Teräspalkin ja kolonnin suunnittelulaskelmat ovat välttämättömiä rakenteiden turvallisuuden ja vakauden varmistamiseksi. Laskelmissa määritetään teräskappaleiden sopivat koot ja ominaisuudet kuormitusvaatimusten ja materiaaliominaisuuksien perusteella. Seuraavassa on esimerkkejä rakennesuunnittelussa käytetyistä tyypillisistä menetelmistä.

Esimerkki 1: Terässäteen taivutuslaskenta

Teräs-I-palkki on suunniteltu tukemaan tasaista 10 kN/m kuormitusta 6 metrin säteellä. Palkin materiaalin tuottolujuus on 250 MPa. Tavoitteena on määrittää vaadittu poikkileikkauksen kimmokerroin.

Ensin lasketaan suurin taivutusmomentti:

M = (w × L[]2]) / 8 = (10 kN/m × 6 m2]) / 8 = 45 kNm

Muunna muotoon N·mm:

M = 45 000 000 N·mm

Määritetään vaadittu osamoduuli (S):

S = M / σallow[] = 45.000.000 / 250 = 180.000 mm3

Valitun palkin poikkileikkauksen kimmokerroin on suurempi kuin 180 000 mm3.

Esimerkki 2: Teräskolonnin akselikuormituslaskelma

Teräskolonni on suunniteltu kantamaan aksiaalinen kuormitus 500 kN. Teräksen puristuslujuus on 250 MPa. Tavoitteena on valita sopiva poikkileikkauspinta.

Lasketaan vaadittu poikkileikkauspinta-ala:

Arequired[] = P / σ allow = 500 000 N / 250 MPa = 2000 mm]2[]

Valitun teräsosan poikkileikkauksen pinta-ala on suurempi kuin 2000 mm2.

Lisähuomioita

Suunnittelulaskelmiin tulee sisältyä turvallisuustekijät, kuormayhdistelmät ja koodien noudattaminen. On tärkeää varmistaa, että kaikki jäsenet täyttävät vaaditut vahvuus- ja huoltokriteerit ennen rakentamista.