خواص القطاعات
المساحة وعزوم القصور الذاتي ومعاملا المقطع المرن واللدن وأنصاف أقطار القصور الذاتي والمحاور الرئيسية للزوايا، للقطاعات I والصندوقية والقنوات والزوايا وT والمواسير والمقاطع المخصَّصة، مع فحص إجهادات وفق AISC ASD 1989.
تُجمَّع المقاطع المركَّبة بنظرية المحاور المتوازية I = Σ(I_c + A·d²)؛ ومعامل المقطع المرن هو W = I/c عند الليف الحاكم، بينما يُؤخذ المعامل اللدن حول محور تساوي المساحة، وهو ليس مركز الثقل ما لم يكن المقطع متماثلًا حوله. وفي الزاوية، التي لا يكون محورا ضلعيها محورين رئيسيين، يعطي حاصل ضرب القصور الذاتي القيم I_u وI_v وi_v. وتُقرأ المقاسات الكتالوجية من EN 10365 وDIN 1026-1 بدل إعادة بنائها، وتفحص لوحة الإجهادات الإجهادات المرنة للصلب تحت أحمال التشغيل وفق AISC ASD 1989، ولا تعطي حكمًا إذا تجاوز أحد العناصر حد نسبة العرض إلى السُمك.
الشكل والأبعاد
المحاور: x-x أفقي وy-y رأسي كما في الرسم. وفي القطاعات الكتالوجية يكون x-x هو المحور الأقوى، ويسميه EN 10365 المحور y-y (Iy وWel,y وWpl,y) ويسمي المحور الأضعف z-z. وإذا لم يكن x وy محورين رئيسيين (كما في الزاوية) تُعرض أيضًا المحاور الرئيسية u-u (الأقوى) وv-v (الأضعف)، ويستخدمها فحص الإجهادات.
المادة والقوى الداخلية
خواص المقطع
فحص الإجهادات
—
| فحص الإجهادات | MPa | المسموح | نسبة الاستغلال | الحاكم |
|---|
حدود نسبة العرض إلى السُمك: AISC ASD (1989) الجدول B5.1 والبند F4
| العنصر | النسبة | الحد | الحاكم |
|---|
جدول مقارنة المقاطع
| المقطع | الأبعاد | A cm² | Ix cm⁴ | Wx cm³ | Zx cm³ | Iy cm⁴ | kg/m | نسبة الاستغلال | حذف الصف |
|---|
لا توجد مقاطع بعد، اختر مقطعًا ثم أضفه.
الوحدات: الأبعاد بالمليمتر، والقوى بالكيلونيوتن، والعزوم بالكيلونيوتن·متر، والإجهادات بالميجاباسكال. تُعرض المساحة بالسنتيمتر المربع وعزوم القصور بالسنتيمتر⁴ ومعاملات المقطع بالسنتيمتر³، وهي وحدات جداول القطاعات، بأربعة أرقام معنوية. يجري الحساب كله بالمليمتر ولا يُقرَّب إلا عند العرض.
أسئلة يطرحها المهندسون
هل تفحص هذه الحاسبة الانبعاج؟
ليس على مستوى العنصر. فهي لا تفحص الانبعاج الجانبي الالتوائي ولا انبعاج الأعمدة ولا اللَّيّ، ولذلك قد يفشل كعنصرٍ مقطعٌ ينجح هنا. أما الانبعاج الموضعي فيُعامَل كشرط قبول: متى أمكن أن تضغط الأحمال العنصر أو تقصه، تُقارَن كل شفة وعصب وضلع وجدار بحد المقطع النون كومباكت في الجدول B5.1 من AISC ASD 1989 (ويُقارَن العصب المعرَّض لضغط منتظم بحد المقطع الكومباكت الأشد)، ويُقارَن العصب بـ h/t_w ≤ 380/√F_y (بوحدة ksi) لاستخدام إجهاد القص المسموح 0.40F_y. والعنصر الذي يتجاوز حده يُعرض له «لا حكم» بدل نسبة الاستغلال، لأن تخفيض الملحق B5 والمعادلة F4-2 غير مُنفَّذين.
