Zawartość
Rozważ obliczenie ciężaru stalowej belki dwuteowej przed przeciążeniem konstrukcji. Stalowe dwuteowniki są zbyt duże i ciężkie jak na konwencjonalną skalę, ale ich ciężar można określić matematycznie za pomocą kilku pomiarów. Ciężar belki stalowej zależy od jej objętości i gęstości ciężaru stali. Objętość zależy od wymiarów wiązki i określa, ile miejsca ona zajmuje. Gęstość masy mierzy liczbę funtów waży stopę sześcienną substancji. W przypadku standardowej stali konstrukcyjnej gęstość masy wynosi około 490 funtów na stopę sześcienną.
Pomiar wiązki dwuteowej
Stalowy kształt dwuteowników składa się z trzech solidnych, prostokątnych elementów zespawanych razem. Każdy z nich należy zmierzyć, aby określić objętość wiązki dwuteowej.
Najpierw zmierz długość stalowej belki dwuteowej w calach. Na przykład długość może wynosić 130 cali.
Po drugie, zmierz grubość i szerokość górnej i dolnej części belki dwuteowej w calach. Wykonaj pomiar od strony wiązki, która wygląda jak „I.” Te grubości i szerokości są zwykle takie same. Załóżmy na przykład, że górna i dolna część belki dwuteowej może mieć zarówno grubość 2 cali, jak i szerokość 10 cali.
Po trzecie, zmierz wysokość i grubość środkowej części belki dwuteowej w calach. Wykonaj pomiar od strony wiązki, która wygląda jak „I.” Na przykład grubość może wynosić 3 cale, a wysokość 15 cali.
Obliczanie objętości i masy
Po pierwsze, pomnóż grubość razy wysokość razy długość przez środkową część belki dwuteowej, aby uzyskać jej objętość w calach sześciennych. Wykonanie tego kroku, na przykład zastosowanego powyżej, prowadzi do 3 cali x 15 cali x 130 cali lub 5850 cali sześciennych.
Po drugie, należy pomnożyć grubość razy szerokość razy długość dla górnej i dolnej części belki dwuteowej oddzielnie, aby uzyskać objętość każdej z nich w calach sześciennych. W przykładzie krok ten daje 2 cale razy 10 cali x 130 cali lub objętość 2600 cali sześciennych dla każdej części.
Po trzecie, dodaj objętość trzech części belki dwuteowej, aby uzyskać całkowitą objętość w calach sześciennych. Kontynuując ćwiczenie, masz 5850 cali sześciennych plus 2600 cali sześciennych plus 2600 cali sześciennych lub 11.050 cali sześciennych.
Po czwarte, przelicz objętość na stopy sześcienne, dzieląc przez 1728, ponieważ stopa sześcienna wynosi 1728 cali sześciennych. Na przykład obliczenia te prowadzą do 11 050 cali sześciennych podzielonych przez 1728 cali sześciennych na stopę sześcienną lub objętości 6,4 stóp sześciennych.
Na koniec pomnóż gęstość stali w funtach na stopę sześcienną przez objętość, aby uzyskać ciężar belki dwuteowej w funtach. Wykonanie ćwiczenia prowadzi do 490 funtów na stopę sześcienną razy 6,4 stóp sześciennych lub waży 3 136 funtów.