Momento d'inerzia, modulo di resistenza e raggio d'inerzia.
Seleziona la forma della sezione (trave a I, rettangolare, circolare o tubolare). Inserisci le dimensioni richieste come larghezza dell'ala, spessore dell'anima e altezza.
Il calcolatore determina il momento d'inerzia areale (Ix e Iy). Questo valore rappresenta la resistenza della forma alla flessione in base alla sua geometria.
Per le travi a I, la maggior parte della resistenza a flessione deriva dalla distanza delle ali dall'asse neutro. Per questo le travi alte e sottili sono efficienti.
Il momento d'inerzia Ix governa freccia e rigidezza; il modulo di resistenza Sx = Ix/c governa la tensione di flessione (σ = M/Sx); e il raggio d'inerzia rx = √(Ix/A) governa l'instabilità. Un rettangolo 50×200 mm, per esempio, ha Ix = 3,33×10⁷ mm⁴, Sx = 333.000 mm³ e rx ≈ 57,7 mm — tre numeri diversi che descrivono tre diversi modi di rottura.
L'inerzia scala con il cubo dell'altezza nella direzione di flessione. Mettere in piedi una sezione 50×200 mm sul lato stretto dà 16 volte il momento d'inerzia rispetto a porla in piano (3,33×10⁷ contro 2,08×10⁶ mm⁴). Per questo i travetti di solaio sono installati alti e sottili anziché larghi e bassi.
Svuotare il materiale vicino all'asse neutro rimuove peso dove contribuisce poco. Un tubo tondo da 100 mm con un foro da 80 mm conserva circa il 59% del momento d'inerzia della barra piena usando solo il 36% della sua area di sezione — un grande guadagno di rigidezza per peso, motivo per cui i tubi dominano alberi e telai.
Sx presuppone che la sezione resti elastica; Zx presuppone che l'intera sezione abbia snervato ed è usato nella progettazione agli stati limite (LRFD). Il loro rapporto è il fattore di forma — 1,5 per un rettangolo, circa 1,12-1,18 per una tipica trave a I — che rappresenta la riserva di resistenza tra il primo snervamento e una cerniera plastica completa.