|
Раздел девятый. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СТРОИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОМЕТРИЧЕСКИХ
СООРУЖЕНИЙ
ГЛАВА 35. Расчет элементов строительных конструкции, подверженных различным видам деформации
|
|
|
35.5. Сложное сопротивление
|
|
|
Обычно
внецентренное сжатие возникает в колоннах, опорах мостов и прочих
аналогичных сооружениях. Если они сделаны из кирпича или бетона,
то эти материалы хорошо работают на сжатие и плохо на растяжение.
Поэтому необходимо, чтобы в них возникали только сжимающие напряжения.
Следовательно, нужно знать где можно приложить силу N в сечении
(с каким эксцентриситетом), чтобы все сечение было сжато.
На основе формулы (9.38)
с учетом размеров сечения запишем:
Из этой
формулы видно, что при e = 0 напряжения во всем сечении одинаковы
(случай осевого сжатия). Если ,
то напряжения во всем сечении одного знака (сжатие). Если, наконец,
, то нейтральная ось расположена
внутри сечения. Она разделит его на две части: в одной из них напряжения
сжимающие, а в другой - растягивающие. Эпюры напряжений для рассматриваемых
случаев показаны на рис. 9.39.
Таким образом, если не
хотят, чтобы в поперечном сечении появлялись растягивающие напряжения,
то нельзя допускать эксцентриситет больше чем b/6.Если сила
Р была бы смещена от центра не по оси у, а по оси
х, то аналогично можно показать, что сечение сжато при эксцентриситете
не более a/6.
На основании изложенного
можно очертить границы определенной части сечения, в пределах которой
приложенная внешняя сжимающая сила будет вызывать только напряжения
сжатия. Так, если от центра тяжести поперечного сечения бруса (рис.
9.40 а) по обе стороны оси х отложить отрезки, равные a/6,
а по обе стороны от оси у - отрезки, равные b/6, и
соединить точки, то получим площадь (на рисунке заштрихована), называемую
ядром сечения.
Таким образом, ядро сечения
- это часть поперечного сечения бруса, ограниченная замкнутым контуром
и обладающая тем свойством, что продольная сила, приложенная в любой
ее точке, вызывает по всему сечению напряжения одного знака (сжимающая
сила приводит к возникновению только напряжений сжатия, а растягивающая
- напряжений растяжения). Найдем форму и размеры ядра сечения для
сплошного круга (рис. 9.40 б):
Отсюда ясно, что сжимающие напряжения будут при
e = R/4. Так как все оси круглого сечения равноценны,
то ядро сечения есть круг радиусом R/4.
|
|
|