Напряжение – это сопротивление, оказываемое конструкционным материалом деформации. Напряжение измеряется в виде нагрузки на единицу площади и выражается в МПа или Н/мм2.
Виды напряжений в конструкционных материалах
Напряжения классифицируются в зависимости от их природы и бывают следующих типов:
1. Нормальное напряжение
Нормальное напряжение в конструкционном материале всегда перпендикулярно или нормально к поперечному сечению в любом сечении. Оно представлено символом ? (сигма). Нормальные напряжения бывают двух типов, а именно:
1. Осевое напряжение или Прямое напряжение
Осевое напряжение возникает, когда осевая сила действует в центре тяжести поперечного сечения конструкционного материала. Для любого призматического тела с осевой нагрузкой осевые или прямые напряжения равномерны по всему сечению.
Осевые напряжения могут быть растягивающими или сжимающими. При вычислении напряжений и деформаций растягивающие напряжения считаются положительными, а сжимающие – отрицательными.
2. Напряжение изгиба
Изгибающие напряжения в конструкционном материале возникают под действием изгибающего момента. Это напряжение максимально на крайнем волокне от нейтральной оси и равно нулю на нейтральной оси.
Изгибающие напряжения также бывают растягивающими и сжимающими. Растягивающие напряжения при изгибе считаются положительными, а сжимающие напряжения при изгибе считаются отрицательными.
2. Напряжения сдвига или касательные напряжения
Напряжения сдвига – это сопротивление, оказываемое материалом срезающей силе. Напряжение сдвига рассчитывается путем деления силы сдвига в плоскости поперечного сечения на соответствующую площадь. Оно также выражается в МПа или Н/мм2.
Напряжение сдвига можно классифицировать как прямое напряжение сдвига и напряжение сдвига при кручении.
1. Напряжение прямого сдвига – Возникает в конструкционном материале в результате действия прямой сдвигающей силы на поверхность.
2. Напряжение сдвига при кручении – Это напряжение, возникающее в материале конструкции при воздействии на элемент крутящего момента или момента вращения.
Условные обозначения напряжений сдвига
Для расчета различных типов напряжений в элементах конструкции используются единые условные обозначения, чтобы избежать путаницы и ошибок при вычислениях. Для расчета можно использовать следующие условные обозначения:
- Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.
- Прочность грунтов на срез и ее испытания.
- Теория простого изгиба.
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОМПРЕССИОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
- Формула расчета момента инерции.
- Теория линии текучести для проектирования перекрытий – допущения, методы анализа.
- Проектирование неармированных каменных конструкций в соответствии с ACI 530.1-11.