Hva er Beam Stivhet?

March 7  by Eliza

I konstruksjonsteknikk, er strålen stivhet en beamâ € ™ s evne til å motstå nedbøyning, eller bøyd, når en bøyemoment er brukt. Et bøyemoment oppstår når en kraft påføres et sted i midten av en bjelke festet i en eller begge ender. Det vil også oppstå hvis et dreiemoment påføres strålen, selv om dette er mindre vanlig i reelle applikasjoner. Beam stivhet er avhengig av både materialet i bjelken og formen på beamâ € ™ s tverrsnitt.

Motivasjonen for å utforme en bjelke som motstår nedbøyning er lett å sette pris på i tilfelle av en bro. For eksempel er betong stor for dens trykkfasthet, men en bro laget utelukkende av betong vil være et dårlig valg. Betong er ikke sterk når det er bøyd; en bro fremstilt av betong vil synke på midten på grunn av tyngdekraften, og sannsynligvis vil falle fra hverandre. Broen kan være mye sterkere hvis det hadde en slags foundation, eller skjelett, for å holde den fra å avlede i midten for mye.

Beam stivhet kan beregnes ved hjelp av to faktorer. Den første faktoren er elastisitetsmodulen. Dette er en materialegenskap som er relatert til materialâ € ™ s tendens til å deformere, eller strekke ut, når stress brukes. Hvis strålen er laget av rustfritt stål, vil den ha en høyere elastisitetsmodul enn for eksempel aluminium. Dette er fordi hvis de samme krefter blir påført den samme formen av både stål og aluminium, vil stålobjektet deformeres mindre. Selv om metaller dona € ™ t deformert mye sammenlignet med gummistrikk, de oppfører seg på samme måte; de strekke ut proporsjonalt med hvor hardt en kraft trekker på dem. I så fall vil en bjelke laget av et materiale med høy elastisitetsmodul har en høy bjelke stivhet, noe som gjør det mindre sannsynlig til å bøyes.

Den andre faktoren i strålen stivhet er området treghetsmoment av beamâ € ™ s tverrsnitt. Dette har å gjøre med den vertikale fordelingen av materialet i nærheten av eller bort fra midten av bjelken. Et ofte brukt bjelke utforming i anlegg med en høy område treghetsmoment er I-bjelke. Det kalles I-bjelke på grunn av sin tverrsnitt, som er formet som bokstaven â € ~Iâ € ™. Denne formen fokuserer mye av materialet mot bunnen og toppen av tverrsnittet med bare tilstrekkelig materiale i de sentrale regioner for å kople de ytre delene. Grunnen til denne form er at den maksimerer området treghetsmoment for en gitt mengde materiale. Det vanligste materiale som anvendes i I-bjelker er stål, som gir en høy elastisitetsmodul. Disse to egenskaper av I-bjelken gir det en meget høy stråle stivhet.

  • Beam stivhet er en viktig faktor i bridge design.
  • I-bjelker er særlig stiv.