私は木工初心者で、下の写真のようなベンチを作る計画段階にあります。私はこれに非常に重い箱を格納することを計画しているし、また、高い棚に到達するためのスツールとしてそれを使用したいと思います。ベンチは、通常、正確な結果を与える任意の迅速な推定プラクティスがありますか？
ベンチはダグラスファー2x4スタッドのすべてのうち、ダグラスファー4x4の記事になります4本の足を除いて作られます。私が使用する予定の唯一のファスナーは、スチール2.5インチです。どのように私はこのベンチが現実的に保持することができます重量を見つけることができますか？
脚に使われている4x4の支柱は、事実上、縦方向に「無限」の重量を支えています。さて、もちろん、単純な設計を与えられた、各脚は、最適ではありませんが、1つの4x2ビームに力を伝達するだけである（その後、おそらくいくつかの種類の棚のようなもので一緒に釘付けされています）。安定性を重視するのであれば、梁をアリ溝バテンか、脚の近くに似たような構造物で接続することをお勧めします。梁の上に厚手のバテンを接着して釘で固定するのもいいかもしれませんが、全体的にはあまりいいプランとは言えません。
このような何か（それは私の庭のテーブルだが、それは確認された8人の大人が揺れずにその上に踊ってサポートしています）：
また、あなたはベンチが剪断に対して多少弾力性があることを確認する必要があります。写真に写っているクロスビームはすでに良いアプローチですが、唯一の留め具としての釘はwill not doです。私なら、接着剤と10mm厚の広葉樹のダブリングを2本、最低でも2本、接着剤を使って接合します。
支持力についてですが、長さ180cmの4×2本のドグラシア梁を両端で支えれば、私の体重を簡単に支えることができますので、その点では「心配ありません、これで大丈夫です」というのが簡単な答えです。しかし、ここでも “小さな "修正を加えるだけで、桁違いに良くも悪くもなることができます。写真のように真ん中に小さな凹みを作ると、絶対的な最小値としては機能しますが、ほぼ同じくらいの性能にはなりません。
これの背後にある理由は、重量がすべての梁に分散された方が良いということです。
長方形のビームの軸受け容量は 1/12 に比例します- a の単一の 4x2 ビーム（直立した）が等しいことを意味する h3b は four 2x4 ビーム（平らな）を意味します。または、1 つまたは複数のビームの 1 つまたは複数への薄い盛り上がりを積層できます longitudinally、好ましくは 1 つがそれを見ることができないように少しを置いて下さい。
このために、ビームが全長で注意深く一緒に接着されることは絶対に重要です。
任意の構造物の耐荷重を決定するときは、いくつかの異なる要因を考慮に入れる必要があります:
calculating deflection のために、Sagulator を使用しての @rob の提案は良いスタートです。あなたは90％の答えを得るために舞台裏で起こっているすべての工学的概念の深い把握を持っている必要はありません。サグレーターは、家具の寸法を梁のたわみ式に入力するだけで、答えを出してくれます。これらの方程式は、材料がその弾性限界の範囲内にあるという仮定に依存しています。1/2インチ厚の松棚に5,000ポンドの荷重を入力して、サグレータでこれをテストすることができます。示されたたわみは、式が材料の究極の強さを考慮していないので、棚の長さよりも大きくなります。水平ビームが支えることができる最大荷重は、スパン、荷重がどのように適用されるか、端部がどのようにサポートされているか、材料、および断面形状に依存します。幸いにも、Engineer’s EdgeやEngineering Toolboxのように、一般化を助けることができるいくつかのオンラインリソースがありますので、各条件を導出する必要はありません。
梁の端部が固定された状態（つまり、接合部が接着剤で接続されているか、少なくとも2つ以上のファスナーで接続されている状態）で一様な荷重がかかっている場合、最大曲げ応力は端部に位置します。
あなたはこの電卓であなたの最大のMを計算することができます。
多くの木材種の最大許容応力(または破断の係数)は、木材材料の特性のためにGoogleを検索することによって見つけることができます。
この部分にあなたの安全係数を忘れないでください！
柱の圧縮強度と座屈強さは、あなたが長いとがった脚を使用することを計画している場合を除き、実際にあなたの設計上の考慮事項に再生されません。4x4 の足では、この問題はありません。より細い脚では、次の式で臨界中心荷重（脚の軸に沿って、脚の中心で適用される）を計算することができます：
sigma = M*y/I
ここで
M is the maximum moment,
I is the cross section moment of area
y is the distance from the neutral axis.
テーブルエプロンまたはベンチの上部にのみ取り付けられた支持されていない脚の場合、それは本質的に固定されていない終了条件であるため、Kは2になります。下部にブレースで連結された脚の場合は、Kは0.5に近くなり、柱の圧縮強度がより重要な要素となります。
ちょうど水平ベンチトップの耐荷重を見つけるために、私は棚のようにそれを扱い、サグレータのような耐荷重計算機のいくつかの並べ替えを介して数字を実行すると思います。耐荷重は、重量が中央に向かって主にあるか、またはそれが均等に分散されている場合にも依存します。理想的には、ベンチの上部のための強力な固体パネルを作るために一緒にいくつかの2x4sをラミネート（徹底的に接着剤）だろう。その場合、荷重計算機では、1つのソリッドボードとして扱うことができます。あなたが一緒に上部の部分をラミネートしない場合は、私は適切な長さの単一の2x4のための計算を実行すると思いますだけでなく、ベンチ上の任意の項目がスパンする可能性が高いですどのように多くの2x4sのいくつかに応じて、2〜4でその答えを乗算します。あなたの唯一の機械的なファスナーは釘であることを言及していますが、あなたは接着剤や接合部を使用する予定があるかどうかについては言及していません。トップを脚に取り付けるクリートは、ラッキングに対して多少助けになりますが、釘を打つだけでなく接着することで、ラッキングの抵抗力を劇的に高めることができます。ベンチの各所にモルテックスとテノンのジョイントを接着しておけば、さらに丈夫になります。
いつでもカルバン＆ホッブズのアプローチができる！
Sagulator ](https://www.woodbin.com/calcs/sagulator/)を使用する際には、必ず明示的に木材自体の重さを加えてください。これは文書化されておらず、サグレータのフィードバックは無効になっています。しかし、1“ x 12 "のウォールナットで作られた120フィートのスパンで、1ポンドの総荷重と2ポンドの総荷重を比較することで、このことを確認することができます（これはウォールナットの弾性限界を超えていることは確かですが、ここでは単にツールをデバッグしているだけです）。計算されたたるみは2倍になりますが、実際には木材自体の重さは400ポンドです。効果的なたるみは、木材自体の重さによるものです。
