Momento de inércia, módulo de resistência e raio de giração.
Selecione a forma da secção (perfil I, retangular, circular ou tubo). Insira as dimensões necessárias como largura do banzo, espessura da alma e altura.
A calculadora determina o momento de inércia de área (Ix e Iy). Este valor representa a resistência à flexão da secção em função da sua geometria.
Em perfis I, a maior parte da resistência à flexão provém da distância dos banzos ao eixo neutro. Por isso as vigas altas e esbeltas são tão eficientes.
O momento de inércia Ix governa a flecha e a rigidez; o módulo de resistência Sx = Ix/c governa a tensão de flexão (σ = M/Sx); e o raio de giração rx = √(Ix/A) governa a flambagem. Um retângulo de 50×200 mm, por exemplo, tem Ix = 3,33×10⁷ mm⁴, Sx = 333.000 mm³ e rx ≈ 57,7 mm — três números diferentes que descrevem três modos de falha diferentes.
A inércia varia com o cubo da altura na direção de flexão. Colocar uma seção de 50×200 mm em pé sobre o lado estreito dá 16 vezes o momento de inércia de deitá-la (3,33×10⁷ contra 2,08×10⁶ mm⁴). Por isso as vigotas de piso são instaladas altas e finas em vez de largas e baixas.
Esvaziar material perto do eixo neutro remove peso onde ele contribui pouco. Um tubo redondo de 100 mm com furo de 80 mm conserva cerca de 59% do momento de inércia da barra maciça usando apenas 36% de sua seção — um grande ganho de rigidez por peso, razão pela qual os tubos dominam mastros e estruturas.
Sx supõe que a seção permaneça elástica; Zx supõe que toda a seção escoou e é usado no dimensionamento por estados-limite (LRFD). Sua razão é o fator de forma — 1,5 para um retângulo, cerca de 1,12-1,18 para um perfil I típico — representando a reserva de resistência entre o primeiro escoamento e uma rótula plástica completa.