Frage:
Auswirkungen des konstruierten rohrförmigen / ringförmigen Trägers auf das Trägheitsmoment
user16
2015-04-06 00:33:26 UTC
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Ich möchte einen Hohlbalken aus 2 "x4" oder 2 "x6" Bauholz konstruieren. 1 sup> Mein Gedanke ist, 4 Bretter zu nehmen und sie gegeneinander zu stoßen, um sie zu formen ein quadratischer Strahl 2 mit einem hohlen Kern. Die Bretter würden geklebt und mechanisch mit Schrauben befestigt, um zu verhindern, dass sich der Balken trennt. Ebenso würde der Balken unter erheblichem Druck geklemmt, während der Klebstoff trocknet.

Meine Frage betrifft das resultierende Trägheitsmoment für den Balken. Mein Verständnis ist, dass Momentgleichungen für Strahlen ein homogenes Material annehmen. Ich mache mir Sorgen, dass dies eine Annahme ist, die ich wahrscheinlich annähern, aber nicht wirklich erfüllen werde.

Kann ich die Standardgleichungen für das Trägheitsmoment so verwenden, wie sie sind?

Oder gibt es eine Art von Herabstufung, die ich auf den Balken anwenden sollte, da es sich um ein Verbundmaterial anstelle eines homogenen Materials handelt? Wenn ich die Bewertung herabsetzen sollte, wie würde ich das in den Standardberechnungen anwenden?

1 sup> Bitte beachten Sie, dass dies Nennabmessungen sind. Die tatsächlichen Abmessungen sind ungefähr $ \ frac {1} {2} "$ kleiner. Sub>
2 sup> Nominell wäre das ein 6" - oder 8 "-Quadrat, würde es aber tun 5 "oder 7" sein, wenn die tatsächlichen Abmessungen berücksichtigt werden. sub>
3 sup> Bitte beachten Sie auch, dass diese Träger nicht in einer tragenden Weise verwendet werden, in der sich jemand befindet könnte verletzt werden. Ich baue eine Pergola und möchte einen elektrischen Draht durch die Mitte der Balken verlegen. sub>

Ich schlug eine Änderung des Titels der Frage vor - Änderung des Verbundträgers in rohrförmig / ringförmig. Ein Verbundträger besteht aus mehr als einem Material wie Sperrholz, Holz und Elfenbein für alte Jagdbögen
Ich denke, was Sie wirklich suchen, ist "anisotropes" Holz ist wie ein Verbundwerkstoff, da es unterschiedliche Materialeigenschaften parallel und quer zur Maserung aufweist.
Einer antworten:
#1
+7
William S. Godfrey- S.E.
2015-04-06 12:46:45 UTC
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Trägheitsmoment ist keine Materialeigenschaft, sondern eine geometrische Eigenschaft. Unabhängig von dem Material, mit dem Sie es zu tun haben, hat ein Element mit einem Querschnitt von 2 Zoll Breite und 10 Zoll Höhe das gleiche Trägheitsmoment. Daher sollten Sie die Standardgleichungen zur Berechnung des Trägheitsmoments Ihres Balkenabschnitts verwenden.

Um den Teil Ihrer Frage zu den nicht isotropen (anisotropen) Materialeigenschaften von Holz zu beantworten. Die maßgeblichen Codes / Standards für das Holzdesign (National Design Specification, NDS, für Holzbau in den USA) schlagen vor, die inhärente anisotrpoische Natur des Holzes zu ignorieren und stattdessen einen konservativ niedrigeren Wert für diese Eigenschaften zu verwenden. Die am besten geeignete dieser Eigenschaften für die Konstruktion von Bauholz ist der Elastizitätsmodul, dessen Werte in der Ergänzung zur NDS-Liste auf Artenbasis zusammengestellt sind.

Und in Bezug auf die "Herabstufung" der Materialeigenschaften Da Sie ein aufgebautes Element erstellen, sollten Sie Ihre Materialeigenschaften in keiner Weise ändern. Sie haben Ihre Materialeigenschaften nicht geändert. Stattdessen müssen Sie die Scherkraft berechnen, die zwischen all Ihren Elementen übertragen wird, und Ihre Dübelbefestigungen (Nägel) oder Kleber entsprechend entwerfen. Dies erfolgt durch Berechnung des Scherflusses $ (q = \ frac {VQ} {I}) $.

Zusammenfassend können Sie Ihre Analyse / Konstruktion vervollständigen, indem Sie das Trägheitsmoment Ihres Gebäudes richtig berechnen -up Element, unter Verwendung der entsprechenden Materialeigenschaften und korrekter Dimensionierung Ihrer Befestigungselemente.

Ich habe selbst keine Kopie des NDS, aber laut Seite 5 dieser älteren Version (http://www.awc.org/pdf/wsdd/C3.pdf) gibt es einige Derationen für aufgebaute Abschnitte . Es ist jedoch sicher richtig, dass es den Trägheitsmoment selbst nicht ändert.


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