¿Cuánto peso puede soportar un 2X4?

Puede que no haya una pieza de madera más común que un 2×4. Esta madera dimensional constituye la mayor parte de la estructura en la mayoría de las casas y cobertizos residenciales y en muchos proyectos de construcción de bricolaje. A pesar de ese hecho, la mayoría de la gente sabe sorprendentemente poco sobre cuánto peso puede soportar un 2 × 4.

Cuando está parado verticalmente, como cuando funciona como montante, un 2×4 puede soportar alrededor de 1,000 libras. Un 2 × 4 puede soportar hasta 40 libras o 300 libras cuando se coloca sobre su borde sin combarse cuando se coloca horizontalmente.

Varios factores pueden disminuir o aumentar la resistencia de un 2×4, incluidas las especies de madera, el grado de la madera y el contenido de humedad. En este artículo, examinaremos estos y otros factores que determinan qué tan fuerte es un 2×4 y discutiremos los recursos que puede usar para determinar qué tan lejos puede abarcar un 2×4 sin soporte.

¿Cuánto peso puede soportar un 2 × 4?

La cantidad de peso que puede soportar un 2 × 4 depende de algunos factores. En primer lugar, la capacidad de carga de un 2 × 4 puede variar drásticamente dependiendo de si está parado verticalmente o recostado de lado.

Ya sea un poste de 2×4, 2×12, 4×4, roble, pino o caoba, la madera es más débil a lo largo de su fibra. Es por eso que los jugadores de béisbol pueden hacer que romper un bate de ceniza sobre una rodilla parezca tan fácil. Sin embargo, coloque un 2×4 en el extremo y puede soportar una gran cantidad de peso, razón por la cual los 2×4 verticales son lo que sostiene la mayoría de las casas.

¿Qué afecta la capacidad de carga de 2×4?

Si bien la capacidad de carga de un 2×4 se ve afectada por su orientación (ya sea que sostenga el peso vertical u horizontalmente), también entran en juego otros factores. Diferentes especies de madera tienen diferentes densidades. Cuanto más densa es la madera, más fuerte es y más peso puede soportar.

El grado de la madera también tiene un impacto. La madera de mayor calidad tiene una mayor integridad estructural, lo que le permite soportar más peso que una madera de menor calidad. La madera más seca tiende a ser más fuerte, por lo que el contenido de humedad también influye.

Al considerar los 2×4 horizontales, la amplitud del espacio que cubre un 2×4 sin soporte afecta su capacidad de carga y también es importante si ese peso está vivo o muerto.

Especies de madera

Cuando nos dirigimos a la tienda local de mejoras para el hogar para recoger una pila de 2×4, a menudo no consideramos qué especies de madera son. El hecho es que no todos los 2×4 están hechos de la misma madera.

Dependiendo de en qué parte del mundo los compre, pueden provenir de una variedad de diferentes tipos de madera blanda, cada uno de los cuales tiene una densidad diferente. Las maderas blandas más densas pueden transportar cargas mayores que las que son menos densas.

Las maderas blandas más comunes utilizadas para hacer 2×4 incluyen pino amarillo del sur, pícea de Sitka y abeto de Douglas. La forma más fácil de ilustrar su diferencia de fuerza es observar su capacidad de carga.

Dado que los 2×4 son madera dimensional común utilizada para vigas, podemos usar esta aplicación como ejemplo. De acuerdo con el American Wood Council, los 2×4 de Douglas Fir con una separación de 24 pulgadas pueden manejar un espacio máximo de 6 pies y 6 pulgadas. En comparación, Sitka Spruce es un poco más fuerte con un tramo máximo de 6 pies y 8 pulgadas. El pino amarillo del sur, el más denso de los tres, tiene una extensión máxima de 7 pies y 3 pulgadas, 9 pulgadas más que el abeto Douglas.

Grado de madera

Además de venir en diferentes especies de madera, la madera también viene en diferentes grados. Por lo tanto, el hecho de que haya agarrado algunos 2×4 de Southern Yellow Pine no significa que todos soportarán la misma cantidad de peso.

La madera al ser un material natural, puede presentar numerosas anomalías que la hacen ser de mayor o menor calidad que otros tableros de la misma especie. Estas anomalías incluyen deformaciones, nudos excesivos, rajaduras, torceduras y bordes sin recortar, entre otros.

Si bien ningún 2×4 es perfecto, aquellos con pocas anomalías reciben una calificación más alta, tienen una estructura más sólida y, por lo tanto, pueden soportar más peso que aquellos con una mayor cantidad de fallas.

El grado más alto de madera es la madera estructural seleccionada, que tiene la menor cantidad de defectos. A partir de ahí, los grados de madera bajan al No. 1, No. 2, grado de construcción, No. 3, grado de poste, grado estándar y grado de utilidad. El grado de utilidad tiene la mayor cantidad de defectos y generalmente se reserva para proyectos que solo requieren marcos livianos.

La mayoría de las tiendas de mejoras para el hogar tienen grados selectos de madera n.° 1 y n.° 2. Una pieza de grado de madera se identifica por el sello en su costado.

Para ilustrar la diferencia de resistencia, veamos cómo la calidad de la madera afecta a un abeto Douglas 2×4. Un grado selecto de Douglas Fir que funciona como una viga de techo con un espacio de 24 pulgadas tiene una luz máxima de 9 pies y 1 pulgada, en comparación con los 8 pies y 9 pulgadas del grado n.° 1 y los 7 pies y 10 pulgadas del grado n.° 3.

Contenido de humedad

La madera más seca es más fuerte y más estable que la madera con mayor contenido de humedad. Cuando se trata de madera, la madera con un alto contenido de humedad se denomina «verde», que constituye la mayor parte de la madera en la tienda de madera. La madera verde puede tener entre un 24 y un 29 por ciento de contenido de humedad.

La mayoría de las tiendas de mejoras para el hogar también venden madera secada al horno, que se calienta a alrededor de 125 grados en un horno grande para eliminar el contenido de humedad. Dependiendo de la especie de madera, el secado en horno reduce el contenido de humedad de la madera entre el 6 y el 16 por ciento. La madera secada al horno es más estable que la madera verde, por lo que no se torcerá ni deformará con el tiempo tan fácilmente.

Algunas empresas madereras también secan al aire la madera entre dos y seis semanas para reducir el contenido de humedad. La madera secada al horno o al aire es más fuerte porque es más rígida y, por lo tanto, es menos probable que se deforme o se doble después de colocar la madera en su lugar.

La diferencia entre los dos es significativa. ¡La madera verde utilizada para armar una casa nueva puede volverse hasta un 50 por ciento más fuerte después de secarse!

Durar

Como discutimos anteriormente, un 2 × 4 puede soportar mucho menos peso horizontalmente que verticalmente. Entonces, cuánto peso depende en gran medida del lapso. Cuando se usa para techos, la luz de las viguetas depende de qué tan separadas estén las viguetas. Cuanto menor sea el espacio, mayor será la distancia que el 2×4 puede cubrir entre soportes sin doblarse.

Por ejemplo, una pieza de 2×4 de pino amarillo del sur puede abarcar unos 10 pies y 7 pulgadas, dependiendo de la calidad de la madera, cuando las vigas tienen una separación de 24 pulgadas. Ese lapso aumenta a aproximadamente 12 pies cuando se separan 16 pulgadas y 13 pies cuando se separan 12 pulgadas.

Si bien estas limitaciones de luz significan que los 2×4 suelen ser demasiado pequeños para usarse como vigas en la mayoría de los hogares; son una opción viable para muchos cobertizos, que tienen techos más pequeños.

Tipo de carga

También es importante tener en cuenta el tipo de carga que debe soportar el 2×4 al determinar la capacidad de carga. Hay dos tipos de carga: carga viva y carga muerta.

Carga viva

La carga viva se refiere a las fuerzas cambiantes que agregan peso a la madera. Estos podrían ser ocupantes que caminan por la casa o se suben al techo u objetos más permanentes, como muebles. La carga viva también incluye las cargas ambientales, incluidas las nevadas, la lluvia y la presión del viento.

La mayoría de las tablas de tramos incluyen valores de carga viva y carga muerta en sus cálculos de tramos. Estos valores se dan en libras por pie cuadrado (psf). Por ejemplo, las vigas de piso de 2 × 4 con una separación de 16 pulgadas y una luz máxima de 6 pies y 5 pulgadas pueden manejar una carga viva de 40 psf.

Peso muerto

La carga muerta es el peso total de todas las estructuras permanentes en el 2×4. Esto incluye el peso de las armaduras, las vigas, los paneles de yeso y otras características permanentes que crean un peso constante en el 2×4.

Usando el mismo ejemplo de arriba, un techo con vigas de 2×4 espaciadas a 16 pulgadas de distancia con una luz de 6 pies y 5 pulgadas puede soportar una carga viva de 10 libras por pie cuadrado. Una vez que haya determinado el límite de carga de las vigas del techo, puede calcular cuánto peso puede soportar el piso.

Continuando con nuestro ejemplo del techo de arriba, una carga distribuida uniformemente de 10 libras por pie cuadrado para una habitación de 100 pies cuadrados sería de alrededor de 1,000 libras. Sin embargo, aumentar ese peso más allá de eso empujaría el piso más allá de su capacidad de carga.

También puede encontrarse con la duración de la carga. La duración de la carga se refiere a la cantidad máxima de tiempo que la madera puede soportar una carga que está más allá de su carga normal sin sufrir daños permanentes.

Esto es para tener en cuenta la flexibilidad de la madera. La madera se doblará o flexionará bajo una carga. Cuando se elimine esa carga, volverá a su forma original. La duración de la carga determina cuánto tiempo la madera puede contener esa carga adicional y aún recuperar su forma cuando se retira la carga.

Esto es importante en ciertas aplicaciones, como en regiones que ven fuertes nevadas. Un 2×4 puede manejar una duración de carga de 1,15 (1,15 veces su índice de carga muerta típica) hasta por 2 meses, teniendo en cuenta el peso de la nieve.

¿Cuánto peso puede soportar verticalmente un 2 × 4?

Como discutimos anteriormente, los 2×4 son mucho más fuertes verticalmente que horizontalmente. Un 2×4 puede soportar hasta 1,000 libras en forma vertical. Esta madera dimensional es el material más común utilizado para enmarcar las paredes interiores y exteriores de una casa. Cuando se usan como montantes de pared, los 2×4 generalmente se agrupan para crear una pared, con una separación de 16 pulgadas.

Esta estructura crea una gran capacidad de peso. Dependiendo de la longitud, una pared enmarcada con tablas de 2×4 separadas por 16 pulgadas puede soportar de 10,000 a 20,000 libras de peso, más que suficiente para mantener una casa en pie.

¿Cuánto peso puede soportar horizontalmente un 2 × 4?

La cantidad de peso que una viga de 2×4 puede soportar horizontalmente depende del espacio entre las vigas del techo (las vigas de 2×4 generalmente no son lo suficientemente fuertes como para usarse como vigas de piso, excepto en aplicaciones más pequeñas, como un cobertizo).

Un 2 × 4 de 8 pies se doblará antes de romperse, por lo que, si bien puede soportar 200 libras, se doblará notablemente en el medio bajo esta cantidad de peso. La cantidad de peso que puede soportar un pino 2 × 4 mientras mantiene su forma recta es solo alrededor de 20 libras sin refuerzos para soportarlo.

Para fines de carpintería, si se usa madera dura, ese peso aumenta a alrededor de 70 libras sin soporte para un tramo de 8 pies. Estas estimaciones son algo aproximadas y dependen un poco de dónde se coloque la carga.

Una carga distribuida uniformemente en un 2×4 horizontal estará mejor soportada por la madera que una carga centrada en el 2×4. Por ejemplo, un 2×4 de 8 pies con una carga distribuida uniformemente puede soportar alrededor de 40 libras horizontalmente sin hundirse en comparación con 20 libras si la carga está centrada.

¿Cuál es la resistencia a la compresión de un 2×4?

La resistencia a la compresión es otra forma de describir la cantidad de carga que una pieza de madera puede manejar paralelamente a la veta de la madera (la rigidez es la cantidad de carga que puede manejar la madera que se aplica perpendicularmente a la veta). Conocer la resistencia a la compresión de un 2×4 es fundamental al construir las paredes de una casa.

La capacidad de peso de compresión de un 2×4 es de aproximadamente 1,000 libras, con variaciones en cualquier dirección según la especie de madera, la calidad y el contenido de humedad.

¿Cuánto peso puede soportar un 2 × 4 perpendicularmente?

Además de cuánto peso puede soportar un 2×4 vertical y horizontalmente, también hay momentos en los que es importante saber cuánto puede soportar perpendicularmente antes de que comience a combarse. Esto se conoce como resistencia a la flexión. Imagina una clavija o un gancho pegado al costado del 2×4.

La resistencia a la flexión es cuánto peso se puede colocar en esa clavija o gancho antes de que la madera comience a doblarse. Un 2 × 4 de grado No. 1 o No. 2 puede manejar 875 libras por pulgada cuadrada antes de doblarse.

Calculadora de carga 2×4

Saber qué afecta la capacidad de carga de un 2×4 no necesariamente aclara lo que puede manejar el 2×4 que acaba de traer a casa. Tener en cuenta todas las consideraciones anteriores puede dificultar la obtención de un número exacto.

Afortunadamente, algunas calculadoras en línea le permiten ingresar datos, por lo que puede obtener una estimación sólida del peso de ese 2 × 4. Este calculadora le permite ingresar especies de madera, grado, contenido de humedad, longitud y otros factores para obtener una capacidad para 2×4 y otras maderas dimensionales.

¿De qué manera es 2 × 4 más fuerte? ¿En el borde o plano?

Mientras que la fuerza de un 2×4 es uniforme cuando se usa verticalmente, su capacidad de carga de peso puede variar significativamente cuando se usa horizontalmente dependiendo de si el 2×4 está de canto o plano. Ya sea de 2×4 o de 2×6, la madera dimensional es más resistente cuando está de canto.

¿Por qué? Un 2 × 4 tiene 2 pulgadas adicionales de grosor para agregar fuerza cuando se usa de lado. Esta es la razón por la cual la madera dimensional está de punta cuando se usa como cabecera para ventanas o como vigas en un cobertizo.

Saber cuánto puede contener un 2 × 4 en el borde es crucial si está construyendo, por ejemplo, estanterías en su garaje. Un 2 × 4 de 8 pies en el borde puede contener alrededor de 300 libras de peso distribuido uniformemente.

¿Un 2×4 se vuelve más débil con el tiempo?

La resistencia de la madera generalmente cambia muy poco después del primer año. Las vigas y montantes de madera pueden ser más resistentes que el día en que se instalaron en la casa si estaban verdes.

Si la madera estaba mojada, podría ser hasta un 50 por ciento más fuerte en un estado seco con un contenido de humedad del 12 por ciento.

¿Eso significa que esas vigas en una casa de 50 años son más fuertes que hace 40 años? En realidad no, y es más probable que sean más débiles. Con el tiempo, la madera se expone a cosas como hongos, insectos, temperaturas extremas y cargas pesadas. Todos estos factores trabajan para debilitar la madera estructural.

¿Cuánto peso puede soportar un 2×4 tratado a presión?

Aunque puede parecer que la madera tratada a presión más pesada es más robusta, no hay diferencia en la capacidad de peso de un 2×4 tratado a presión o un 2×4 no tratado. La única diferencia es que la madera tratada a presión puede soportar los elementos mucho mejor que la madera no tratada.

Tenga en cuenta que la madera tratada a presión, como la madera normal, viene en diferentes grados y especies de madera, lo que afecta su resistencia.

¿Son 2 2×4 tan fuertes como un 4×4?

Mucha gente comete el error de pensar que dos 2×4 atornillados juntos es el equivalente a una publicación 4×4. no lo son La diferencia es obvia si comprende la diferencia entre los nombres que llamamos madera dimensional y sus dimensiones reales.

Como mencionamos al principio de este artículo, un 2×4 tiene en realidad 1,5 pulgadas de profundidad y 3,5 pulgadas de ancho. Atornille dos 2×4 juntos y tendrá una pieza de madera de 3 pulgadas de profundidad y 3,5 pulgadas de ancho.

Un 4×4, en comparación, es más grande con 3,5 pulgadas de ancho por 3,5 pulgadas de profundidad. ¿Qué tan fuerte es un 4×4? Un 4×4 de 8 pies puede soportar casi 6,500 libras verticalmente.

Conclusión

Ya sea que construya estanterías de servicios públicos, ponga un techo en un cobertizo o enmarque una casa, es crucial saber cuánto peso puede soportar un 2×4.

Mientras que un 2×4 estándar de 8 pies puede soportar alrededor de 1,000 libras verticalmente y hasta 300 libras horizontalmente (cuando se coloca en el borde), es importante recordar que no todos los 2×4 son iguales. Factores como la especie de madera, el contenido de humedad y el grado afectan la cantidad de carga que un 2×4 puede soportar vertical u horizontalmente.

Al comprender cómo esos elementos afectan el peso de un 2×4 y usar guías como tablas de extensión, puede estimar con precisión la capacidad de carga de sus 2×4.