¿Cuánta carga puede soportar una tabla (de madera), si se apoya sólo en los extremos?

Yo iría con el recurso de la mesa de carga de @Aarthi para tener una idea general de lo que es razonable.

Sin embargo, si estás buscando ecuaciones, puedes empezar con estas: Fórmulas de desviación del haz Calculadora de tensión y desviación del haz Momentos de inercia del área Uso del teorema del eje paralelo Propiedades del material de madera (Módulo de elasticidad (E) que se encuentra en la Tabla 4-3a)

Para la carga dinámica, querrás hacer algo similar a lo que me divertí en esta pregunta .

…y puede que quieras consultar un buen libro de Mecánica de los Materiales . (edición internacional en rústica más barata en Ebay )

Como señala @Ian, el problema no es sencillo y se resuelve mejor usando simplemente lo que ha funcionado para otras personas en el pasado. Ve a echar un vistazo a los columpios de tu parque local y usa el mismo tamaño de viga, siempre que la envergadura sea comparable.

Además, si estás realmente preocupado, siempre puedes hacer la cuerda en forma de “Y” para eliminar la tensión de flexión en la viga, dejándola únicamente en cizalla. De esta manera, la viga soporta la carga de compresión de la tensión lateral en la ‘Y’, lo que evitará que los árboles se inclinen unos hacia otros.

Diagrama:

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| tree | | | | tree |
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| | Y | |
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      ...more rope and trees...
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No estoy cien por ciento seguro de que esto responda a su pregunta, pero diré esto: 300 libras es en realidad mucho, MUCHO menos de lo estimado, si toda mi pesca en este sitio es algo a lo que atenerse. También tenga en cuenta que no es el peso sino la fuerza (es decir, Newtons) lo que tiene que mirar.

En segundo lugar, este documento debería responder a sus preguntas de carga. Es algo técnico, sin embargo, por lo que puedo decir.

Finalmente, aquí es una pregunta similar de DIYChatroom.com.

La madera soporta una tolerancia de aproximadamente 625 libras por pulgada cuadrada (PSI) de una carga de compresión. El hormigón puede soportar 3.000 PSI de una carga de compresión. El acero puede soportar 30.000 PSI de una carga de compresión.

Muchas respuestas interesantes para saber cuál es la respuesta “correcta”, pero esperamos que esto ayude un poco.

Compramos un juego comercial similar a este.

Para cubrir un palmo de 12’, usan tres vigas de 2x6" laminadas juntas - pegamento, clavos y finalmente pernos de carruaje.

Esto es para soportar 2 columpios y un juego de anillos.

Tenga en cuenta que su carga no es estática, sino dinámica, y que las tensiones se multiplicarán durante el movimiento del balanceo. Además, el movimiento del balanceo aplicará tensiones contra la dimensión corta de la viga, que nunca se pretendió que soportara. Mirando los columpios disponibles en los centros de construcción, nunca he visto una viga principal de apoyo más pequeña que 4 x 6.

Se trata de un problema bastante complejo de responder partiendo de cero, ya que tiene múltiples componentes, por lo que me limitaré a resumir los cálculos que habrá que hacer.

En cuanto a las tensiones en el tablón, normalmente como mínimo habrá que calcular las siguientes fuerzas:

• Momentos de flexión
• Fuerzas de corte
• Tensiones en los cojinetes
• Deflexiones

Será necesario calcularlas para diferentes casos de carga, incluyendo diferentes ubicaciones para los pesos en la viga, ya que las diferentes posiciones de la carga darán resultados diferentes para el peor caso. El método de cálculo de las tensiones variará dependiendo de los detalles estructurales que adopte en los apoyos, pero en el caso que describa probablemente se basará en lo que se conoce como viga simplemente apoyada.

Una vez calculadas las fuerzas en la viga, necesitará calcular algunas propiedades geométricas de la viga para calcular las tensiones. Las propiedades geométricas típicas serán el segundo momento de área (para momentos de flexión), el área de corte (para fuerza de corte) y el área de soporte (para esfuerzos de soporte). Una vez más, el cálculo de estas propiedades dependerá de los detalles que elija, así como el uso de estas propiedades para calcular las tensiones.

Los cálculos finales que tendrá que hacer serán las tensiones que la madera puede soportar. De nuevo, esto es algo complejo porque la madera, al ser un material orgánico, tiene diferentes resistencias en diferentes condiciones de carga con factores como la dirección del grano, el tipo de carga, la duración de la carga, el tipo de madera, etc. todos ellos afectan al cálculo. También tendrá que incluir un factor de seguridad apropiado en los cálculos.

Dicho todo esto, esto es exagerado para la mayoría de las aplicaciones domésticas y en su mayor parte basar el tamaño en lo que ha funcionado en circunstancias similares antes es normalmente adecuado.

“…la respuesta corta es, no uses el 2 x 4 para tu swing…”

La pregunta de Otis fue publicada hace mucho tiempo, pero pensé que podría ayudar a otras personas que investigan cuestiones estructurales similares. No soy ingeniero, pero he trabajado con madera durante más de 30 años.

Una pregunta interesante, y que muchos bricoladores ignoran, y limitan su consideración a una cosa: ¿el 2 x 4 será suficiente? La resistencia, o capacidad de carga, variará con las especies de madera, y la longitud del tramo. Un palo de pino blanco es más ligero, pero no tan fuerte como el pino amarillo, además, también hay que mirar el número de nudos, y el tamaño relativo de los nudos porque los nudos no añaden fuerza, tienden a hacer puntos de rotura especialmente si el diámetro del nudo es más de 1/3 del ancho de la cara. El GRADO de su bastón también es importante, porque un grado más bajo, con una sección transversal reducida en el cambium puede reducir drásticamente el módulo. El cambium es el anillo justo dentro de la corteza. Un grado de pino blanco regular, claro, de 2 x 4 puede soportar una carga estática de alrededor de 450 libras para un vano de 4’ y alrededor de la mitad para el vano de 8’ con la menor capacidad de tensión de fibra de 900psi. por la tabla de carga segura en WSDD Así que, la respuesta corta es, no use el 2 x 4 para su swing, y creo que un 2 x 12 sería su mínimo 2x para el vano que está considerando. Esto no dice nada sobre las fuerzas de corte en los puntos de fijación, pero basta con decir que los clavos 16d no serán suficientes- poner 3, 3/8 “x 6” lags w/washers - MÍNIMO. La primera regla del bricolaje es: la seguridad es lo primero; el diseño en la fuerza para diseñar para la seguridad.

Hay una calculadora en línea llamada Sagulator que estima la desviación en un estante dadas sus dimensiones, el tipo de madera y la carga.

No uses un 2x4 para un lapso de 10’. Apenas se sostendrá por sí mismo sin caerse. Si se hunde no es lo suficientemente fuerte. Tu segundo problema no será sólo que no soportará a un perro grande, sino que al balancearse la tabla tiene la tendencia a inclinarse, lo que debilita su capacidad de soportar aún más.

Usar dos 2x12. Usar 2x4 espaciadores entre los 2x12s cada 16". No los claven, usen tornillos exteriores de 3", 4 en cada lado. Si el balanceo todavía causa demasiado movimiento, se puede colocar otra tabla en la parte superior e inferior para detener el movimiento.

Una opción alternativa que nadie parece haber mencionado es utilizar un poste tubular (redondo o cuadrado) de acero galvanizado entre los árboles. Se podría fijar a cada árbol sujetándolo con una cuerda.