Diseño de una estantería librería (6)
2015-02-14
Continuamos con el diseño de una estantería librería colocada en un espacio libre sobre un mueble aparador. Las baldas principales irán sujetas a los paneles verticales mediante escuadras. Hoy vamos a determinar la cantidad de tirafondos que necesitamos para sujetar estas escuadras.
Buscamos que las uniones atornilladas no fallen antes que las propias baldas a flexión. Como los paneles ya están dimensionados, poner insuficientes tirafondos supondría restarle resistencia a la estantería.
Vamos a aproximar la resistencia de las uniones atornilladas mediante una técnica que no es del todo correcta, pero que nos sirve para echar números rápidamente. Suponemos que las uniones se rompen cuando la fuerza que aguanta cada una dividida por la superficie enfrentada a la carga iguala la resistencia a la compresión del aglomerado.
Dimensiones de la unión atornillada y estado de carga.
El área resistente de una unión atornillada es el diámetro menor promedio D de la caña del tirafondo multiplicada por su longitud de penetración L. La resistencia a la compresión del aglomerado es σ ≈ 10 MPa. Por lo tanto, la fuerza que puede aguantar una unión es
F = σ D L.
Tengo unos tirafondos del tamaño 4 muy cortos, de unos 12 mm. La caña que penetra en la madera tiene una longitud L = 7 mm y un diámetro menor promedio D = 1,5 mm. Por lo tanto, la resistencia por tornillo es F ≈ 100 N.
Conocemos la resistencia de un tornillo. Ahora hay que determinar cuántos pondremos para no desperdiciar resistencia de las baldas. Los tirafondos aguantan las escuadras que a su vez sujetarán las baldas. Para que las escuadras no puedan rotar, hará falta que cada una vaya unida con un mínimo de 2 tornillos. Además de esto, cada balda va sujeta en sus 2 extremos y cada extremo tendría que ir sujeto con 2 escuadras para evitar debidamente que las baldas puedan inclinarse alrededor de su eje longitudinal. Por lo tanto, la cantidad de tornillos por balda ha de ser un múltiplo de 8. El múltiplo más bajo posible, 8, ya es suficiente para dar una resistencia de 800 N, es decir, para colgar unos 80 kg por balda, lo que ya supera la resistencia a flexión. Por lo tanto, usaremos 8 tirafondos por balda.
Categorías: DIY
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