Quanto carico può sostenere una tavola (di legno), se è sostenuta solo alle estremità?

Andrei con la risorsa della tavola portante di @Aarthi per un'idea generale di ciò che è ragionevole. Se state cercando delle equazioni, però, potete iniziare con queste: Formule di deflessione del fascio Calcolatore di deflessione del fascio e di sollecitazione Momenti d'inerzia dell'area Uso del teorema dell'asse parallelo Proprietà del materiale legnoso (Modulo di elasticità (E) che si trova nella Tabella 4-3a)

Per il carico dinamico, si vorrà fare qualcosa di simile al divertimento che ho avuto su questa domanda .

…e si consiglia di consultare un buon libro Meccanica dei Materiali . (edizione internazionale in brossura più economica su Ebay )

Come sottolinea @Ian, il problema non è semplice e si risolve meglio usando semplicemente ciò che ha funzionato per altre persone in passato. Andate a dare un'occhiata alle altalene del vostro parco locale e usate la stessa dimensione della trave, a patto che la campata sia comparabile.

Inoltre, se siete davvero preoccupati, potreste sempre trasformare la corda in una ‘Y’ per eliminare lo stress da flessione sulla trave, lasciandola esclusivamente a taglio. In questo modo, la trave sopporta il carico di compressione della tensione laterale sulla ‘Y’, che impedirà agli alberi di piegarsi l'uno verso l'altro.

Diagramma:

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| tree | | | | tree |
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      ...more rope and trees...
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Non sono sicuro al cento per cento che questo risponda alla tua domanda, ma ti dirò questo: 300 libbre sono in realtà troppe, MOLTO troppo basse di una stima, se tutto il mio trolling su questo sito è qualcosa da passare. Si noti anche che non è il peso ma forza (cioè Newtons ) che si deve guardare.

Secondo, questo documento dovrebbe rispondere alle vostre domande portanti. È un po’ tecnico, però, da quello che posso dire.

Infine, qui è una domanda simile di DIYChatroom.com.

Il legno sopporta una tolleranza di circa 625 libbre per pollice quadrato (PSI) di un carico di compressione. Il calcestruzzo può sopportare 3.000 PSI di un carico di compressione. L'acciaio può sopportare 30.000 PSI di un carico di compressione.

Molte risposte interessanti per capire la risposta “corretta”, ma si spera che questo possa aiutare un po’.

Abbiamo acquistato un set di gioco commerciale simile a questo.

Per coprire una campata di 12’, usano tre travi 2x6" laminate insieme - colla, chiodi e infine bulloni di trasporto.

Questo serve a sostenere 2 altalene e un set di anelli.

Tenete presente che il vostro carico non è statico, ma dinamico, e le sollecitazioni si moltiplicheranno durante il movimento dell'altalena. Inoltre, il movimento dell'altalena applicherà delle sollecitazioni contro la corta dimensione della trave, che non è mai stata destinata a sostenere. Guardando i set di oscillazione disponibili nei centri di costruzione, non ho mai visto una trave di supporto principale più piccola di 4 x 6.

Questo è un problema abbastanza complesso a cui rispondere partendo da zero, in quanto è composto da più componenti, quindi mi limiterò a riassumere i calcoli che dovranno essere fatti.

In termini di sollecitazioni sulla tavola, tipicamente come minimo sarà necessario calcolare le seguenti forze:

• Momenti flettenti flettenti
• Forze di taglio
• Sollecitazioni dei cuscinetti
• Deflessioni

Queste dovranno essere calcolate per diversi casi di carico, comprese le diverse posizioni per i pesi sulla trave, in quanto le diverse posizioni per il carico daranno risultati diversi nel peggiore dei casi. Il metodo di calcolo delle sollecitazioni varierà a seconda dei dettagli strutturali che si adottano ai supporti, ma nel caso descritto sarà probabilmente basato su quella che è conosciuta come una trave semplicemente supportata.

