes vraiment inquiet, vous pouvez toujours transformer la corde en «Y» pour éliminer les contraintes de flexion sur la poutre, en la laissant uniquement en cisaillement. De cette façon, la poutre supporte la charge de compression de la tension latérale sur le «Y», ce qui empêchera les arbres de s'incliner l'un vers l'autre.

Diagramme:

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      ...more rope and trees...
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Je ne suis pas sûr à cent pour cent que cela réponde à votre question, mais je vais dire ceci: 300 livres, c'est en fait beaucoup, BEAUCOUP trop bas d'une estimation, si tout mon trolling sur ce site est quelque chose à passer. Notez également que ce n'est pas le poids mais la force (c.-à-d. Newtons ) que vous devez regarder.

Deuxièmement, ce document devrait répondre à vos questions porteuses. C'est un peu technique, cependant, d'après ce que je peux dire.

Enfin, voici une question similaire de DIYChatroom.com.

Le bois supporte une charge d'environ 625 livres par pouce carré (PSI) de charge de compression. Le béton peut supporter 3 000 PSI de charge de compression. L'acier peut supporter 30 000 PSI de charge de compression.

Beaucoup de réponses intéressantes pour savoir comment trouver la "bonne" réponse, mais j'espère que cela vous aidera un peu.

Nous avons acheté un jeu commercial similaire à celui-ci.

Pour couvrir une portée de 12 pieds, ils utilisent trois poutres de 2x6 "stratifiées ensemble - colle, clous et enfin boulons de carrosserie.

Il s'agit de supporter 2 balançoires et un ensemble d'anneaux.

Gardez à l'esprit que votre charge n'est pas statique, mais dynamique, et les contraintes se multiplieront pendant le mouvement de la balançoire. De plus, le mouvement de la balançoire appliquera des contraintes contre la petite dimension de la poutre, qu'elle n'a jamais été destinée à supporter. En regardant les balançoires disponibles dans les centres de construction, je n'ai jamais vu une poutre de support principale inférieure à 4 x 6.

C'est un problème assez complexe pour répondre à partir de zéro car il a plusieurs composants, je vais donc résumer les calculs qui devront être effectués.

En termes de contraintes dans la planche, vous devrez généralement calculer au minimum les forces suivantes:

• Moments de flexion
• Forces de cisaillement
• Contraintes de roulement
• Déviations

Ceux-ci devront être calculés pour différents cas de charge, y compris différents emplacements pour les poids sur la poutre car différentes positions pour la charge donneront des résultats différents dans le pire des cas. La méthode de calcul des contraintes variera en fonction des détails structurels que vous adopterez sur les supports, mais dans le cas que vous décrivez, elle sera probablement basée sur ce que l'on appelle une poutre simplement supportée.

Après avoir calculé les forces dans la poutre, vous devrez calculer certaines propriétés géométriques de la poutre afin de calculer les contraintes. Les propriétés géométriques typiques seront le deuxième moment de l'aire (pour les moments de flexion), l'aire de cisaillement (pour la force de cisaillement) et l'aire de roulement (pour les contraintes de roulement). Encore une fois, le calcul de ces propriétés dépendra des détails que vous choisirez, de même que l'utilisation de ces propriétés pour calculer les contraintes.

Les calculs finaux que vous devrez faire seront les contraintes que le bois peut supporter. Encore une fois, cela est quelque peu complexe car le bois, étant un matériau organique, a différentes résistances dans différentes conditions de chargement avec des facteurs tels que la direction du grain, le type de charge, la durée de la charge, le type de bois, etc., tous affectant le calcul. Vous devrez également inclure un facteur de sécurité approprié dans les calculs.

Cela dit, cela est excessif pour la plupart des applications domestiques et, pour la plupart, baser la taille sur ce qui a fonctionné dans des circonstances similaires auparavant est normalement suffisant.

"... la réponse courte est, n'utilisez pas le 2 x 4 pour votre swing ..."

La question d'Otis a été publiée il y a longtemps, mais je pensais que cela pourrait aider d'autres personnes à rechercher des questions structurelles similaires. Je ne suis pas ingénieur, mais je travaille le bois depuis plus de 30 ans.

Une question intéressante, et beaucoup de bricoleurs l'ignorent, et limitent leur considération à une chose: est-ce que 2 x 4 va être assez long? La résistance ou la capacité de charge variera selon les essences de bois et la longueur de la travée. Un bâton de pin blanc est plus léger, mais pas aussi solide que le pin jaune, de plus, vous devez également regarder le nombre de nœuds et la taille relative des nœuds car les nœuds n'ajoutent pas de force, ils ont tendance à faire des points de rupture surtout si le diamètre du nœud est supérieur à 1/3 de la largeur de la face. La GRADE de votre bâton est également importante, car une qualité inférieure, avec une section transversale réduite au cambium, peut réduire considérablement le module. Le cambium est l'anneau juste à l'intérieur de l'écorce. Un pin blanc ordinaire de 2 x 4 clous peut supporter une charge statique d'environ 450 livres pour une portée de 4 pieds et environ la moitié de celle des 8 pieds. portée avec la plus faible capacité de contrainte de fibre de 900psi. selon la table de charge sûre dans WSDD Donc, la réponse courte est, n'utilisez pas le 2 x 4 pour votre swing, et je pense qu'un 2 x 12 serait votre moins 2x pour la durée que vous envisagez. Cela ne dit rien sur les forces de cisaillement aux points de fixation, mais il suffit de dire que les clous 16d ne suffiront pas - mettez 3, 3/8 "x 6" décalages avec rondelles - MINIMUM. La première règle du bricolage est la sécurité d'abord; Concevoir en force pour concevoir pour la sécurité.

Il existe un calculateur en ligne appelé Sagulator qui estime la flèche dans une étagère en fonction de ses dimensions, du type de bois et de la charge.

Une option alternative que personne ne semble avoir mentionnée consiste à utiliser un poteau de clôture tubulaire (rond ou carré) en acier galvanisé entre les arbres. Vous pouvez l'attacher à chaque arbre en l'attachant en place avec une corde.

N'utilisez pas un 2x4 pour une portée de 10 '. Il se soutiendra à peine sans s'affaisser. S'il s'affaisse, ce n'est pas assez fort. Votre deuxième problème ne sera pas seulement qu'il ne supportera pas un gros chien, mais qu'en balançant la planche, elle a tendance à s'incliner, ce qui affaiblit sa capacité à supporter encore plus.

Utilisez deux 2x12. Utilisez des entretoises 2x4 entre les 2x12 tous les 16 ". Ne les clouez pas, utilisez des vis extérieures de 3", 4 de chaque côté. Si le balancement provoque toujours trop de mouvement, une autre planche peut être placée en haut ou en bas pour arrêter le mouvement.