2011-08-05 17:57:00 +0000 2011-08-05 17:57:00 +0000
28
28

如果只在两端支撑,一块(木)板能支撑多少负荷?

如果只在两端支撑,一块板能支撑多少负荷?

目前我的具体问题是在两棵树之间挂一个轮胎秋千,根据我选择的树,它们可能相距10、12或14英尺(中心到中心)。如果我把2x4的轮胎固定在树上,把秋千挂在中间,会不会有2个孩子在上面玩耍而导致秋千断裂的风险(所以我猜测他们在上面蹦蹦跳跳的时候,秋千的最大重量约为300磅)

但我更大的问题是一般情况下:你如何计算(或者你在哪里查找)什么样的负荷可以由问题中的木材来支撑?(其他的例子是一个1x10的架子,支撑间距为24",或1/2 “胶合板在2'x4'的框架上)。我不是工程师(好吧,软件,但在这里不算),但我会做简单的数学(线性代数,三角函数,微积分),对物理学有基本的了解。

答案 (9)

21
21
21
2011-08-05 20:45:03 +0000

我会选择@Aarthi的承重表资源,大致了解一下什么是合理的。

不过如果你要找公式,可以从这些开始。 梁挠度公式 梁挠度和应力计算 面积惯性矩 使用平行轴定理 木质材料特性 (弹性模量(E)见表4-3a)

对于动态荷载,你会想做一些类似于我在这个问题上的乐趣。

……你可能要参考一本好的 材料力学书。(便宜的平装国际版在Ebay)

正如@Ian所指出的,这个问题不是一个简单的问题,最好的解决方法是简单地使用过去对其他人有效的方法。去看看当地公园里的秋千,在跨度相当的前提下,使用同样大小的横梁。

另外,如果你真的很担心,你可以一直把绳子做成 “Y "字形,以消除横梁上的弯曲应力,让它只承受剪力。这样一来,梁就承担了'Y'的侧向拉力所产生的压缩载荷,这样就可以防止树木相互弯曲。

图:

| | ______________________ | |
| | | | | |
| tree | | | | tree |
| | __|_________________ |_| |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | \ / | |
| | Y | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
      ...more rope and trees...
| | | | |
| | | | |
| | ----- | |
| | / ___ \ | |
| | | / \ | | |
| | | \___/ | | |
| | \ / | |
| | ----- | |
11
11
11
2011-08-05 18:18:28 +0000

我不是百分百确定这回答了你的问题,但我会说这么多:300磅实际上是很多,MUCH太低的估计,如果我在这个网站上的所有trolling是什么去。另外请注意,你需要看的不是重量,而是力(即牛顿)。

其次,这份文件应该可以回答你的承重问题。最后,这里是DIYChatroom.com的一个类似问题。

木头承受的压缩负荷的容忍度大约为每平方英寸625磅(PSI)。混凝土可以承受3000 PSI的压缩负荷。钢材可以承受30000 PSI的压缩负荷。

7
7
7
2011-08-05 20:34:01 +0000

很多有趣的答案,如何找出 “正确 "的答案,但希望这能帮到你。

我们购买了一套类似的商业游乐设备。

为了覆盖12英尺的跨度,他们使用三个2x6 "的梁层叠在一起–胶水,钉子,最后是马车螺栓。

这是为了支撑2个秋千和一组环。

5
5
5
2011-08-05 18:38:38 +0000

请记住,你的载荷不是静态的,而是动态的,在摆动的运动过程中,应力将成倍增加。另外,秋千的运动会对梁的短尺寸施加应力,而它从来没有打算支持。从建筑中心提供的秋千来看,我从来没有看到过比4×6小的主支撑梁。

4
4
4
2011-08-05 18:24:43 +0000

这是一个相当复杂的问题,从头开始回答,因为它有多个组成部分,所以我将总结需要完成的计算。

就木板中的应力而言,通常作为最低限度,你将需要计算以下力:

  • 弯矩
  • 剪力
  • 轴承应力
  • 挠度

这些将需要计算不同的荷载情况,包括梁上重量的不同位置,因为不同位置的荷载将产生不同的最坏情况结果。應力的計算方法會因你在支撐處所採用的結構細節而有所不同,但在你所描述的情況下,可能會以簡單支撐的梁為基礎。

在計算了梁上的力之後,你需要計算梁的一些幾何屬性,以便計算應力。典型的幾何屬性將是第二力矩面積(對於彎矩),剪切面積(對於剪切力),和支撐面積(對於支撐應力)。同样,这些属性的计算将取决于你所选择的细节,就像使用这些属性来计算应力一样。

你必须进行的最后计算将是木材能够承受的应力。同样,这有点复杂,因为木材作为一种有机材料,在不同的荷载条件下有不同的强度,诸如纹理方向、荷载类型、荷载持续时间、木材类型等因素都会影响计算。您还需要在计算中加入适当的安全系数。

说了这么多,对于大多数家庭应用来说,这都是过高的要求,大多数情况下,根据以前类似情况下的工作情况来确定尺寸,通常是足够的。

3
3
3
2013-08-10 21:04:40 +0000

“……简短的回答是,不要用2×4的秋千……”

Otis的问题很早以前就发布了,但我想这可能会帮助其他研究类似结构问题的人。我不是工程师,但我和木头打交道30多年了。

一个有趣的问题,也是很多DIY者忽略的问题,他们的考虑仅限于一件事:2 x 4的长度是否足够?强度或者说承重能力会随着木种、跨度的长短而变化。一根白松的木棍比较轻,但强度不如黄松,另外,你还要看节数,以及节数的相对大小,因为节数并不能增加强度,特别是当节径超过面宽的1/3时,往往会产生断点。棍子的等级也是很重要的,因为等级越低的棍子,其横截面越小,模量就越小。棉环是指树皮内部的环。一个常规的,清晰的,白松2×4螺柱等级可以支持约450磅的静态负载为4'跨度和约一半,为8'跨度与最低纤维应力能力900psi.每安全负荷表在WSDD.所以,简短的回答是,不要使用2×4为您的摆动,我认为2×12将是您至少2倍的跨度,你正在考虑。这没有说什么关于在连接点的剪切力,但足以说,16d钉子将是不够的,把3,3/8 “x 6 "滞后/洗碗机 - 最小。DIY的第一条规则是,安全第一;在强度上设计,在安全上设计。

2
2
2
2011-08-07 01:21:42 +0000

有一个在线计算器叫做 Sagulator ,它可以根据架子的尺寸、木材的类型和负载来估算架子的挠度。

1
1
1
2016-09-01 02:42:10 +0000

不要用一个2x4的10'跨度。它将勉强支持自己不下垂。如果它下垂,它的强度不够。你的第二个问题将是不只是它不会支持一个大狗,但当他们摆动板有弓的倾向,这削弱了它的支持能力,甚至更多。

使用两个2x12s。在2x12之间每隔16英寸使用2x4的垫片。不要钉它们,使用3英寸的外部螺丝,每边4颗。如果摆动仍然会造成过多的移动,可以在顶部我们的底部放置另一块板子来阻止移动。

1
1
1
2016-09-25 06:32:27 +0000

另一种似乎没有人提到的选择是在树木之间使用管状(圆形或方形)镀锌钢栅栏柱。你可以用绳子将其固定在每棵树上。