断面特性計算機 | BeamMetric

断面二次モーメント、断面係数、回転半径を計算。

断面二次モーメントツールの使い方

断面形状(I形鋼、矩形、円形、管)を選択し、フランジ幅、ウェブ厚さ、高さなどの必要寸法を入力します。

計算機は面積断面二次モーメント(IxおよびIy)を算出します。この値は形状の幾何学的特性に基づく曲げ抵抗を表します。

I形鋼では、曲げ抵抗の大部分は中立軸からのフランジの距離によって生じます。そのため、背の高い薄い梁が効率的です。

FAQ

断面二次モーメント、断面係数、回転半径の違いは何ですか?

断面二次モーメントIxはたわみと剛性を支配し、断面係数Sx = Ix/cは曲げ応力(σ = M/Sx)を支配し、回転半径rx = √(Ix/A)は座屈を支配します。例えば50×200 mmの長方形はIx = 3.33×10⁷ mm⁴、Sx = 333,000 mm³、rx ≈ 57.7 mmを持ち、3つの異なる破壊モードを表す3つの異なる数値です。

なぜ長方形では向きがそれほど重要なのですか?

断面二次モーメントは曲げ方向のせいの3乗に比例します。50×200 mm断面を狭い辺で立てると、平らに置く場合の16倍の断面二次モーメントが得られます(3.33×10⁷対2.08×10⁶ mm⁴)。これが床根太を幅広く浅くではなく高く薄く設置する理由です。

中空管は中実に比べてどれほど効率的ですか?

中立軸近くの材料を取り除くと、寄与の少ない場所の重量が除かれます。80 mm内径の100 mm丸管は断面積の36%のみを使いながら中実棒の断面二次モーメントの約59%を保持します — 重量当たり剛性の大きな利得であり、これが管がマストやフレームを支配する理由です。

塑性断面係数Zxは何に使われますか?

Sxは断面が弾性のままと仮定し、Zxは全断面が降伏したと仮定して限界状態(LRFD)設計に使われます。両者の比は形状係数で、長方形は1.5、典型的なI形はりは約1.12-1.18であり、初降伏から完全塑性ヒンジまでの余裕強度を表します。