Nel determinare la capacità di carico di qualsiasi struttura, è necessario tenere conto di diversi fattori:
- Deflessione accettabile
- Sollecitazione massima di flessione ammissibile
- Resistenza alla compressione e all'instabilità della colonna
Per calcolare la deflessione , il suggerimento di @rob di utilizzare il Sagulatore è un buon inizio. Non è necessario avere una conoscenza approfondita di tutti i concetti ingegneristici in corso dietro le quinte per ottenere una risposta al 90%. Il Sagulatore sta semplicemente inserendo le dimensioni dei vostri mobili in un'equazione beam deflection e sputa fuori la risposta. Queste equazioni si basano sul presupposto che il materiale rimanga entro il suo limite elastico . Si può provare questo nel Sagulatore inserendo un carico di 5.000 libbre per un ripiano di pino spesso ½". La deflessione mostrata sarà maggiore della lunghezza del ripiano, poiché l'equazione non tiene conto della resistenza finale del materiale.
La massima sollecitazione di flessione permette di calcolare quanto carico può sopportare il mobile senza rompersi. Il carico massimo che una trave orizzontale può sopportare dipende dalla campata, da come viene applicato il carico, da come vengono sostenute le estremità, dal materiale e dalla geometria della sezione trasversale. Fortunatamente, ci sono diverse risorse online come Engineer’s Edge e il Engineering Toolbox che possono aiutare nelle generalizzazioni, così non è necessario derivare ogni condizione.
Per un carico uniforme su una trave con condizioni di estremità fisse (ciò significa che i giunti sono collegati ad ogni estremità con colla, o almeno da più di un elemento di fissaggio), la sollecitazione di flessione massima sarà localizzata alle estremità, ad una magnitudine di
sigma = M*y/I
dove
M is the maximum moment,
I is the cross section moment of area
y is the distance from the neutral axis.
Per una sezione trasversale rettangolare, e I = 1/12*b*h^3, dove h è lo spessore della trave, e b è la larghezza della trave. La y è semplicemente h/2.
È possibile calcolare la M massima con questa calcolatrice .
La sollecitazione massima consentita (o modulo di rottura) per molte specie di legno può essere trovata cercando su Google proprietà del materiale legnoso .
Non dimenticate il vostro fattore di sicurezza su questa parte!
Le forze di compressione della colonna e di instabilità non giocheranno veramente nelle vostre considerazioni di progettazione a meno che non stiate pensando di usare gambe lunghe e tortuose. Con le gambe 4x4 non avrete questo problema. Con gambe più sottili, potete calcolare il carico centrico critico (allineato con l'asse della gamba, applicato al centro della gamba) con la seguente formula:
F=(pi^2*EI)/(KL)^2
dove
E is the material modulus of elasticity
I is the area moment of inertia of the leg cross section,
K is the column effective length factor,
L is the unsupported length
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Per le gambe non supportate fissate solo ad un grembiule del tavolo o al piano della vostra panca, K sarà 2, poiché è essenzialmente una condizione di estremità libera fissa. Per una gamba collegata con un tutore nella parte inferiore, K sarà più vicina a 0,5, e la resistenza alla compressione della colonna è un fattore più importante.