למדא › המחברת › בחירת פרופיל
סטטיקה · 8 מתוך 9 מבחנים

בחירת פרופיל

בשאלת תכן לא בודקים חתך נתון, אלא בוחרים אותו מטבלת הפרופילים. במדריך: בחירת IPE לקורה לפי Wx הדרוש, בחירת פרופיל למוט מתוח ולמוט לחוץ, ולמה בעמוד לחוץ הפרופיל הקל ביותר לא תמיד עובר. הגדילו את העומס במודל וראו את הקורה גדלה.

קריאה של 8 דקות2 דוגמאות פתורותכלי מאמצים ב-LAB
קורה פשוטה · ℓ = 6 מ׳ · σ = 160
M max45 kN·m
Wx דרוש281.25 cm³
פרופילIPE 240
10 kN/m

בדיקה מול תכן

בשאלת בדיקה החתך נתון, ומחשבים את המאמץ מול 160 MPa. בשאלת תכן הכיוון הפוך: מתחילים מהמאמץ המותר, מוצאים את הגודל הדרוש (Wx או A), ובוחרים מהטבלה את הפרופיל הקטן ביותר שעומד בו. בסוף תמיד בודקים את הפרופיל שנבחר.

בוחרים מהטבלה פרופיל שהערך שלו שווה לדרוש או גדול ממנו, ולא את הקרוב ביותר. פרופיל עם Wx קטן בקצת מהדרוש לא עובר.

קורה: בחירה לפי Wx

Wxדרוש[cm³] = Mmax[kN·m]·103σמותר[MPa]
σ[MPa] = M[kN·m]·103Wx[cm³] ≤ 160
  1. המומנט המקסימלי מתרשים המומנטים, בערך מוחלט.
  2. מומנט התנגדות דרוש: מחלקים במאמץ המותר, 160 MPa.
  3. בחירה מהטבלה: הפרופיל הראשון ש-Wx שלו גדול מהדרוש או שווה לו.
  4. בדיקה: מחשבים את המאמץ עם Wx של הפרופיל שנבחר.
קורת פלדה IPE 240 במפתח 6 מטר על שני סמכים, עם עומס מפורס של 10 קילוניוטון למטר q = 10 kN/mIPE 240

דוגמה: קורה פשוטה במפתח 6 מ׳, עומס מפורס 10 kN/m. איזה IPE לבחור?

  1. מומנט: באמצע הקורה.M = q·ℓ28 = 10·628 = 45 kN·m
  2. מומנט התנגדות דרוש:Wx = 45·103160 = 281.25 cm³
  3. בחירה: ל-IPE 220 יש 252, פחות מהדרוש. ל-IPE 240 יש 324.IPE 240: Wx = 324 ≥ 281.25
  4. בדיקה:σ = 45·103324 = 138.9 ≤ 160
Wx = 281.25IPE 240 ✓

מוט מתוח: בחירה לפי A

Aדרוש[cm²] = N[kN]·10σמותר[MPa]

במתיחה אין קריסה, ולכן הבחירה ישירה: מוצאים את השטח הדרוש ובוחרים פרופיל מהסוג שבשאלה עם שטח שווה או גדול ממנו. למשל מוט במתיחה של 120 kN צריך 120·10160 = 7.5 cm².

מוט לחוץ: מניחים ω ובודקים

במוט לחוץ ω תלוי בפרופיל, ואת הפרופיל עוד לא בחרנו. לכן מניחים ω, בוחרים, בודקים, ואם צריך עושים סבב נוסף עם ה-ω שיצא.

Aדרוש[cm²] = N[kN]·ω·10σמותר[MPa]
λ = Le[cm]i[cm]
  1. הנחה: בסבב הראשון ω = 2.
  2. שטח דרוש, ובחירת פרופיל עם שטח שווה או גדול ממנו.
  3. בדיקת קריסה: λ מעוגל למעלה, ω מהטבלה, ו-σ = N·ω·10A ≤ 160.
  4. סבב נוסף: אם הפרופיל עובר בהרבה, או נכשל, מחשבים שטח חדש עם ה-ω של הפרופיל, ובודקים שוב.

