Hビームサプライヤーとして、私はしばしば、慣性モーメントを計算する方法など、Hビームの技術的側面を理解することに興味がある顧客と出会うことがよくあります。慣性の瞬間は、曲げとたわみに対するビームの抵抗を決定するのに役立つため、エンジニアリングと建設における重要な特性です。このブログ投稿では、Hビームの慣性モーメントの瞬間を計算するプロセスを案内し、プロジェクトに情報に基づいた決定を下すために必要な知識を提供します。
慣性の瞬間を理解する
計算プロセスを掘り下げる前に、まず慣性の瞬間が何であるかを理解しましょう。簡単に言えば、面積の2番目のモーメントとしても知られる慣性モーメントは、その回転運動の変化に対するオブジェクトの抵抗の尺度です。 Hビームのコンテキストでは、負荷にかけられたときに曲げに抵抗するビームの能力を表します。慣性のモーメントが高いほど、ビームは曲げに耐性が高く、構造設計の重要な要素になります。
Hビームの構造
名前が示すように、HビームにはH字型の断面があります。 2つのフランジ（水平部）とそれらを接続するWeb（垂直部分）で構成されています。幅、厚さ、高さなどのフランジとウェブの寸法は、Hビームの慣性モーメントを決定する上で重要な役割を果たします。
Hビームの慣性モーメントを計算します
Hビームの慣性モーメントを計算するために、単純な幾何学的形状の慣性瞬間に平行軸定理と基本的な式を使用できます。このプロセスには、次の手順が含まれます。
ステップ1：Hビームを単純な形に分けます
Hビームを2つのフランジと1つのWebの3つの長方形の形状に分割できます。これにより、長方形の慣性モーメントが比較的簡単に計算できるため、計算プロセスが簡素化されます。
ステップ2：各長方形の慣性モーメントを計算する
その中心体軸（長方形の中心を通る軸）の周りの長方形の慣性モーメントは、次の式を使用して計算できます。
[i_ {xx} = \ frac {bh^3} {12}]
ここで、（b）は長方形の幅、（h）は高さです。
フランジの場合、独自の重心軸に関する慣性モーメントを計算し、平行軸定理を使用してHビーム全体の中心体軸に伝達する必要があります。平行軸定理は、重心軸に平行な軸をめぐる慣性のモーメントが次のように与えられると述べています。
[i = i_ {xx}+ad^2]
ここで、（i_ {xx}）はcentroidal軸に関する慣性モーメントであり、（a）形状の面積、（d）は2つの軸間の垂直距離です。
ステップ3：すべての形状の慣性瞬間を要約します
Hビームの重心軸に関する各長方形（フランジとWeb）の慣性モーメントを計算したら、Hビームの慣性慣性モーメントを得るためにそれらを合計することができます。
例の計算
次の寸法のHビームを考えてみましょう。
- フランジ幅（（B_F））：150 mm
- フランジの厚さ（（T_F））：10 mm
- Web Height（（H_W））：300 mm
- Web厚さ（（T_W））：8 mm
ステップ1：Hビームを単純な形に分けます
2つのフランジと1つのWebがあり、それぞれが長方形と見なされます。
ステップ2：各長方形の慣性モーメントを計算する
- ウェブ：
- 重心軸（（i_ {xxw}））に関するWebの慣性の瞬間は、次のように与えられます。
[i_ {xxw} = \ frac {t_wh_w^3} {12} = \ frac {8 \ times300^3} {12} = 18 \ times10^6 \ mm^4]
- 重心軸（（i_ {xxw}））に関するWebの慣性の瞬間は、次のように与えられます。
- フランジ：
- それ自体の重心軸（（i_ {xxf}）に関する各フランジの慣性の瞬間は次のとおりです。
[i_ {xxf} = \ frac {b_ft_f ^ 3} {12} = \ frac {150 \ times10 ^ 3} {12} = 12500 \ mm ^ 4] - 各フランジの面積（（a_f））は（a_f = b_f \ times t_f = 150 \ times10 = 1500 \ mm^2）です。
- フランジの重硬化軸とHビームの重心軸間の垂直距離（（d）））は（d = \ frac {h_w + t_f} {2} = \ frac {300 + 10} {2} = 155 \ mm）です。
- 平行軸定理を使用すると、Hビームの中心体軸（（i_f））の周りの各フランジの慣性モーメントは次のとおりです。
[i_f = i_ {xxf}+a_fd^2 = 12500+1500 \ times155^2 = 12500+36037500 = 36050000 \ mm^4]
- それ自体の重心軸（（i_ {xxf}）に関する各フランジの慣性の瞬間は次のとおりです。
ステップ3：すべての形状の慣性瞬間を要約します
Hビームの慣性モーメント（（i_ {Total}））は、Webと2つのフランジの慣性モーメントの合計です。
[i_ {total} = i_ {xxw}+2i_f = 18 \ times10^6+2 \ times36050000 = 18 \ times10^6+72100000 = 90100000 \ mm^4]
Hビーム選択における慣性モーメントの重要性
慣性の瞬間は、特定のアプリケーションに適切なHビームを選択する上で重要な要素です。より高い慣性モーメントは、曲げに対する抵抗が大きいことを示しています。これは、重い荷重や長距離に及ぶ必要がある構造に不可欠です。たとえば、ブリッジ構造では、慣性の高いモーメントを持つHビームが、ブリッジの構造的完全性と安定性を確保するためにしばしば使用されます。
私たちのHビーム製品
当社では、幅広いHビームを提供しています。亜鉛メッキHビーム、HビームSS400、 そしてHビーム300 x 300。これらのHビームは、最高品質の基準を満たすために製造されており、特定の要件に合わせてさまざまなサイズと仕様で利用できます。
調達についてはお問い合わせください
プロジェクトのためにHビームを購入することに興味があるなら、私たちはあなたを助けて喜んでいるでしょう。当社の専門家チームは、必要な慣性モーメントを含む特定のニーズに基づいて、適切なHビームを選択するのに役立ちます。お客様にお気軽にお問い合わせください。お客様の要件について話し合い、調達プロセスを開始してください。
参照
- ビール、FP、ジョンストン、ER、Mazurek、DF、＆Cornwell、PJ（2012）。材料の仕組み。マグロウヒル。
- Hibbeler、RC（2016）。材料の仕組み。ピアソン。
