为什么选择圆柱水平梁是不明智的

听说选择圆柱水平梁是不明智的。我的问题是为什么？

水平梁的强度是基于称为截面模量的属性定义的。在顶部和底部附近分布更多材料的形状具有较高的截面模量。这就是为什么我会选择I型梁或高矩形矩形的原因。另一方面，圆形的大多数材料都集中在形状的中心，而顶部和底部的材料很少，因此它们不会产生很强的光束。这意味着圆梁将需要更多的材料来获得与较高形状的梁相同的强度。

如果您拿着尺子或其他方便的薄材料并尝试弯曲它，则可以直观地看到这一点。您会注意到，在平坦方向上，它非常脆弱且容易弯曲。但是，从宽广的方向来看，它非常强大。即使一块材料的大小相同，在顶部和底部放置更多的材料也会使其更坚固。

这样做的原因不是很难理解，因为光束弯曲时不能保持完全笔直。为了形成曲线，它必须稍微改变形状。它的顶部被压缩（向内推），而底部受到拉应力（被拉开。）当您靠近中心时，每种类型的应力都较小。实际上，当您到达中间时，光束既不会被拉开也不会被推到一起，这被称为“中性轴”。因此，顶部和底部必须坚固以抵抗压缩和拉力，但中心仅应足够坚固以保持所有内容附着。

如果确实要对水平光束使用圆柱形状（可能出于视觉原因或抗风性），则圆管会比实心圆柱更有效率，因为它在中性轴周围的材料较少。但是，它仍然不如矩形管或传统结构形状有效。

对于给定的情况，圆柱光束可能不是最佳光束。这并不意味着在任何特定情况下柱形梁都是有用的。

优点

• 可以抵抗任何方向或方向组合的相同负载。在水平方向上与垂直方向上一样强。
• 无需担心或检查横向扭转屈曲（LTB）极限状态。
• 可以很好地用作梁柱（力矩和轴向载荷一起）。
• 考虑到涂漆区域或结冰之类的东西时，圆形的表面积可能比其他形状的表面积小。

缺点

• 对于仅在一个方向上的载荷，其效率（I形的效率）不如I型。
• 截面可能很难找到，或者比更常见的形状更昂贵。
• 末端的连接以及与从侧面进入的其他成员的连接更加复杂。
• 在集中载荷区域的加劲肋很难设计和制造。

除非“优点”列表中的一项大大超过“缺点”，否则圆柱形光束可能不是最佳选择。

使用圆柱形水平梁是不明智的，因为它增加了重量，却没有增加强度。因此，除非您需要使用圆柱形状，否则您为不必要的材料付出了不明智的代价。高度异常的横向载荷可能会选择使用圆柱梁，但是通常使用其他设计组件来解决这些力。