ترکیب فشار و کشش در تارهای مختلف یک عنصر سازه ای خمش نامیده می شود و نقش اساسی در بیشتر سیستم های سازه ای دارد.
یک تیر را که بر روی دو سنگ قرار گرفته است و دو انتهای آن به صورت دو طره ی مساوی می باشد را در نظر بگیرید.

اگر دو پسر بچه با وزن های مساوی در دو انتهای تیر قرار بگیرند ، دو انتهای تیر به طرف پایین حرکت می کند ، در حالی که قسمتی از تیر که بین دو سنگ است به سمت بالا می رود. منحنی ای که از تیر بین دو سنگ ایجاد می شود قسمتی از کمان یک دایره است. با کشیدن خط های عمودی به فواصل مساوی بر کناره یک تیر صاف و با مشاهده ی اینکه هنگام خم شدن تیر چوبی فواصل خطوط در بالا و پایین کمتر می شود، متوجه می شویم که تارهای با لا بلندتر و تارهای پایین کوتاهتر می گردند و تارهای میانی به همان اندازه سابق باقی می ماند.

چون تیر دارای ضخامت است و باید تمام تارهای آن خمیده شوند، بنابراین به علت خمش تیر، تارهای بالا تحت کشش و تار های پایین تحت فشار قرار می گیرند.به علاوه می توان مشاهده کرد که کشش و فشار به نسبت فاصله از تار وسط یا تار خنثی افزایش می یابد(این رفتار در قرن شانزدهم به دقت توسط لئوناردو داوینچی مطرح شده بود و در قرن نوزدهم توسط فیزیکدان فرانسوی -ناویر- مجددا کشف شد).وضعیتی از تنش که در آن تنش از یک کشش ماکزیمم تا یک فشار ماکزیمم برابر، به صورت خطی تغییر یابد خمش ساده نامیده می شود.
تنش های خمشی در طول تیر تغییر شکل یافته - که به صورت کمانی از دایره است-منحنی وار توزیع می شوند، اما این تغییر شکل در مقایسه با طول تیر به حدی کم است که می توان گفت عملا وزن های عودی دو پسر در تیر تنش های تنش های افقی ایجاد می کنند.در نتیجه ممکن است خمش را به صورت یک مکانیزم سازه ای در نظر گرفت که قادر به انتقال بارهای عمودی در جهت عمود بر بارگذاری می باشد.تنش های خمشی وزن دو پسر را به صورتافقی به دو سنگی که بر روی آن ها قرار گرفته است انتقال می دهند.
با در نظر گرفتن مقاومت فشاری اکثر مصالح ساختمانی، به طور نسبی آسان تر است که بارها را به صورت عمودی به زمین انتقال دهیم اما مشکل اساسی سازه ای عبارتست از انتقال افقی بارهای عمودی به منظور پوشاندن دهانه بین دو تکیه گاه عمودی.بدین ترتیب مشخص می شود که خمش از اهمیت ویژه ای به عنوان یک مکانیزم سازه ای برخوردار می باشد.
یک ماده ساختمانی در صورتی از نظر خمش مناسب می باشد که عملا مقاومت کششی و فشاری یکسان داشته باشد.این اصل بیانگر مزیت چوب در میان مصالح سازه ای طبیعی و نقش بی رقیب و همیشگی آهن در سازه های جدید است. بتن مسلح یک ماده ساختمانی ساخت بشر است که ویژگی های خمشی قابل مقایسه با آهن دارد. در این مصالح از مقاومت فشاری بتن در بافت های فشاری و از مقاومت کششی آهن در بافت های کششی یک عضو سازه ای استفاده می شود.
اگر قرار بود تیر سابق الذکر از بتن مسلح ساخته شود میلگرد های آن در قسمت فوقانی تیر قرار می گرفت زیرا در این محدوده تنش ها کششی می باشند.

+ نوشته شده توسط سباستین در یکشنبه بیست و یکم مرداد 1386 و ساعت
0:43 |