كيفية حساب معامل القسم لشعاع H؟

مرحبًا يا من هناك! باعتباري أحد موردي العارضة H، غالبًا ما يتم سؤالي عن كيفية حساب معامل القسم للعارضة H. إنه جانب حاسم عندما يتعلق الأمر بفهم القدرات الهيكلية لهذه العوارض، لذلك فكرت في تفصيلها لك بطريقة بسيطة.

أولاً، دعونا نتحدث عن ما هو معامل القسم. بعبارات بسيطة، معامل القسم هو خاصية هندسية للمقطع العرضي. يتم استخدامه لتحديد الضغط في شعاع تحت الانحناء. معامل القسم الأعلى يعني أن الشعاع يمكنه تحمل المزيد من إجهاد الانحناء دون أن يفشل.

الآن، بالنسبة للعارضة H، فهي تتمتع بشكل مميز مع شفة علوية وسفلية أفقية وشبكة عمودية تربط بينهما. يمنحها الشكل خصائص هيكلية ممتازة، مما يجعلها خيارًا شائعًا في مشاريع البناء والهندسة.

الصيغة الأساسية لمعامل القسم

يتم إعطاء صيغة معامل القسم (S) بواسطة:

[S=\frac{I}{c}]

حيث (I) هي لحظة القصور الذاتي للمقطع العرضي و (ج) هي المسافة من المحور المحايد إلى الألياف الخارجية للحزمة.

حساب عزم القصور الذاتي ((I))

يعد حساب عزم القصور الذاتي للشعاع H أكثر تعقيدًا بعض الشيء بسبب شكله. يمكننا تقسيم شعاع H إلى ثلاثة أجزاء: الحافة العلوية، والويب، والشفة السفلية.

لنفترض الأبعاد التالية لشعاع H:

• عرض الشفاه العلوية والسفلية هو (ب).
• سمك الشفاه العلوية والسفلية هو (t_f).
• ارتفاع الويب هو (h_w).
• سمك الويب هو (t_w).

يمكن حساب لحظة القصور الذاتي لشعاع H حول المحور السيني (المحور الذي يمر عبر النقطه الوسطى للمقطع العرضي والموازي للفلنجات) على النحو التالي:

لحظة القصور الذاتي للشفة العلوية حول محورها المركزي الموازي للمحور السيني هي (I_{f1}=\frac{1}{12}b t_f^3). باستخدام نظرية المحور المتوازي، فإن لحظة القصور الذاتي للشفة العلوية حول المحور السيني للشعاع H هي (I_{f1}'=I_{f1}+A_{f1}d_1^2)، حيث (A_{f1}=b t_f) هي مساحة الحافة العلوية و (d_1=\frac{h}{2}-\frac{t_f}{2}) ( (h = h_w + 2t_f) هو الارتفاع الإجمالي للعارضة H).

وبالمثل، بالنسبة للشفة السفلية، فإن عزم القصور الذاتي حول محورها المركزي الموازي للمحور السيني هو (I_{f2}=\frac{1}{12}b t_f^3)، وحول المحور السيني للشعاع H هو (I_{f2}'=I_{f2}+A_{f2}d_2^2)، حيث (A_{f2}=b t_f) و (d_2=\frac{h}{2}-\frac{t_f}{2}).

لحظة القصور الذاتي للويب حول محورها المركزي الموازي للمحور السيني هي (I_w=\frac{1}{12}t_w h_w^3).

إجمالي عزم القصور الذاتي لشعاع H حول المحور x، (I_x=I_{f1}'+I_{f2}'+I_w)

حساب المسافة ((ج))

المسافة (ج) من المحور المحايد إلى الألياف الخارجية للحزمة هي ببساطة (\frac{h}{2})، حيث (h) هو الارتفاع الإجمالي للشعاع H.