Dopo aver calcolato le forze nella trave, sarà necessario calcolare alcune proprietà geometriche della trave per calcolare le sollecitazioni. Le proprietà geometriche tipiche saranno il secondo momento dell'area (per i momenti flettenti), l'area di taglio (per la forza di taglio) e l'area del cuscinetto (per le sollecitazioni del cuscinetto). Anche in questo caso il calcolo di queste proprietà dipenderà dal dettaglio scelto, così come l'uso di queste proprietà per calcolare le sollecitazioni.

I calcoli finali che dovrete fare saranno le sollecitazioni che il legno può sopportare. Anche questo è un po’ complesso, perché il legno, essendo un materiale organico, ha resistenze diverse in condizioni di carico diverse con fattori quali la direzione delle venature, il tipo di carico, la durata del carico, il tipo di legno, ecc. che influenzano il calcolo. Sarà inoltre necessario includere nei calcoli un fattore di sicurezza appropriato.

Detto tutto questo, questo è eccessivo per la maggior parte delle applicazioni domestiche e per la maggior parte basare le dimensioni su ciò che ha funzionato in circostanze simili prima è normalmente adeguato.

“…la risposta breve è: non usate il 2 x 4 per il vostro swing…”

La domanda di Otis è stata pubblicata molto tempo fa, ma ho pensato che questo potrebbe aiutare altre persone che fanno ricerche su domande strutturali simili. Non sono un ingegnere, ma lavoro con il legno da più di 30 anni.

Una domanda interessante, che molti fai da te ignorano, e limitano la loro considerazione ad una sola cosa: il 2 x 4 sarà abbastanza lungo? La resistenza, o capacità portante, varia a seconda della specie legnosa e della lunghezza della campata. Un bastone di pino bianco è più leggero, ma non così forte come il pino giallo, in più, bisogna anche guardare il numero di nodi, e la dimensione relativa dei nodi perché i nodi non aggiungono forza, tendono a fare punti di rottura soprattutto se il diametro del nodo è più di 1/3 della larghezza della faccia. Anche il GRADO del vostro bastone è importante, perché un grado inferiore, con sezione trasversale ridotta al cambium può ridurre drasticamente il modulo. Il cambium è l'anello appena all'interno della corteccia. Un normale, chiaro, grado di pino bianco 2 x 4 perni può sostenere un carico statico di circa 450 libbre per una campata di 4’ e circa la metà di quello per la campata di 8’ con la più bassa capacità di sollecitazione delle fibre di 900psi. per la tabella di carico sicuro in WSDD Quindi, la risposta breve è, non usate il 2 x 4 per il vostro swing, e penso che un 2 x 12 sarebbe il vostro minimo 2x per la campata che state considerando. Questo non dice nulla sulle forze di taglio nei punti di attacco, ma basta dire che i chiodi 16d non saranno sufficienti - metti 3, 3/8 “x 6” lags w/washers - MINIMO. La prima regola del fai da te è, la sicurezza prima di tutto; progettare in forza per progettare per la sicurezza.

C'è un calcolatore online chiamato Sagulator che stima la deflessione in un ripiano date le sue dimensioni, il tipo di legno e il carico.

Non usare un 2x4 per una campata di 10’. Si sostiene a malapena senza cedimenti. Se si affloscia non è abbastanza forte. Il secondo problema non sarà solo che non reggerà un grosso cane, ma che mentre oscilla la tavola ha la tendenza ad inchinarsi, il che indebolisce la sua capacità di sostenere ancora di più.

Usate due 2x12s. Usate due distanziali 2x4 tra i 2x12s ogni 16". Non inchiodateli, usate viti esterne da 3", 4 per ogni lato. Se l'oscillazione provoca ancora troppo movimento, un'altra tavola può essere posizionata sopra la nostra parte inferiore per fermare il movimento.

Un'opzione alternativa che nessuno sembra aver menzionato è quella di utilizzare un palo di recinzione tubolare (rotondo o quadrato) in acciaio zincato tra gli alberi. Potreste attaccarlo ad ogni albero legandolo in posizione con una corda.