Как убедиться, что прочность шурупов для дерева на вырыв или сдвиг составляет не менее 120 фунтов?

Прочность на выдергивание шурупа для дерева будет больше зависеть от породы дерева, в которое он вкручен, чем от материала шурупа. Геометрия резьбы шурупа также играет роль. Поэтому не стоит беспокоиться о «дешевых» шурупах, лучше обратите внимание на их размер.

Вырыв происходит при разрушении древесины в результате сдвига. Было предложено несколько формул для оценки прочности крепления

Лаборатория лесной продукции Министерства сельского хозяйства США предлагает следующее:

p=15700*G^2*D*L

где p — усилие на выкручивание в фунтах; G — удельный вес древесины (плотность древесины, делённая на плотность воды, см. таблицу 5-3 здесь); D — диаметр хвостовика шурупа в дюймах; L — глубина проникновения резьбовой части шурупа в дюймах. (Предполагается, что есть направляющее отверстие, шуруп вкручивается в поперечном направлении и т. д. Я не учёл здесь все нюансы. Если ваше приложение настолько важно, что для него нужно рассчитывать нагрузку, прочтите весь соответствующий раздел исходного документа.)

Другие предложили простую формулу (неверно указанную после ссылки, исправленную мной здесь), которая напрямую связана с прочностью древесины на сдвиг:

p=pi*D*L*S

где p — прочность на выдергивание; pi = 3,14; D — диаметр винта, L — длина навинченной резьбы, а S — прочность древесины на сдвиг. (убедитесь, что прочность на сдвиг указана в единицах измерения, соответствующих длине, например, если длина указана в дюймах, то прочность на сдвиг должна быть указана в фунтах на квадратный дюйм).

Эта упрощённая формула идеализирует ситуацию и предполагает, что вся нагрузка приходится на цилиндрическую область древесины, диаметр и длина которой соответствуют диаметру и длине ввинченной резьбы (выражение pi*D*L выше представляет собой площадь этой поверхности). Если вы используете эту формулу, обязательно уменьшите фактическую нагрузку с запасом прочности в 2 или более раз.

Лично я бы прочитал отчёт FPL и воспользовался первой формулой.

Прикрепите кусок бруса 2x4 к балке с помощью одного шурупа того типа, который вы планируете использовать. Возьмитесь за брус 2x4 и поднимитесь. Если ваш вес составляет 120 кг или больше и брус не отрывается, то всё в порядке.

Я делаю так: беру скобу, прикрепляю её к нижней части стойки в гараже и встаю на неё. Мой вес — 260 кг. Если она выдержит мой вес, то выдержит и вес 130–150 кг, установленный с помощью тех же шурупов в стойках из того же дерева. Эмпирический, но простой метод.