（木材）ボードが両端でのみサポートされている場合、どれくらいの負荷をサポートできますか？

両端でのみサポートされている場合、ボードはどのくらいの負荷をサポートできますか？

現在のところ、私の特定の問題は、2本の木の間にタイヤスイングをぶら下げていることです。選択した木によって、10フィート、12フィート、または14フィート（中心から中心）離れている場合があります。木に2x4をしっかりと取り付けて、スイングを真ん中から吊るすと、2人の子供が遊んでいるから壊れる危険があります（したがって、跳ねてジャンプする最大300lbs程度だと思います）

しかし、私のより大きな疑問は一般的なケースです。問題の木材がどのような荷重をサポートできるかをどのように計算しますか（またはどこで調べますか）。（他の例は、24 "離れた支持体、または2 'x 4'フレーム上の1/2"合板を備えた1x10棚です）。私はエンジニアではありません（まあ、ソフトウェアですが、ここでは重要ではありません）が、簡単な数学（線形代数、三角法、微積分法）を行うことができ、物理学の基本を理解しています。

妥当なものの一般的なアイデアについては、@ Aarthiの耐荷重テーブルリソースを使用します。

ただし、方程式を探している場合は、次から始めることができます。

ビームたわみ式

ビームたわみと応力計算

慣性モーメント

平行軸定理の使用

木材の材料特性（表4-3aにある弾性率（E））

動的な読み込みの場合、この質問で私がした楽しさに似た何かをしたいと思うでしょう。

...そして、あなたは良い材料力学の本を参照したいかもしれません。（Ebayの安いペーパーバック国際版）

@Ianが指摘しているように、問題は単純なものではなく、過去に他の人々のために働いていたものを単に使用することで解決するのが最善です。近くの公園のブランコを見て、スパンが同等であれば同じサイズのビームを使用してください。

また、本当に心配な場合は、常にロープを「Y」にして、梁の曲げ応力をなくし、梁をせん断のみにしておくことができます。このように、梁は「Y」の横方向の張力による圧縮荷重を受けており、これにより木が互いに向かって曲がるのを防ぎます。

図：

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

これがあなたの質問に答えるのは100％確かではありませんが、私はこれだけ言っています。また、見る必要があるのは重量ではなく力（つまりニュートン）であることに注意してください。

第二に、このドキュメントは負荷に耐える質問に答えるはずです。とはいえ、それは一種の技術的なことです。

最後に、ここで DIYChatroom.comから同様の質問があります。

木材には、圧縮荷重が約625ポンド/平方インチ（PSI）の許容範囲があります。コンクリートは、3,000 PSIの圧縮荷重に耐えることができます。スチールは、30,000 PSIの圧縮荷重に耐えることができます。

「正しい」答えを理解する方法についての興味深い答えがたくさんありますが、うまくいけばこれが少し助けになるでしょう。

これと同様の商用プレイセットを購入しました。

12 'スパンをカバーするために、3つの2x6 "ビームを貼り合わせて使用​​します-接着剤、釘、最後にキャリッジボルト。

これは、2回のスイングと1組のリングをサポートするためです。

負荷は静的ではなく動的であり、スイングの動き中にストレスが増加することに注意してください。また、スイングの動きは、ビームの短い寸法に対して応力を適用しますが、これはサポートすることを意図していませんでした。ビルディングセンターで利用できるスイングセットを見て、4 x 6より小さいメインサポートビームを見たことはありません。

複数のコンポーネントがあるため、これは最初から答えるのはかなり複雑な問題です。したがって、実行する必要がある計算を要約します。

板の応力に関しては、通常、最低限、次の力を計算する必要があります。

• 曲げモーメント
• せん断力
• 軸受応力
• たわみ

これらは、荷重の位置が異なると最悪の場合の結果になるため、ビームの重さの位置が異なるなど、荷重が異なる場合に計算する必要があります。応力の計算方法は、サポートで採用する構造の詳細によって異なりますが、説明する場合、おそらく単純にサポートされるビームと呼ばれるものに基づいています。

梁の力を計算したら、応力を計算するために梁の幾何学的特性を計算する必要があります。典型的な幾何学的特性は、2次モーメントモーメント（曲げモーメント用）、せん断面積（せん断力用）、および軸受面積（軸受応力用）です。繰り返しますが、これらのプロパティの計算は、これらのプロパティを使用して応力を計算するのと同様に、選択した詳細に依存します。

あなたがしなければならない最終的な計算は、木材が耐えることができるストレスになります。繰り返しますが、これはやや複雑です。というのも、有機材料である木材は、穀物の方向、負荷の種類、負荷の持続時間、木材の種類などの要素がすべて計算に影響するため、さまざまな負荷条件で強度が異なるためです。また、適切な安全率を計算に含める必要があります。

そのすべてを言ったが、これはほとんどの家庭用アプリケーションのトップであり、ほとんどの場合、以前は同様の状況で機能していたもののサイズが通常適切であることに基づいている。

「...簡単な答えは、スイングに2 x 4を使用しないでください...」

Otisの質問はずっと前に投稿されましたが、これは他の人々が同様の構造的質問を研究するのに役立つかもしれないと思いました。私はエンジニアではありませんが、30年以上木材で働いてきました。

興味深い質問であり、多くのDIYユーザーは無視し、検討を1つに限定します。2x 4で十分だということですか？強度または耐荷重能力は、木材の種類とスパンの長さによって異なります。ホワイトパインのスティックは軽くなりますが、イエローパインほど強くはありません。さらに、ノットの数、およびノットの強度を追加しないため、ノットの相対的なサイズも確認する必要があります。特に、結び目の直径がフェース幅の1/3より大きい場合。形成層の断面積を小さくするとグレードが低くなり、弾性率が大幅に低下する可能性があるため、スティックのグレードも重要です。形成層は、樹皮のすぐ内側のリングです。通常の透明なホワイトパイン2 x 4スタッドグレードは、4 'スパンで約450ポンド、8'で約半分の静荷重をサポートできます。900psiの最小繊維応力容量を持つスパン。WSDDの安全な負荷テーブルによると、簡単な答えは、スイングに2 x 4を使用しないでください。検討しているスパンでは、2 x 12が最小の2xになると思います。これは、アタッチメントポイントでのせん断力については何も言及していませんが、16dのネイルでは十分ではありません。DIYの最初のルールは、安全第一です。安全のために設計するための強度設計。

Sagulatorと呼ばれるオンライン計算機があり、その寸法、木材の種類、および荷重を考慮して、棚のたわみを推定します。

誰も言及していないと思われる代替オプションは、木の間に管状（丸型または角型）の亜鉛メッキ鋼フェンスポストを使用することです。ロープで所定の位置に固定することで、各ツリーに取り付けることができます。

10 'スパンに2x4を使用しないでください。それはたるみなくかろうじてそれ自体をサポートします。垂れ下がった場合、十分に強くありません。2番目の問題は、大きな犬をサポートしないだけでなく、ボードを振ると曲がる傾向があるため、さらにサポートする能力が弱くなることです。

2x12を2つ使用します。16インチごとに2x12の間に2x4スペーサーを使用します。それらを釘付けしないで、各サイドに4本の3インチの外部ネジを使用します。スイングがそれでも多くの動きを引き起こす場合、動きを止めるために別のボードを底部の上に置くことができます。