スチール製のI型梁がほとんど対称的であるのはなぜですか？

私が理解していることから、ほとんどの種類の鋼は張力と圧縮の両方に強いが、それでも通常は張力がかなり強い。一般的なIビームが両端でサポートされ、その上に負荷がかかっているとします。下部フランジは張力を受けますが、上部フランジは圧縮されますが、スチールは張力がやや強いので、下部フランジが上部フランジと同じくらい厚いのはなぜですか？対称的なものを製造する方が簡単だからですか、それとも他の理由がありますか？

その場合、非対称のIビームを使用して重量とスチールを節約することは可能ですか、それとも私の考えは完全に外れていますか？

学問的には、Iビームを潜在的に最適化して、より高い破壊荷重対質量比を実現できるという点で、あなたは正しいと思います。確実に確認するには、面積慣性モーメント方程式で遊ぶ必要があります。Tビームは、あなたが提案しているものの極端です。それらはあまり一般的ではありませんが、合成鋼/コンクリートTビームは駐車ガレージで広く使用されており、下部の張力セクションに追加の鋼があります。

多くの構造は、構造的な破損ではなく最大たわみによって設計が制限されていることに注意することが重要です。引張部材の追加領域は、この欠陥を低減します。対称荷重と仮想荷重の最適化されたビームのたわみがどのように比較されるかを見るのは興味深いでしょう。

対称荷重は、フランジ荷重が変化する可能性のあるねじり荷重または複合荷重に対して優れています。対称性は、所定の質量/長さの偏心と座屈の可能性を低減するため、カラムにも優れています。

構造用鋼は商品であるため、複数の状況でビームを使用できることが重要です。特定のスタイルのI-Beamの価格は、お住まいの地域の産業で使用される量に反比例します。これは、多くの場合、梁の追加鋼のコストや設計の追加質量のコストよりも大きな要因です。

さらに、構造に多くの台形形状が必要な場合、対称材料を使用して、材料の無駄を減らします。右側が上>上下が逆>右側が上>上下が逆...

また、すべての対称ビームについて、エンジニアは図面の方向の仕様を保存し、製作者が潜在的なエラーを保存します。

これは、さらに研究するための優れたIビーム論文です。