Silindirik yatay kiriş seçmek neden mantıksızdır

Silindirik yatay kiriş seçmenin akıllıca olmadığını duydum. Sorum neden?

Yatay bir kirişin mukavemeti, kesit modülü adı verilen bir özelliğe dayanarak tanımlanır . Üst ve alt kısımlara daha fazla malzeme dağıtılmış olan şekiller daha yüksek kesit modülüne sahiptir. Bu yüzden I-şekilli kirişler veya uzun dikdörtgenler yaygın seçimlerdir. Öte yandan yuvarlak şekiller, malzemelerinin çoğunun şeklin merkezi etrafında yoğunlaştığını ve üstte ve altta çok az olduğunu, bu nedenle çok güçlü kirişler oluşturmadıklarını gösterir. Bu, yuvarlak bir kirişin, daha uzun şekilli bir kirişle aynı mukavemete ulaşmak için çok daha fazla malzemeye ihtiyaç duyacağı anlamına gelir.

Kullanışlı bir cetvel veya başka bir ince malzeme alırsanız ve bükmeye çalışırsanız bunu sezgisel olarak görebilirsiniz. Düz yönde, çok zayıf ve bükülmesinin kolay olduğunu göreceksiniz. Geniş yönde olsa da, oldukça güçlü. Malzeme parçası aynı boyutta olmasına rağmen, üst ve alt kısımda daha fazla yer olması onu daha güçlü hale getirir.

Bunun sebebini anlamak çok zor değil, bir kiriş büküldüğünde mükemmel bir şekilde düz kalamaz. Bir eğri oluşturmak için şekli biraz değiştirmelidir. Üst kısmı sıkıştırılır (içe doğru itilir) ve alt kısım gerilme stresi yaşar (parçalanır.) Merkeze yaklaştıkça, her tipte daha az stres olur. Aslında, ortasına geldiğinizde, ışın ne ayrılır ne de birlikte itilir, buna 'nötr eksen' denir. Bu nedenle, üst ve alt, sıkıştırma ve gerginliğe direnmek için güçlü olmalı, ancak merkez sadece her şeyi bağlı tutacak kadar güçlü olmalıdır.

Yatay bir ışın (belki görsel nedenler veya rüzgar direnci için) için silindirik bir şekil kullanmak istiyorsanız, yuvarlak bir tüp katı bir silindirden daha verimli olacaktır, çünkü nötr eksen etrafında daha az malzeme vardır. Yine de dikdörtgen bir boru veya geleneksel yapısal şekil kadar verimli olmaz.

Silindirik bir kiriş, verilen durum için muhtemelen en iyi kiriş değildir. Bu, silindirik bir kirişin yararlı olacağı belirli bir durum olmadığı anlamına gelmez.

Artıları

• Herhangi bir yönde veya yön kombinasyonunda aynı yüke dayanabilir. Yatay yönde dikey yönde olduğu kadar güçlüdür.
• Yanal Burulma Burkulması (LTB) sınır durumu hakkında endişelenmenize veya kontrol etmenize gerek yoktur.
• Kiriş-kolonu (momentler ve eksenel yükler birlikte) iyi çalışır.
• Boyalı alan veya buz oluşumu gibi şeyler göz önüne alındığında, dairesel şekil diğer şekillere göre daha az yüzey alanına sahip olabilir.

Eksileri

• Sadece bir yönde yükler için I-şekli kadar verimli (mukavemet başına malzeme ağırlığı).
• Bölümleri bulmak zor veya daha yaygın şekillerden daha maliyetli olabilir.
• Uçlardan ve yandan gelen diğer üyelere bağlantılar daha karmaşıktır.
• Konsantre yük alanlarındaki takviye malzemelerinin tasarımı ve üretimi daha zordur.

"Artılar" listesindeki öğelerden biri "Eksiler" den büyük ölçüde ağır basmadıkça, silindirik bir kiriş muhtemelen en iyi seçenek değildir.

Silindirik bir yatay kirişin kullanılması, ek bir mukavemet sağlamayan ağırlık eklediği için mantıksızdır.Bu nedenle, estetik kaygılar silindir şeklinin kullanılmasını gerektirmedikçe, yanlış olan gereksiz malzeme için ödeme yapıyorsunuz. Oldukça alışılmadık yanal yükler, silindirik bir kiriş kullanımını bir seçenek haline getirebilir, ancak bu kuvvetler normalde diğer tasarım bileşenleri ile ele alınır.