Τι λυγίζει η δέσμη;

Πολλά από τα σημερινά κτίρια κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας χαλύβδινους δοκούς και άλλα σύγχρονα υλικά.Αυτή η διαδικασία έρχεται σε αντίθεση με την κατασκευή όλων των ξύλου που παρατηρείται σε παλαιότερα κτίρια, όπως εκκλησίες και αχυρώνες.Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο όρος "κατασκευή δέσμης" μπορεί να αναφέρεται είτε στο ξύλο είτε στο χάλυβα.Εδώ, ωστόσο, ο όρος αναφέρεται σε μια χαλύβδινη δέσμη, και ο λυγισμός δέσμης είναι μια παραμόρφωση σε σχήμα που συμβαίνει όταν το φορτίο στη δέσμη είναι μεγαλύτερο από τη δέσμη έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει.

Οι δοκοί χάλυβα μπορούν να υποστηρίξουν πολύ βαρύτερα φορτία από ένα ξύλινοδέσμη του ίδιου μεγέθους, καθιστώντας τον χάλυβα μια ολοένα και πιο δημοφιλή επιλογή στα σχέδια κτιρίων.Η ποσότητα βάρους που μπορεί να αντέξει μια συγκεκριμένη δέσμη είναι γνωστή ως φορτίο δέσμης.Όταν οποιαδήποτε δέσμη, ξύλο ή χάλυβα, φορτώνεται με περισσότερο βάρος από ό, τι μπορεί να χειριστεί, συμβαίνει αποτυχία.Αυτή η αποτυχία είναι γνωστή ως λυγισμός δέσμης.Ευτυχώς, η δομική μηχανική μπορεί να χρησιμοποιηθεί να καθορίσει τα όρια των δοκών φορτίου και να σχεδιάσει ένα έργο για την πρόληψη τυχόν αποτυχιών. Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν μαθηματικό τύπο ή εξίσωση δέσμης για να καθορίσουν πόσο βάρος μπορεί να αντέξει οποιαδήποτε δεδομένη δέσμη μπορεί να αντέξει.Ουσιαστικά, αυτή η εξίσωση βοηθά στον προσδιορισμό πόσο βάρος μπορεί να κρατήσει μια δέσμη και πόσο μακριά μπορεί να κάμψει ή να λυγίσει πριν εμφανιστεί ο λυγισμός δέσμης.Όταν οι δοκοί υποβάλλονται σε φορτίο, υπάρχει περιορισμένη ποσότητα παραμόρφωσης.Η υπέρβαση της επιτρεπόμενης ποσότητας θα προκαλέσει την πόρπη ή την αποτυχία της δέσμης.Όταν οι δοκοί λυγίζουν, χάνουν όλη τη δομική ακεραιότητα, ενδεχομένως οδηγώντας σε δομική κατάρρευση.Για παράδειγμα, οι χαλύβδινες στέγες έχουν σχεδιαστεί για να κρατούν ένα ορισμένο βάρος.Όταν οι σοβαρές χιονοθύελλες εφαρμόζουν περισσότερο βάρος από ό, τι μπορεί να χειριστεί ο σχεδιασμός, συμβαίνει ο λυγισμός δέσμης.Οι δοκοί που κάμπτονται κάτω από ένα φορτίο μπορούν να επιστρέψουν στο κανονικό τους σχήμα όταν αφαιρεθεί το φορτίο, αλλά οι δοκοί που έχουν λυγίσει δεν θα είναι.Για παράδειγμα, μια χαλύβδινη οροφή έχει πολλαπλές δοκούς που την υποστηρίζουν και αν αποτύχει μια δέσμη, οι απαιτήσεις στις γύρω δοκούς αυξάνονται κατάλληλα.Εάν δεν είχε εφαρμοστεί αυτή η αρχή, ολόκληρη η δομή θα μπορούσε να αποτύχει λόγω ενός λυγισμού δοκού mdash;Παρόμοια με ένα σπίτι των καρτών. Οι δοκοί είναι διαθέσιμες σε πολλά μεγέθη για να φιλοξενήσουν διαφορετικά έργα και επιλέγονται με βάση το ονομαστικό φορτίο τους.Όταν ένα δομικό φορτίο εφαρμόζεται σε μια δέσμη, θα κάμψει ή θα λυγίσει ελαφρώς μέχρι να αφαιρεθεί το φορτίο.Εάν εφαρμοστεί υπερβολικό φορτίο, η δέσμη υπερβαίνει το σημείο κάμψης, στον λυγισμό και χάθηκε όλη η ακεραιότητα.Αυτό τονίζει γιατί η δομική μηχανική είναι τόσο σημαντική.