Почему в балках возникают напряжения, вызванные кручением?🧐

В реальных условиях каждая балка, как и любой другой стержень, подвергается кручению. Это происходит из-за того, что силы, как правило, приложены с неопределённым эксцентриситетом по отношению к центру кручения, который меняется по длине. Кроме того, балка может иметь кривизну в горизонтальной плоскости, а нагрузка может быть односторонней и приложена с эксцентриситетом.

При чистом кручении возникают касательные напряжения

τt = Mt ρ/It,

где Mt — крутящий момент, ρ — расстояние от центра кручения до рассматриваемой точки сечения, It — момент инерции на кручение.

В теории В.З. Власова при стеснённом кручении тонкостенных стержней возникают нормальные напряжения

σω = Вω/Iω

и касательные

τ = τt + τω = (Mt ρ)/It + Mω Sω/(tω Iω),

где В — бимомент, ω — секториальная характеристика, Iω — секториальный момент инерции, τt и τω — касательные напряжения при свободном и стеснённом кручении соответственно, Mω — изгибно-крутящий момент, Sω — секториальный статический момент сечения.

В некоторых случаях эти компоненты напряжений суммируются с напряжениями, возникающими от общего изгиба.

Как правило, в тонкостенных элементах нормальные напряжения от кручения не превышают 5–10% от изгибных напряжений, а касательные — 5–15% от касательных напряжений при изгибе.

В большинстве случаев с неконтролируемым стеснённым кручением борются конструктивными методами — устанавливают диафрагмы (поперечные рёбра жёсткости), которые замыкают сечения. Это снижает нормальные и касательные напряжения от кручения до уровня, который можно не учитывать. #строительство #расчеты #металлы