דוגמה פתורה: עמוד בלחיצה

עמוד פרק-פרק באורך 3 מ׳, כוח לחיצה 300 kN. בחרו פרופיל RHS ריבועי חסכוני.

RHS 140/140/5σ = 139.4 ✓
  1. סבב 1: מניחים ω = 2.A = 300·2·10160 = 37.5 cm²RHS 140/140/7.1: A = 37.5 · i = 5.41
  2. בדיקה: עובר, אבל רחוק מ-160. אפשר פרופיל קל יותר.λ = 3005.41 = 55.45 → 56 ⇒ ω = 1.26σ = 300·1.26·1037.5 = 100.8 ≤ 160
  3. סבב 2: עם ה-ω שיצא.A = 300·1.26·10160 = 23.63 cm²
  4. הקל ביותר: שטח גדול מהדרוש, אבל i קטן, ולכן הוא קורס.RHS 90/90/8: λ = 3003.33 → 91 ⇒ ω = 1.73σ = 300·1.73·1025.9 = 200.4 > 160
  5. הבא בטבלה: שטח כמעט זהה, אבל רחב יותר.RHS 140/140/5: λ = 3005.5 → 55 ⇒ ω = 1.25σ = 300·1.25·1026.9 = 139.4 ≤ 160
המסקנה: בלחיצה מחפשים שטח מספיק וגם רדיוס התמד גדול. פרופיל רחב עם דופן דקה עדיף על פרופיל קטן עם דופן עבה. 140/140/5 שוקל 28% פחות מ-140/140/7.1.
LAB · בכלי מאמצים: בודקים כל פרופיל מהטבלה, כולל קריסה ומאמץ משולבלכלי ←

5 טעויות נפוצות

✗ בוחרים את הקרוב ביותר✓ רק ערך שווה לדרוש או גדול ממנו
✗ שוכחים את 10³✓ M ב-kN·m כפול 10³, ו-Wx בסמ״ק
✗ בלחיצה בלי ω✓ מניחים ω = 2 ובודקים קריסה
✗ הקל ביותר תמיד עובר✓ בודקים את λ, כי i קטן מגדיל את ω
✗ עוצרים בלי בדיקה✓ תמיד בודקים את הפרופיל שנבחר

ללמוד בחירת פרופיל עם למדא

בחירת פרופיל חוזרת כמעט בכל מבחן סטטיקה. הפרקים שבהם היא נלמדת, והקורס המלא:

כלי מאמצים · פרופיל מהטבלה, קריסה ומאמץ בכפיפה, עם כל השלביםלכלי ←

מה לומדים אחרי זה

שאלות נפוצות

איך יודעים איזה פרופיל לבחור מהטבלה?

מחשבים את הגודל הדרוש: Wx לקורה בכפיפה, ושטח A למוט צירי. בוחרים את הפרופיל הראשון בטבלה שהערך שלו שווה לדרוש או גדול ממנו, ובודקים אותו.

למה מניחים ω = 2 במוט לחוץ?

כי ω תלוי בפרופיל שעוד לא נבחר. מניחים ערך סביר, בוחרים, ובודקים קריסה. אם התוצאה רחוקה מ-160, עושים סבב נוסף עם ה-ω שיצא.

למה הפרופיל הקל ביותר לא עבר?

כי בלחיצה קובע גם רדיוס ההתמד. פרופיל קטן עם דופן עבה הוא בעל i קטן, התמירות שלו גבוהה, ו-ω גדל עד שהמאמץ עובר את 160.

אפשר לבדוק את הבחירה שלי?

כן. בכלי מאמצים ב-LAB בוחרים פרופיל מהטבלה ומקבלים מאמץ צירי, קריסה ומאמץ בכפיפה, עם כל השלבים.