Hva er strålestivhet?

I konstruksjonsteknikk er strålestivhet en bjelkeres evne til å motstå avbøyning eller bøyning når et bøyemoment påføres.Et bøyemoment resulterer når en kraft påføres et sted midt i en bjelke festet i en eller begge ender.Det vil også oppstå hvis et dreiemoment påføres bjelken, selv om dette er mindre vanlig i applikasjoner i den virkelige verden.Strålestivhet påvirkes av både materialet i bjelken og formen på bjelkenes tverrsnitt.

Motivasjonen for å designe en bjelke som motstår avbøyning er lett å sette pris på i tilfelle av en bro.For eksempel er betong stor for sin trykkfasthet, men en bro som kun er laget av betong ville være et dårlig valg.Betong er ikke sterk når den er bøyd;En bro laget av betong vil synke i midten på grunn av tyngdekraften og vil sannsynligvis falle fra hverandre.Broen kan være mye sterkere hvis den hadde et slags fundament eller skjelett, for å forhindre at den avleder i midten for mye.

Beam -stivhet kan beregnes ved å bruke to faktorer.Den første faktoren er elastisk modul .Dette er en materiell egenskap som angår materialets tendens til å deformere eller strekke seg ut når stress påføres.Hvis strålen er laget av rustfritt stål, vil den ha en høyere elastisk modul enn, for eksempel, aluminium.Dette skyldes at hvis de samme kreftene blir brukt på samme form av både stål og aluminium, ville stålobjektet deformes mindre.Selv om metaller ikke deformeres mye sammenlignet med gummibånd, oppfører de seg på samme måte;De strekker seg proporsjonalt med hvor hard en styrke trekker på dem.Så en bjelke laget av et materiale med en høy elastisk modul vil ha en høye stråle -stivhet, noe som gjør det mindre sannsynlig å bøye seg.

Den andre faktoren i bjelkestivhet er -området øyeblikk av treghet av bjelkens tverrsnitt.Dette har å gjøre med den vertikale fordelingen av materiale nær eller bort fra midten av bjelken.En ofte brukt stråledesign i sivilingeniør med et treghetsmoment med høyt område er i-bjelken.Det kalles i-bjelken på grunn av tverrsnittet, som er formet som bokstaven ‘i’.Denne formen fokuserer mye av materialet mot bunnen og toppen av tverrsnittet med bare nok materiale i de sentrale regionene til å koble de ytre delene.Årsaken til denne formen er at den maksimerer treghetsmomentet for en gitt mengde materiale.Det vanligste materialet som brukes i I-bjelker er stål, som gir en høy elastisk modul.Disse to egenskapene til i-bjelken gir den en veldig høy strålestivhet.