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

Pour avoir une idée générale de ce qui est raisonnable, j'utiliserais le tableau de ressources sur les charges de @Aarthi.

Si vous cherchez des équations, vous pouvez commencer par celles-ci : Formules de déflexion de la poutre Calculateur de déflexion et de contrainte de la poutre Moments d'inertie de la surface Utilisation du théorème de l'axe parallèle Propriétés du matériau bois (Module d'élasticité (E) trouvé 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 Mechanics of Materials . (édition internationale de poche moins chère sur Ebay )

Comme le souligne @Ian, le problème n'est pas simple et la meilleure façon de le résoudre est d'utiliser simplement ce qui a fonctionné pour d'autres personnes dans le passé. Allez voir les balançoires de votre parc local et utilisez une poutre de même taille, 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 les uns vers les autres.

Schéma :

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

Je ne suis pas sûr à cent pour cent que cela réponde à votre question, mais je dirai ceci : 300 livres, c'est beaucoup, BEAUCOUP trop peu, si l'on en croit toutes mes recherches sur ce site. Notez également que ce n'est pas le poids mais la force (c'est-à-dire Newtons) que vous devez examiner.

Deuxièmement, ce document devrait répondre à vos questions sur la capacité de charge. Enfin, ici est une question similaire provenant de DIYChatroom.com.

Le bois supporte une tolérance d'environ 625 livres par pouce carré (PSI) de charge de compression. Le béton peut supporter une charge de compression de 3 000 PSI. L'acier peut supporter une charge de compression de 30.000 PSI.

Beaucoup de réponses intéressantes pour savoir comment trouver la “bonne” réponse, mais nous espérons que cela vous aidera un peu.

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

Pour couvrir une portée de 12’, ils utilisent trois poutres de 2x6" laminées ensemble - de la colle, des clous et enfin des boulons de chariot.

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

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

C'est un problème assez complexe auquel il faut répondre en partant de zéro, car il comporte de multiples composantes, je me contenterai donc de résumer les calculs qui devront être effectués.

En ce qui concerne les contraintes dans la planche, vous devrez généralement calculer au minimum les forces suivantes :

• Moments de flexion
• Forces de cisaillement
• Contraintes d'appui
• Déflexions

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

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 Second Moment de l'aire (pour les moments de flexion), l'aire de cisaillement (pour la force de cisaillement) et l'aire d'appui (pour les contraintes d'appui). Là encore, le calcul de ces propriétés dépendra des détails que vous choisirez, tout comme l'utilisation de ces propriétés pour calculer les contraintes.

Les calculs finaux que vous devrez faire seront les contraintes que le bois peut supporter. Là encore, c'est un peu complexe car le bois, étant un matériau organique, a des résistances différentes dans des conditions de charge différentes, avec des facteurs tels que la direction du fil, le type de charge, la durée de la charge, le type de bois, etc. qui affectent tous le calcul. Vous devrez également inclure un facteur de sécurité approprié dans les calculs.

Cela dit, c'est exagéré pour la plupart des applications domestiques et, pour la plupart, il est normalement adéquat de baser la taille sur ce qui a fonctionné dans des circonstances similaires auparavant.

“…la réponse courte est, n'utilisez pas le 2 x 4 pour votre swing…”

La question d'Otis a été postée il y a longtemps, mais j'ai pensé que cela pourrait aider d'autres personnes cherchant des questions structurelles similaires. Je ne suis pas ingénieur, mais je travaille avec le bois depuis plus de 30 ans.

Une question intéressante, que beaucoup de bricoleurs ignorent et limitent leur réflexion à une seule chose : est-ce que le 2 x 4 sera assez long ? La résistance, ou la capacité de charge, varie selon l'essence de bois et la longueur de la portée. 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. Le calibre de votre bâton est également important, car un calibre inférieur, avec une section transversale réduite au niveau du cambium, peut réduire considérablement le module. Le cambium est l'anneau situé juste à l'intérieur de l'écorce. Une tige de pin blanc 2 x 4 de qualité régulière et claire peut supporter une charge statique d'environ 450 livres pour une portée de 4 pieds et environ la moitié de cette charge pour une portée de 8 pieds avec la capacité de contrainte de fibre la plus faible de 900psi. selon le tableau des charges sécuritaires de la 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 2x minimum pour la portée que vous envisagez. Cela ne dit rien sur les forces de cisaillement aux points d'attache, mais il suffit de dire que des clous 16d ne seront pas suffisants - mettez 3, 3/8 “x 6” de décalage avec les rondelles - MINIMUM. La première règle du bricolage est la suivante : la sécurité d'abord ; la conception en fonction de la force pour concevoir la sécurité.

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

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

Utilisez deux 2x12. Utilisez 2x4 entretoises entre les 2x12s tous les 16". Ne les clouez pas, utilisez des vis extérieures de 3", 4 de chaque côté. Si le balancement provoque encore trop de mouvement, une autre planche peut être placée en haut ou en bas pour arrêter le mouvement.

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