다양한 단면의 단면 2차 모멘트, 단면 계수, 회전 반경 계산.
단면 형상(I형 보, 직사각형, 원형, 관)을 선택하고 플랜지 너비, 웨브 두께, 높이 등 필요한 치수를 입력합니다.
계산기는 면적 단면 2차 모멘트(Ix 및 Iy)를 산출합니다. 이 값은 형상의 기하학적 특성에 기반한 휨 저항을 나타냅니다.
I형 보에서는 대부분의 휨 저항이 중립축으로부터 플랜지까지의 거리에서 비롯됩니다. 이것이 높고 가는 보가 효율적인 이유입니다.
단면 2차 모멘트 Ix는 처짐과 강성을 지배하고, 단면계수 Sx = Ix/c는 휨 응력(σ = M/Sx)을 지배하며, 회전 반경 rx = √(Ix/A)는 좌굴을 지배합니다. 예를 들어 50×200 mm 사각형은 Ix = 3.33×10⁷ mm⁴, Sx = 333,000 mm³, rx ≈ 57.7 mm를 가지며, 세 가지 서로 다른 파괴 모드를 설명하는 세 개의 다른 숫자입니다.
단면 2차 모멘트는 휨 방향 높이의 3제곱에 비례합니다. 50×200 mm 단면을 좁은 변으로 세우면 눕혀 놓은 것의 16배 단면 2차 모멘트를 얻습니다(3.33×10⁷ 대 2.08×10⁶ mm⁴). 이것이 바닥 장선을 넓고 낮게가 아니라 높고 얇게 설치하는 이유입니다.
중립축 근처의 재료를 비우면 기여가 적은 곳의 무게를 제거합니다. 80 mm 보어를 가진 100 mm 원형 관은 단면적의 36%만 사용하면서 속 찬 봉의 단면 2차 모멘트의 약 59%를 유지합니다 — 큰 강성 대 무게 이득이며, 이것이 관이 마스트와 프레임을 지배하는 이유입니다.
Sx는 단면이 탄성을 유지한다고 가정하고, Zx는 전 단면이 항복했다고 가정하며 한계상태(LRFD) 설계에 사용됩니다. 둘의 비는 형상계수로, 사각형은 1.5, 전형적인 I형보는 약 1.12-1.18이며, 최초 항복부터 완전 소성 힌지 사이의 여유 강도를 나타냅니다.