في الفصل الدراسي للتحليل الإنشائي لشهادة الهندسة لدينا، يتم تعليمنا كيفية تحديد القوى الداخلية (القوة المحورية، قوة الانحناء وقوى القص) للهيكل بناءً على الحمل المطبق من خلال عدة طرق تحليل.
لماذا نحسب الإجهاد stress؟
إذا نظرنا إلى الدراسة الخاصة بالتصميم، فستكون هناك معلمة جديدة في هذا القسم تسمى "الإجهاد".
التساؤل هنا، لماذا نحسب "الإجهاد" بدقة وأهمية عندما يكون هناك "قوى داخلية"؟
هل كانت القوى الداخلية لا تكفي لتصميم عضو إنشائي؟
اسمحوا لي أن أشرح ذلك من خلال طرح سلسلة من الأسئلة الأخرى التي تمهد الطريق لفهم أفضل.
من أجل الوضوح لدينا، اسمحوا لي أن أركز على "إجهاد القص" وحده.
لنبدأ بالسؤال الأول:
ما هي قوة القص؟
ضع في اعتبارك كمره بأي نمط من ظروف التحميل والدعم، بسبب الحمل المطبق، فإنها تتشوه. نتيجة لذلك، يتم إنشاء قوى داخلية (قوة القص وعزم الانحناء) في الكمره للحفاظ على التوازن.
قوة القص هي إحدى القوى الداخلية. إنها تعمل بالتوازي مع المقطع العرضي للكمرات. إذا أخذنا أي جزء من الكمره على كامل طولها، فإن القوة الرأسية التي تعمل على المقطع لتلبية شرط التوازن تسمى قوة القص.
لوضعها بطريقة بسيطة للغاية، "هي قوى التمزق التي تعمل بالتوازي مع المقطع العرضي للعضو." (انظر الصورة المرفقة).
حتى الآن ، ربما تكون قد حصلت على مستوى معين من الفهم أو التصور فيما يتعلق بقوة القص.
ثم نطرح السؤال التالي:
هل القص متساوي على طول العضو؟
بالطبع لا. يختلف على طول العضو. هذا هو سبب رسم مخطط قوة القص. تُظهر الصورة التالية مخطط قوة القص لكمره بسيطة الارتكاز مع حمولة موزعة بشكل موحد على طولها.
الآن حان وقت السؤال التالي:
ما هي العوامل التي تؤثر على قوة القص؟
1. الحمولة المطبقة على الكمره.
2. حالة الدعم.
3. طول الكمره.
ربما كنت على علم بهذا في وقت سابق.
سبب طرح هذا السؤال هو عدم معرفة العوامل التي تؤثر على قوة القص.
قم بالتفكير في العوامل التي لا تؤخذ في الاعتبار ، مثل "عمق الكمره" ، "شكل المقطع العرضي للكمره" والأهم من ذلك "مادة" الكمره.
ماذا نستنتج من هذا؟
لنفس التحميل ، وحالة الدعم، وطول الكمره:
ستكون قوة القص هي نفسها لـ:
1. كمره ذات مقطع عرضي مستطيل ومقطع T.
2. كمره بعمق 500 ملم وعمق 700 ملم.
3. كمره مصنوعة من الفولاذ والخشب والخرسانة.
لذلك، يوجد "الإجهاد"، والذي يتضمن العوامل التي تم إهمالها في حساب قوة القص.
على الرغم من أن قوة القص لكمره معدنية أو خشبية هي نفسها، إلا أن مقاومة إجهاد القص تختلف. الكمرات الفولاذية لها إجهاد أعلى مسموح به من الكمرات الخشبية.
الإجهاد هو القيمة التي يقارنها المهندس بخصائص المواد المختلفة وخصائص المقطع العرضي.
للإجابة على السؤال لماذا نحسب الإجهاد؟
"إذا كنا على وشك تصميم كمره أو عضو إنشائي. نحن بحاجة إلى قيمة الإجهاد للمقارنة بأشكال المقطع العرضي المختلفة وخصائص المواد المختلفة للوصول إلى قطاع مناسب".
هذا هو سبب حساب الإجهاد (في حالتنا، إجهاد القص). نستخدم قيمة الإجهاد للمقارنة مع مقاومة القص (الإجهاد المسموح به)، أثناء تصميم العضو.
اقرأ: