¿Cuánto peso puede soportar un 4X4? [Vertically and Horizontally]

¿Pasa tiempo mirando estantes de madera y sus precios y tratando de averiguar cuál funcionará mejor para su proyecto? Las diferentes especies de madera, grados y dimensiones de la madera se clasifican para diferentes cargas y tramos, por lo que puede ser difícil determinar cuál funcionará mejor. Si se pregunta cuánto peso puede soportar un 4×4, estamos aquí para ayudarlo.

Un 4×4 que se extiende horizontalmente de 8 pies generalmente puede transportar 500 libras de manera segura en el centro, y 1,000 libras se distribuyen uniformemente a lo largo del tramo antes de hundirse excesivamente. Adecuadamente soportado en centros de 16” y puede soportar hasta 4,000 lbs. Usado verticalmente como poste, un 4×4 de 8′ puede soportar alrededor de 6,000 PSI antes de pandearse, e incluso más si se sujeta correctamente.

En este artículo, identificaremos cuánto peso puede soportar un 4×4 horizontal y verticalmente, y qué puede afectar su capacidad de carga. También veremos los diferentes usos de los 4×4, qué tan lejos pueden extenderse antes de hundirse, qué especie es más fuerte y si un 4×4 es más fuerte que los 2-2×4. Nuestro objetivo es proporcionar la información para hacer la mejor elección de madera para su proyecto.

¿Cuánto peso puede soportar un 4X4?

La cantidad de peso que puede soportar un 4×4 depende de su orientación, especie de madera, grado, longitud, altura o luz, contenido de humedad, orientación del grano, condición y el tipo y ubicación de la carga. Cuando observamos los 4×4, generalmente buscamos maderas blandas como Douglas Fir-Larch (DF-L), Southern Pine (SP), Hemlock-Fir (HF), Spruce-Pine-Fir (SPF), Cedar, Redwood, Pino Rojo o Pino Ponderosa. Las especies comunes de la región tienden a estar más fácilmente disponibles y, a veces, incluso menos costosas.

A 4×4 es en realidad 3-1/2” por 3-1/2” una vez seco y cepillado. Algunos tienen las aristas cuadradas y otros redondeadas, lo que afectará marginalmente al uso y porte. Si se va a exponer una superficie, un 4×4 tiene 4 caras del mismo tamaño para elegir, así que con suerte al menos una se verá bien.

El lugar donde se corta el 4 × 4 en el árbol también afecta su fuerza de carga. Los 4×4 cortados del duramen suelen ser más débiles que los cortados de la albura, así que revise el grano final del 4×4 para ver si hay anillos de crecimiento antes de comprarlo, o compre un 4×4 de 10 pies y córtelo a la medida.

Muchos 4×4 de 8 pies de largo son el subproducto de las industrias de chapa de madera o madera contrachapada. Son los núcleos de los troncos peladores, por lo que son esencialmente duramen. Eso significa que son más resistentes a los hongos, la contracción y la deformación que la albura, pero tampoco aceptan bien el tratamiento a presión. Por lo general, funcionan bien para postes de cercas y barandas o amarres de jardín, pero no son los mejores para uso estructural.

Dependiendo de todos los factores, un Los 4×4 de 8 pies colocados horizontalmente con soporte en cada extremo soportarán de manera segura alrededor de 500 libras en su centro antes de doblarse excesivamente, y alrededor de 1000 libras si el peso se distribuye uniformemente a lo largo de su longitud. Sin embargo, si se sujeta adecuadamente cada 16”, entonces el peso máximo es de alrededor de 4000 libras, que también suele ser el peso con el que se rompe o se corta. El mismo 4×4 orientado verticalmente para la compresión soportará alrededor de 6000 PSI antes de fallar o pandearse, aunque, si se sujeta correctamente, podría soportar un peso significativamente mayor.

¿Cuánto peso puede soportar horizontalmente un 4×4?

La cantidad de peso que puede manejar un 4 × 4 no solo es una preocupación de construcción, sino también de seguridad. Usar un 4×4 horizontalmente como cabecera, viga, placa superior u otro propósito no es tan común hoy como lo era antes. Dependiendo de dónde se cortan en un tronco de sierra, a menudo se determina cuánto se torcerán, deformarán y doblarán, lo que puede causar problemas estructurales, de seguridad y de acabado.

La especie de madera, su grado, el número de nudos y su ubicación, condición y luz también afectan la resistencia portante. El pino del sur y el abeto Douglas son comunes en la industria de la construcción y más resistentes que la mayoría de las demás maderas blandas.

Los 4×4 de grado 1 y 2 se usan para construcción y carga, mientras que el n.° 3 no está diseñado para transportar tanto. Verifique el grano final para determinar si está cortado desde el centro del tronco o del borde, ya que el corte central no es tan fuerte. Además, verifique si hay torceduras, coronas, deformaciones e inclinaciones, así como también la cantidad de nudos y sus ubicaciones: cuantos menos, mejor.

Típicamente, un El 4×4 de 8 pies apoyado en ambos extremos soportará de manera segura alrededor de 500 libras en el centro. Distribuir el peso a lo largo del mismo 4×4 aumentará el límite de carga a alrededor de 1,000 libras. Apoyar adecuadamente el 4×4 a lo largo aumentará la capacidad de carga a aproximadamente 4,000 libras a medida que se reduce significativamente el espacio. Sin embargo, en caso de duda, consulte con un ingeniero estructural o con su departamento de construcción local.

¿Cuánto peso puede soportar verticalmente un poste de madera de 4 × 4?

La cantidad de peso que un poste 4×4 puede soportar verticalmente depende de una variedad de factores, como la especie y el grado. Además, el tipo de base o zapata sobre la que se asienta, el número y la ubicación de los soportes, además de los parámetros de carga, influyen en los límites de soporte de peso. La madera incisa no soportará tanto como la madera no incisa, ni el corte central versus el corte de borde.

Un 4×4 mide en realidad 3-1/2” por 3-1/2”, lo que afecta los parámetros de carga; sin embargo, los códigos de construcción y la industria están clasificados para las dimensiones reales. Por lo general, un poste soporta una rejilla de vigas de piso o cubierta, un techo, una barandilla o una cerca. El área que transporta específicamente se conoce como el área tributaria. Cuanto más corta sea la longitud de la publicación, más podrá soportar. Los postes más largos requieren refuerzos para evitar que se doblen, de lo contrario, pueden doblarse o romperse como un palillo comprimido desde ambos extremos.

Con base en la especie, el grado, la altura de la carga y si está incisa o no, un 4×4 tiene una capacidad de carga de compresión axial que varía de 8,071 lb a 23,098 lb a una longitud de 2 pies, y de 3168 lb a 5598 lb a 10 pies. Sin embargo, según el Código Internacional de Construcción Residencial (IRC-2018), un El poste de plataforma 4×4 se puede usar hasta un máximo de 6′-9” de altura. También debe tener un soporte adecuado y vigas y viguetas del tamaño y la separación adecuados para una carga viva y muerta combinada de 50 libras por pie cuadrado.

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

La especie, el grado, el contenido de humedad, la condición, el número de nudos y su ubicación, y la luz o la altura sin soporte o arriostramiento afectan la capacidad de carga de un 4×4. Las acciones de congelación y descongelación también son fuerzas que también deben contarse. La profundidad, el ancho y el espaciamiento de las zapatas afectan la capacidad de carga, especialmente con respecto a cuánto peso se puede soportar en suelos cohesivos y no cohesivos.

El lugar donde se corta el 4×4 en el tronco de la sierra también afecta su fuerza. Muchas longitudes de 8 pies son núcleos, un subproducto de la industria de chapas y madera contrachapada, lo que significa que son duramen o la médula central y no tan fuertes como los cortados de la parte exterior del tronco. La incisión mejora la profundidad de penetración del tratamiento de presión, pero también disminuye la capacidad de carga general, por lo que es otro factor a tener en cuenta.

Las cargas estáticas y dinámicas son otras consideraciones que deben tenerse en cuenta en la capacidad de carga. Se debe incluir el peso de los materiales de construcción y el mobiliario estacionario que deben soportarse.

Al igual que el movimiento sísmico, la fuerza del viento y los movimientos y vibraciones de fuentes tales como máquinas y humanos, o cargas vivas. Si bien todos estos factores afectan la capacidad de carga de los 4×4, también afectan la de cualquier otra madera dimensional. En caso de duda, consulte con su departamento de construcción local o con un ingeniero estructural.

¿Puedo usar un 4×4 como viga?

Una viga es un elemento estructural horizontal que se utiliza para soportar o transportar cargas verticales, cortantes y, a veces, horizontales. Las vigas normalmente deben resistir fuerzas transversales o laterales contra su eje, en otras palabras, fuerzas de flexión. Mientras que las vigas de hoy en día están hechas de hormigón armado, metal, madera y otros materiales, históricamente estaban hechas de madera.

La especie de madera, su grado y sus dimensiones fueron factores determinantes en la distancia que podía abarcar una viga y cuánto podía soportar. Las vigas en la mayoría de las casas y graneros antiguos son enormes en comparación con la mayoría de las construcciones modernas. El roble y otras maderas duras eran apreciados para su uso como vigas, pero también se usaban maderas más ligeras y abundantes como pinos, abetos, piceas y otras coníferas.

Hoy en día, la mayoría de los 4×4 de madera que se usan en la construcción son maderas blandas, por lo que su resistencia, según la especie, el grado y otros factores, determina su capacidad de carga y qué tan apropiados serían para usarlos como viga. Cómo y dónde se van a usar, y qué cargas deben soportar determina su luz, que en la mayoría de los casos no es muy grande.

Un 4×4 hoy en día es típicamente de 3-1/2″ por 3-1/2″, lo que le da una profundidad de 3-1/2″ y un módulo de sección transversal de casi 5″ (4,95″). Cuando se usa horizontalmente como viga, su luz puede variar de 1′-4″ a 4′-0″ según el IRC de 2018, aunque en algunas circunstancias puede llegar a 6′-11″. Si planea usar un 4×4 como viga estructural, es mejor consultar con un ingeniero estructural.

Madera más fuerte para 4×4

Al seleccionar un 4 × 4, verifique el grano final. Si los anillos de crecimiento forman círculos, el tronco es el núcleo de un pelador y no será tan fuerte como uno que tiene anillos descentrados y no es un núcleo. Cuanto más planos sean los anillos, más lejos del núcleo o de la médula de la que fueron aserrados.

El grado de la madera es un factor importante en la resistencia de la madera. El grado selecto y el n. ° 1 se denominan comúnmente como la madera mejor o más fuerte, siendo el grado n. ° 2 casi tan fuerte. El grado indica cómo los nudos, las grietas y otras imperfecciones en la madera pueden afectar su resistencia.

Las especies de madera son tan importantes como el grado y la fibra final. Los 4×4 que se utilizan en la construcción suelen ser de madera blanda. El pino del sur y el abeto de Douglas son los más fuertes.con tsuga y SPF (abeto-pino-abeto) y cedro que tiene menos fuerza.

Los códigos de construcción y el American Wood Council prueban y califican o clasifican la madera según la especie y el grado de resistencia, y tienen diferentes tablas para comparar. Al seleccionar la madera más resistente, elija el grado n.º 1 con fibra final más plana y de las especies más fuertes apropiadas para el propósito que necesita y su presupuesto.

Si bien las maderas blandas son típicas en la construcción, cabe señalar que también se utilizan diferentes especies de madera dura. Históricamente, los robles y los arces se utilizaron para vigas y como elementos estructurales decorativos, pero su precio impide su uso común.

¿Qué distancia puede alcanzar un 4×4 sin hundirse?

La distancia que puede abarcar un 4×4 (3-1/2”x3-1/2”), o cualquier madera, se basa en su especie, grado, peso soportado, tiempo o duración, y otros factores como gravedad, contenido de humedad y cómo se distribuye la carga: carga uniforme o central. Repartir el peso a lo largo del tramo reduce la incidencia de pandeo, al igual que la reducción de la distancia o tramo sin soporte. La inercia también es un factor que debe tenerse en cuenta, pero esa es otra historia.

Con la mayoría de las especies de madera blanda para construcción de grado #2 o superior que abarcan 8 pies, la incidencia inicial aceptable de pandeo es de 0.02”/pie sin carga ni peso aparte de sí mismo y la gravedad. Un 4×4 de 8 pies con un contenido de humedad (MC) del 12 % pesa alrededor de 27,3 libras y tiene un incidente de pandeo de 0,001/pie en un tramo de 8 pies. Un 4×4 de 16 pies pesa alrededor de 54.6 libras al 12% de MC y tiene un incidente total de pandeo de 0.07” en un tramo de 16′. Ambos están bien dentro de los parámetros de hundimiento aceptables.

Colgar 250 libras en el medio de un 4×4 con un tramo de 8 pies produce un hundimiento total de 0,07” o 0,019” por pie, lo cual es aceptable. Subir ese peso a 1000 libras produce un hundimiento de 0,3” en total, o 0,075” por pie, lo que se considera excesivo o inaceptable. Extienda esas 1000 libras a lo largo de la viga de 4×4, y el hundimiento cae a 0.15” o 0.037” por pie, lo que se considera límite.

Apoye el 4×4 en centros de 16”, de modo que la luz sea de alrededor de 12-1/2”, y la cantidad de peso que se puede transportar sin que el incidente de pandeo se vuelva inaceptable aumenta significativamente. Teóricamente, un 4×4 puede soportar 30,000 libras por pie, siempre que los soportes no se doblen y el 4×4 se comprima. Extienda el soporte a centros de 24” para que la distancia sea de aproximadamente 20.5”, y la carga que causa demasiada caída cae a alrededor de 10,000 libras por pie.

El tiempo o la duración también son factores a considerar. El pandeo o deflexión inicial generalmente aumentará hasta en un 50% con el tiempo, incluso sin que lo afecte nada más que la gravedad. Por sí solo, sin carga, un 4×4 se extenderá 8 pies sin pandeo perceptible.

¿Cuál es más fuerte 4×4 o 2 2×4?

Un 2×4 mide en realidad 1-1/2” de ancho por 3-1/2” de profundidad, por lo que un 2×4 doble o hermano tiene 3” de ancho por 3-1/2” de profundidad, mientras que un 4×4 generalmente es 3-1/2” de ancho y 3-1/2” de espesor. Dependiendo de la orientación, los dos tienen la misma medida o el 4×4 es mayor en 1/2″ o aproximadamente un 15 % que el 2×4 duplicado. La mayor dimensión hace poca diferencia cuando se apoya horizontalmente en el grosor de 3-1/2”, pero hace que el 4×4 sea más fuerte en una posición vertical.

La sección transversal de un 4×4 es de aproximadamente 4,95” y el 2×4 gemelo es de 4,6”, lo que hace que el 4×4 sea más fuerte y menos propenso a doblarse bajo cargas similares. Sin embargo, un 4×4 es más susceptible a torcerse y agrietarse, mientras que dos 2×4 bien sujetos entre sí tienen menos probabilidades de torcerse, arquearse o desarrollarse a través de grietas, por lo que es menos probable que fallen.

Además, un 2×4 de pino de 8 pies n.º 2 o superior actualmente cuesta $4,15 USD en mi área, y un 4×4 Douglas Fir n.° 2/BTR cuesta $13,37 USD por una longitud de 8 pies. Entonces, un 2×4 duplicado costará alrededor de $8.30 en comparación con el precio de los 4×4. Dos 2×4 con un 12% de MC tendrán un peso combinado de aproximadamente 18 libras, y el 4×4 de 8 pies pesa alrededor de 27.3 libras, lo que hace que el 2×4 doble sea más económico y liviano para moverse en un lugar de trabajo.

Si bien el 4×4 es técnicamente más fuerte que los 2×4 hermanos, básicamente reciben el mismo trato por parte de los códigos de construcción cuando se usan horizontalmente. Los 4×4 usados ​​verticalmente son reconocidos como más fuertes, por lo que se usan más comúnmente como postes y soportes que dos 2×4. Dado que los 2×4 son significativamente más comunes en la construcción, es más probable que se dupliquen y se usen en lugar de un 4×4 horizontal.

Conclusión

Un 4 × 4 de 8 pies normalmente puede transportar 1,000 lb horizontalmente a lo largo de su longitud sin una pandeo excesivo, o 500 lb en una carga central. Soportado en centros de 16” y la carga salta a 4,000 lbs. Cuando se usa como poste, el mismo 4×4 puede soportar hasta 6000 PSI e incluso más si se sujeta correctamente. Con suerte, ahora tiene una mejor comprensión de cuánto peso puede soportar o transportar un 4 × 4, y los diferentes factores que pueden afectar su fuerza. Todo lo mejor en tu proyecto.