¿Por qué la profundidad del haz es mayor que su ancho?

La fuerza de una viga depende de una propiedad geométrica llamada MI (Momento de inercia).

MI es un índice de la resistencia que la viga ofrece a la flexión cuando se somete a cargas transversales.

Esta propiedad depende de su ancho W y su profundidad, D en el caso de la sección rectangular de ancho W y profundidad D

La fórmula es MI = W x D ^ 3/12

Es decir: ancho W multiplicado por el cubo de la Profundidad, dividido por 12

Ahora quedará claro. Duplicando el ancho, W, simplemente duplica el MI, pero si duplica la profundidad D, el MI aumenta 8 veces, mientras que el área sigue siendo la misma.

Entonces, para un uso óptimo del material (definido por Área) es mejor tener profundidades mayores que anchos.

Mira la figura de abajo. Vea lo fácil que es doblarlo cuando el ancho es mayor que la profundidad

Ahora gírelo 90 grados con la profundidad vertical. ¿Será tan fácil doblarlo?

El momento de resistencia de una viga es directamente proporcional a su segundo momento de área (momento de inercia de la sección transversal). El momento de inercia es proporcional al cubo de profundidad (para una sección rectangular). Por lo tanto, duplicar la profundidad aumenta el momento de resistencia en ocho veces, mientras que duplicar la amplitud aumenta el momento de resistencia dos veces.

Hay un mayor beneficio en aumentar la profundidad en lugar de la amplitud.

Porque para reducir las tensiones de flexión

M / I = f / Y = E / R

I = MOMENTO DE INERCIA DEL HAZ =

(bd (^ 3)) ÷ 12

Para superar la tensión de flexión si aumentamos la profundidad porque la profundidad tiene un factor de cubo en comparación con el ancho

En realidad, un diseño de viga es mejor si hay más material en la parte superior e inferior con una pieza vertical que conecta la parte superior e inferior. Esto se debe a que la parte inferior de una viga está en tensión máxima y la parte superior en compresión máxima en el punto medio del tramo. La pieza vertical de conexión resiste el corte que ocurre principalmente hacia los puntos de soporte. Por lo tanto, la viga de acero I existe por este motivo. Las mejores vigas de madera también tienen forma de viga I (a veces una madera contrachapada vertical con 2 × 4 en la parte superior e inferior). En concreto, las varillas de refuerzo de acero están principalmente en el fondo para resistir la tensión, pero en otros lugares para diferentes condiciones de carga.

Las viguetas de madera están hechas como un rectángulo por simplicidad y costo, pero no son la forma más eficiente. De hecho, los agujeros se pueden cortar en el tramo medio con muy poco efecto sobre la resistencia.

Mientras se diseña la viga, la profundidad es generalmente el doble de su ancho para poder resistir el momento de flexión y una pequeña desviación. Cuando la profundidad es mayor, el área está más lejos del NA, lo que hace que el haz sea más fuerte

Esta pregunta será respondida con otro concepto.

La sección más efectiva para la viga es principalmente un tipo rectangular de vigas donde se encuentra cualquier dimensión más que la otra, que es la ley de calcular un rectángulo.

Por lo tanto, la mayoría de las vigas están diseñadas como rectangulares, que surge con más grosor como profundidad que grosor en ancho.

Por sentido práctico, los objetos más planos ofrecen resistencia por medio de la rigidez, pero puede haber una ligera deformación y estoy seguro de que recupera su posición. Pero el hormigón es frágil, por lo que no hay opciones para que los humanos dependan de la rigidez, solo la defiemación no debe abrirse. Por lo tanto, la viga debe ser menos plana según la carga.

Las vigas reciben cargas en dirección descendente, por lo tanto, la profundidad es más que el ancho.

Coz profundidad juega un papel en contrarrestar el momento. Entonces más profundidad, más BM, menos efecto de flexión.

BM = Fuerza * (profundidad -xyz)