مقاله تحلیلی: کمانش پیچشی جانبی در تیرها

کمانش پیچشی جانبی پدیده‌ای است که در تیرهای بدون قید مشاهده می‌شود. کمانش پیچشی جانبی زمانی اتفاق می‌افتد که تیر تحت بار اعمال شده دچار پیچش و جابجایی جانبی شود.

در ادامه به دلایل و توضیح پدیده کمانش پیچشی جانبی در تیرها خواهیم پرداخت.

دلایل وقوع خیز جانبی در تیرها

کمانش پیچشی جانبی در تیرهای فولادی مهار نشده مشاهده می‌شود. در این تیرها بال فشاری محدودیتی در حرکت یا جابجایی در راستای جانبی ندارد و حتی ممکن است دچار دوران شود.

شکل زیر جابجایی جانبی بال فشاری و کششی را نشان می‌دهد. تحت بار اعمال شده، بال فشاری دچار خیز جانبی می‌شود. هم‌زمان بال کششی سعی می‌کند تیر را به شکل اصلی نگه دارد.

خمش جانبی باعث شکل‌گیری نیروهای خاصی در تیر می‌شود. این نیروها عملکردی مخالف خمش جانبی در تیرها دارند و سعی می‌کنند شکل اصلی تیر را حفظ و به عبارتی از خیز تیر جلوگیری کنند؛ اما این تیرها به‌خودی‌خود نمی‌توانند مانع خیز تیر شوند. در حقیقت مقاومت تیر در برابر کمانش را این نیروها و همچنین مؤلفه جانبی نیروهای کششی (بال کششی) تعیین می‌کنند.

دلایل پیچش در تیرها

همان‌طور که در شکل سه مشاهده می‌کنید، نیروهای داخل بال‌ها نه‌تنها منجر به خیز تیر می‌شوند که پیچش تیر حول محور طولی را هم سبب می‌شوند. مقاومت تیر در برابر پیچ‌خوردگی بستگی به مقاومت پیچشی مقطع آن دارد.

سختی پیچشی تیر به ضخامت بال آن بستگی دارد. از همین رو تیرهای دارای بال‌هایی باضخامت زیاد، مقاومت خمشی بیشتری در مقایسه با تیرهای دارای بال باضخامت کمتر و عمق مشابه دارند.

عوامل مؤثر بر کمانش پیچشی جانبی در تیرها

عوامل اصلی مؤثر بر کمانش پیچشی جانبی تیرها عبارت‌اند از:

1. موقعیت بار اعمال شده
2. شکل لنگر خمشی اعمال شده
3. تکیه‌گاه‌های دو سر تیر

موقعیت بار اعمال شده

کمانش پیچشی جانبی پدیده‌ای است که به فاصله بین موقعیت اعمال بار و مرکز برش مقطع بستگی دارد.

اگر بار روی نقطه‌ای بالاتر از مرکز برشی مقطع تیر اعمال شود، احتمال اینکه کمانش پیچشی جانبی اتفاق بیفتد بیشتر است. هر چه موقعیت بار اعمالی پایین‌تر از مرکز برش باشد، احتمال وقوع این پدیده کاهش می‌یابد.

آن دسته از بارهایی که بالاتر از مرکز برش اعمال می‌شوند را بارهای بی‌ثبات کننده و آن دسته از بارهایی که پایین‌تر از مرکز برش اعمال می‌شوند را بارهای تثبیت‌کننده می‌نامیم.

شکل لنگر خمشی اعمال شده

مقاومت در برابر کمانش مقطعی که تحت لنگر خمشی یکنواختی در راستای طول خود قرار دارد در مقایسه با مقطعی که تحت لنگر خمشی غیریکنواخت قرار دارد، کمتر است.

تکیه‌گاه‌های دو سر تیر

 هر چه تکیه‌گاه‌های دو سر تیر قید بیشتری داشته باشند، مقاومت تیر در برابر کمانش افزایش می‌یابد. به‌طور برعکس نیز هر چه تکیه‌گاه‌ها دارای قید کمتری باشند، مقاومت در برابر کمانش تیر کاهش می‌یابد.

 منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

 اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.