Flexural lujuuslaskelmat ovat välttämättömiä määritettäessä teräspalkkien kantavuus ASC-koodien mukaisesti. Laskelmat takaavat turvallisuuden ja vaatimustenmukaisuuden rakennesuunnittelussa. Reaalimaailman esimerkkejä näistä periaatteista ovat insinöörien käytännön soveltaminen.

Esimerkki 1: Yksinkertainen säde yhtenäisessä kuormassa

Teräksinen palkki, jonka span on 6 metriä, on kuormitettu tasaisesti 10 kN/m. Palkin poikkileikkaus on W-muotoinen osa, jonka inertiamomentti (I) on 1500 cm4[]. Tavoitteena on tarkistaa, kestääkö säde taivutusmomenttia.

Yksinkertaisesti tuetun säteen suurin taivutusmomentti (M) yhtenäisellä kuormalla lasketaan seuraavasti:

M = (w * L2) / 8

Jos w = 10 kN/m ja L = 6 m, niin

M = (10 * 62) / 8 = 45 kNm

ASC-kaavan avulla vaadittu osamoduuli (S) lasketaan seuraavasti:

S = M / Fy

Olettaen, että Fy = 250 MPa, sitten:

S = 45 000 / 250 = 180 cm3

Valitun osion S ylittää vaaditun arvon, mikä osoittaa riittävyyden.

Esimerkki 2: Taivutusstressitarkistus

Teräspalkki, jonka poikkileikkaus on suorakulmainen (leveys 200 mm, korkeus 300 mm), on tuettu 5 metrin mittaisella span-tasolla. Sen keskivälillä on 20 kN:n keskikuormitus. Koneen on tarkistettava taivutusjännitys.

Suurin taivutusmomentti (M) keskivälillä on:

M = (P * L) / 4 = (20 * 5) / 4 = 25 kNm

Suorakulmaisen osuuden poikkileikkausmoduuli (S) on:

S = (b * h2]) / 6

Lasketaan S:

S = (0,2 * 0,32[]) / 6 = 0,003 m3[ tai 3000 cm3[]]

Taivutusjännitys (σ) on:

σ = M / S = 25 000 * 103) / 3000 = 8,33 MPa

Koska kuormitus on sallitun rajan alapuolella (esim. 250 MPa), säde sopii kuormaan.

Esimerkki 3: Leikkausvoima ja leikkausrasitus

Teräksinen säde ulottuu 8 metriä ja tukee 50 kN:n pistekuormaa keskivälillä. Poikkileikkaus on I-palkki, jonka verkon paksuus on 8 mm. Kone tarkistaa leikkauskapasiteetin.

Suurin leikkausvoima (V) keskivälillä on yhtä suuri kuin kuorma:

V = 50 kN

Verkko-oheisstressi (τ) lasketaan seuraavasti:

τ = V / Aweb

Jossa Aweb = web-alue = web-paksuus * web korkeus. Olettaen, että web korkeus on 300 mm:

Aweb = 0,008 m * 0,3 m = 0,0024 m2

τ = 50 000 N / 0,0024 m2 ... 20.83 MPa

Koska leikkausrasitus on verkon leikkauskapasiteetin alapuolella (esim. 250 MPa), säteen verkko on riittävä.