截面特性计算器 | BeamMetric

计算各种截面的惯性矩、截面模量和回转半径。

截面惯性矩工具使用指南

选择截面形状(工字钢、矩形、圆形或管材),输入所需尺寸,如翼缘宽度、腹板厚度和高度。

计算器确定面积惯性矩(Ix 和 Iy)。该值表示基于几何形状的抗弯刚度。

对于工字钢,大部分抗弯刚度来自翼缘距中性轴的距离。这就是高细梁高效的原因。

FAQ

惯性矩、截面模量和回转半径有何区别?

惯性矩Ix控制挠度和刚度;截面模量Sx = Ix/c控制弯曲应力(σ = M/Sx);回转半径rx = √(Ix/A)控制屈曲。例如50×200 mm矩形的Ix = 3.33×10⁷ mm⁴,Sx = 333,000 mm³,rx ≈ 57.7 mm——三个不同的数字描述三种不同的破坏模式。

为什么方向对矩形如此重要?

惯性矩随弯曲方向高度的立方变化。将50×200 mm截面竖立在窄边上,其惯性矩是平放的16倍(3.33×10⁷对2.08×10⁶ mm⁴)。这就是楼板搁栅装成又高又薄而非又宽又矮的原因。

空心管相比实心管效率如何?

挖空中立轴附近的材料可去除贡献甚微处的重量。内径80 mm的100 mm圆管仅用36%的截面面积即保留实心棒约59%的惯性矩——刚度重量比大幅提升,这就是管材主导桅杆和框架的原因。

塑性截面模量Zx用于什么?

Sx假定截面保持弹性;Zx假定整个截面已屈服,用于极限状态(LRFD)设计。二者之比为形状系数——矩形为1.5,典型工字梁约1.12-1.18——表示首次屈服到完全塑性铰之间的强度储备。