什麼是細長比?
細長比(\lambda)是結構工程中相當關鍵的參數,用來描述壓力構件(例如柱或撐桿)發生挫屈的傾向。它以構件的有效長度與迴轉半徑相比較:細長比愈大,代表柱愈細長,在軸向荷載下愈容易發生挫屈;細長比愈小,則代表構件短而粗壯,破壞模式偏向壓潰而非挫屈。
如何使用本計算器
只需輸入三個數值:有效長度係數(K)、無側撐長度(L)與迴轉半徑(r)。請確保 L 與 r 採用相同單位(例如皆以 mm 表示),如此算出的結果才會是無因次值。計算器除了回傳細長比,也會一併顯示有效長度(K×L)供您參考。
公式說明
核心方程式為
\lambda = ((K · L) ÷ (r))
係數 K 用來反映構件兩端的束制條件:兩端鉸接(pinned-pinned)時 K = 1.0,兩端固定(fixed-fixed)時 K = 0.5,一端固定一端鉸接(fixed-pinned)時 K = 0.7,一端固定一端自由(懸臂柱,fixed-free)時 K = 2.0。迴轉半徑 r = √(I/A),其中 I 為斷面慣性矩(二次矩),A 為斷面積,並以最弱軸方向取值。
範例演算
假設有一根兩端鉸接的鋼柱(K = 1.0),無側撐長度 L = 3000 mm,迴轉半徑 r = 50 mm。其細長比為
\lambda = ((1.0 × 3000) ÷ (50)) = 60
許多規範對壓力構件的細長比上限約訂在 200,因此這根柱遠在常見限值之內,相當安全。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。
常見問題 (FAQ)
細長比多少才算好?
數值愈低代表構件愈剛硬。鋼結構設計規範通常將壓力構件限制在 \(\lambda \le 200\),而拉力構件則可放寬至較高的數值。
該採用哪一個迴轉半徑?
除非該軸方向已有側撐,否則應採用最小的 \(r\)(最弱軸),因為挫屈會沿著最弱且未受側撐的軸向發生。
細長比會受單位影響嗎?
不會——只要 L 與 r 使用相同單位,\(\lambda\) 即為無因次值。