Изгиб с растяжением или сжатием

Изгиб с растяжением или сжатием: что это, формулы, примеры и применение

Изгиб с растяжением или сжатием — это сложный вид нагружения, при котором на элемент одновременно действуют поперечная сила (изгибающий момент) и продольная сила (растяжение или сжатие). Такой тип нагружения часто встречается в балках, колоннах, фермах, мостах и других строительных и машиностроительных конструкциях.

📌 Что происходит при изгибе с растяжением или сжатием?

• Изгибающий момент вызывает растяжение в одной части сечения и сжатие в другой.

• Если одновременно действует продольная сила:

  • При растяжении напряжения увеличиваются в растянутой зоне и уменьшаются в сжатой.

  • При сжатии — наоборот: растяжение компенсируется, а сжатие усиливается.

Такое комбинированное действие влияет на напряжённое состояние и требует более точных расчётов.

⚙️ Формула нормальных напряжений:

При действии изгибающего момента M и продольной силы N, нормальные напряжения в сечении рассчитываются по формуле:

где:

• σ — нормальное напряжение в точке сечения,

• N— продольная сила (растяжение или сжатие),

• A — площадь поперечного сечения,

• M — изгибающий момент,

• y — расстояние от нейтральной оси до рассматриваемой точки,

• I — момент инерции сечения.

🧱 Примеры из практики:

• Стальная балка, на которую сверху устанавливается оборудование → изгиб + сжатие.

• Консольный элемент моста, который растягивается за счёт нагрузки на свободный край.

• Железобетонная колонна, испытывающая наклонное нагружение от перекрытия.

🔍 Почему важно учитывать оба типа нагрузок?

• У хрупких материалов (бетон, кирпич) растяжение может привести к трещинам.

• У гибких конструкций неправильный расчёт может вызвать потерю устойчивости или прогиб.

• Комбинированное нагружение требует проверки предельных напряжений и коэффициентов запаса прочности.

📚 Вывод:

Изгиб с растяжением или сжатием — это один из важнейших типов нагружения в строительной механике. Его правильный учёт позволяет:

• предотвратить аварии и разрушения;

• увеличить надёжность конструкции;

• оптимизировать расход материалов при проектировании.