بمجرد أن نحسب (I) و(c)، يمكننا إيجاد معامل القسم (S=\frac{I}{c})

حساب المثال

لنفترض أن لدينا شعاع H بالأبعاد التالية:

• (ب = 100\مسافة ملم)
• (t_f=10\مسافة مم)
• (h_w = 200\مساحة مم)
• (t_w = 8\مسافة مم)

أولاً، احسب الارتفاع الإجمالي للعارضة H (h=h_w + 2t_f=200 + 2\times10=220\space mm)

مساحة الحافة العلوية (A_{f1}=b t_f=100\times10 = 1000\space mm^2)
عزم القصور الذاتي للشفة العلوية حول محورها المركزي (I_{f1}=\frac{1}{12}b t_f^3=\frac{1}{12}\times100\times10^3=\frac{100000}{12}\approx8333.33\space mm^4)
المسافة (d_1=\frac{h}{2}-\frac{t_f}{2}=\frac{220}{2}-\frac{10}{2}=105\مساحة ملم)
باستخدام نظرية المحور الموازي، (I_{f1}'=I_{f1}+A_{f1}d_1^2=8333.33+1000\times105^2=8333.33 + 11025000=11033333.33\مسافة مم^4)

تنطبق نفس الحسابات على الحافة السفلية، لذا (I_{f2}' = 11033333.33\space mm^4)

عزم القصور الذاتي للويب حول محورها المركزي (I_w=\frac{1}{12}t_w h_w^3=\frac{1}{12}\times8\times200^3=\frac{8\times8000000}{12}\approx5333333.33\space mm^4)

إجمالي عزم القصور الذاتي (I_x=I_{f1}'+I_{f2}'+I_w=11033333.33+11033333.33 + 5333333.33=27400000\مساحة مم^4)

المسافة (c=\frac{h}{2}=110\space mm)

معامل القسم (S=\frac{I_x}{c}=\frac{27400000}{110}\approx249090.91\space mm^3)

أهمية معامل القسم في اختيار شعاع H

يعد معامل القسم عاملاً رئيسياً عند اختيار شعاع H لتطبيق معين. إذا كنت تعمل في مشروع حيث سيتم إخضاع الشعاع لأحمال انحناء عالية، فستحتاج إلى شعاع H بمعامل قسم أعلى.

على سبيل المثال، في تشييد المباني واسعة النطاق، تحتاج العوارض المستخدمة لدعم الأرضيات والأسقف إلى معامل قسم كافٍ للتعامل مع وزن الهيكل وأي أحمال إضافية مثل الثلج أو الرياح.

نحن نقدم مجموعة واسعة من الحزم H، بما في ذلكA36 A572 50 شعاع فولاذي قياسي,ح شعاع 300 × 300، وشعاع H من الصلب الكربوني. تحتوي كل من هذه العوارض على وحدات مقطعية مختلفة اعتمادًا على أبعادها وخصائص المواد.

لماذا تختار عوارض H الخاصة بنا

إن عوارض H الخاصة بنا مصنوعة من مواد عالية الجودة، مما يضمن السلامة الهيكلية الممتازة. لدينا فريق من الخبراء الذين يمكنهم مساعدتك في اختيار العارضة H المناسبة لمشروعك بناءً على متطلباتك المحددة، بما في ذلك معامل القسم المطلوب.

سواء كنت مقاولًا صغيرًا أو شركة إنشاءات كبيرة، يمكننا أن نوفر لك الكمية المناسبة من عوارض H بأسعار تنافسية. كما نقدم أيضًا أوقات تسليم سريعة لضمان بقاء مشروعك في الموعد المحدد.

إذا كنت بصدد التخطيط لمشروع بناء أو هندسي وتحتاج إلى حساب معامل القسم لمختلف العوارض H أو تحتاج إلى مساعدة في اختيار النوع المناسب، فلا تتردد في الاتصال بنا. نحن هنا لمساعدتك في كل خطوة على الطريق. اتصل بنا لبدء محادثة حول احتياجاتك من H Beam ودعنا نعمل معًا لإنجاح مشروعك.

مراجع

• جير، JM، وجودنو، BJ (2012). ميكانيكا المواد. التعلم سينجاج.
• تيموشينكو، SP، وجير، JM (1972). نظرية الاستقرار المرن. ماكجرو - هيل.