من أين تأتي مساحة القص A_v؟
تُملأ مبدئيًّا من الشكل وتبقى قابلة للتعديل. فللقطاعات I والقنوات هي d·t_w وفق AISC 360-22 §G2.1، العمق الكلي لا ارتفاع العصب الصافي، وهي التفصيلة الأكثر خطأً، ويأخذ القطاع T كذلك العمق الكلي × سُمك العصب. ويأخذ الصندوق 2(h − 2t)·t، أي العصبين على الارتفاع الصافي بين الشفتين؛ والزاوية a·t على ضلعها الرأسي؛ والماسورة A/2؛ والمستطيل المصمت A/1.5 والدائرة المصمتة 3A/4، وهما تعطيان أقصى إجهاد قص. والأساس مطبوع بجانب الحقل.
لماذا تختلف خواص الكتالوج عن الأبعاد نفسها مرسومة كمستطيلات؟
السبب أنصاف أقطار الوصل. فالمقاطع المخصَّصة بأركان حادة، ولذلك يأتي المقطع I المخصَّص بأبعاد IPE أو HEA أو HEB أخف بنحو 2–6% في المساحة وفي عزم القصور حول المحور الأقوى. ولهذا يُقرأ المقاس الكتالوجي من جدول EN 10365 أو DIN 1026-1، وتُشتق أنصاف أقطار القصور الذاتي والوزن من قيمتي A وI المُدرجتين، ولا تُستخدم المستطيلات إلا لرسمه.
من أي كود مأخوذة الإجهادات المسموحة؟
من مواصفة AISC ASD لعام 1989: 0.60F_y للشد (البند D1) وللانحناء في المقطع النون كومباكت (الفصل F)، و0.40F_y للقص (المعادلة F4-1). وتُجمع الإجهادات المحورية وإجهادات الانحناء وتُقارن بـ 0.60F_y، وهي معادلة التداخل في ASD عندما تكون كل الإجهادات المسموحة 0.60F_y؛ والضغط فحص للمقطع فقط، لأن F_a لطول حقيقي أقل ولا تُحسب. ونسبة الاستغلال هي الأكبر من فحصي الإجهاد العمودي والقص، وتُعرض قيمة فون ميزس للعلم فقط. ولا تعمل ANSI/AISC 360-22 بالإجهادات المسموحة، ولا تتضمن الصفحة فحصًا للخرسانة.
لماذا تعرض الزاوية I_u وI_v، وإجهاد انحناء أعلى من M/W؟
المحوران الموازيان لضلعي الزاوية ليسا محورين رئيسيين، إذ إن حاصل ضرب القصور الذاتي I_xy لا يساوي صفرًا. وتعرض الصفحة I_xy وعزمي القصور الرئيسيين I_u وI_v ونصفي قطري القصور الذاتي المقابلين والزاوية α من x-x إلى u-u، وتحسب إجهاد الانحناء عند كل ركن مع إدخال I_xy. وهذا هو الانحناء غير المقيَّد، أعلى بنحو 20–35% من M/W حول محور الضلع في المقاسات الشائعة، وهو محافظ إذا كانت الزاوية مقيَّدة لتنحني حول ذلك المحور. ونصف قطر القصور الذاتي الذي يحكم الانبعاج هو i_v، والانبعاج غير مفحوص في الصفحة.
هذا عملنا
التصميم الإنشائي
منشأ محسوب ومُراجع ومرسوم ومُدافَع عنه، وحساب كل عضو محفوظ في الملف.
أدوات ذات صلة
حصر وزن الحديد
ابنِ جدول كميات الحديد من القطاعات والألواح واحصل على الوزن الكلي ومساحة الدهان والتكلفة الاسترشادية للمواد.
تصميم حديد الكولد فورمد
مقاومة مقاطع مفردة من نوعي C وZ للبيرلنز والقوائم في الانحناء: الانحناء بطريقة العرض الفعّال، والقص، والويب كريبلينج، وتفاعلاتها وفق AISI S100-16 أو…
حجم الخرسانة والخلطة
أحجام اثني عشر عنصرًا من القواعد إلى بلاطات الهوردي والسلالم، مع الهدر وأكياس الأسمنت والرمل والركام وتقدير للحديد وتكلفة استرشادية.