لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 28
تیرها
تیرها، عناصری هستند که در برابر خمش ناشی از اعمال بار مقاومت می‌کند. اغلب تیرها میله‌های منشوری بلندند و بار معمولاً عمود بر محور میله وارد می‌کنند.
تردیدی نیست که تیر مهمترین عنصر سازه‌ای است. بنابراین درک اساسی نظری طراحی تیر اهمیت بسزایی دارد. برای تحلیل قابلیت‌های باربری تیر، ابتدا باید شرایط تعادل کل تیر و هر بخش از آن را که جداگانه درنظر گرفته می‌شود، تعیین کنیم. سپس باید روابط بین نیروهای حاصل و مقاومت داخلی تیر برای تحمل این نیروها را بدست آوریم. بخش اول این تحلیل، مستلزم کاربرد اصول استاتیک است. بخش دوم شامل مشخصه‌های اصطکاکی ماده است و معمولاً در درس مقاومت مصالح یا مکانیک جامدات بررسی می‌شود.
انواع نیرهایی که در تیر ایجاد می‌شود:
نیروی محوری
نیروی برشی
نیروی خمشی
نیروی پیچشی
نیروی محوری تیرها به گونه‌ای اتفاق می‌افتد که تیر در یک قاب خمشی قرار داشته باشد و نیروهایی که به ستون قاب وارد می‌شود، آن را به صورت افقی به تیر منتقل می‌کند و نیروی محوری یک حالت فشاری به تیر وجود می‌آمد. نیروی محوری در تیرها کمتر بررسی می‌شود، چون در تیرها نیروی قالب، نیروهای برشی و خمشی هستند.
بررسی تیرها در حالت برشی و خمشی
تیرها علاوه بر تحمل فشار و کشش که بدیهی‌ترین حالت تحمل بار در اعضای آن می‌باشد، می‌توانند در برابر خمش و برش نیز مقاومت کنند. این در اثر را در شکل زیر نشان می‌دهیم. نیروی V را نیروی برشی، کوپل M را لنگر خمشی می‌گویند. این آثار معرف مولفه‌های برداری برآیند نیروهای وارد بر مقطع عرضی تیر است.
نیروی برشی V و لنگر خمشی M را درنظر می‌گیریم که از نیروهای وارد بر تیر، در یک صفحه ناشی می‌شود. قراردادهای مربوط به مقادیر مثبت نیروهای برشی V و لنگر خمشی M که در شکل زیر نشان داده شده‌اند.
با توجه به اصل کنش و واکنش، مشاهده می‌شود که V و M، روی دو مقطع جهت‌های معکوس دارند. غالباً بدون محاسبه نمی‌توان گفت که نیروی برشی و لنگر خمشی در مقطعی خاص، منفی یا مثبت‌اند. به این دلیل توصیه می‌شود که M و V را روی نموردار جسم آزاد با جهت مثبت نشان دهیم و صبر می‌کنیم تا علامت جبری مقادیر محاسبه شده، جهت واقعی آنها را نشان دهد.
برای بهتر فهمیدن و درک بهتر، تعبیر فیزیکی کوپل خمشی M، تیری مطابق شکل زیر درنظر می‌گیریم که توسط دو لنگر مثبت مساوی و مخالف که بر دو سر آن وارد می‌کنیم، خم شده است. مقطع تیر را (H تیر آهن بال پهن) با جان بسیار باریک و بال‌های ضخیم فرض می‌کنیم. در این تیر می‌توانیم از باری که جان بسیار باریک بال‌های ضخیم فرض کنیم. همچنین می‌توانیم از باری که جان کوچک تحمل می‌کند، در مقایسه با بارهایی که در بار آن تحمل می‌کنند، چشم‌پوشی کنیم. مشاهده می‌شود که بال بالایی تیر کوتاهتر و تحت فشار است و بال پایینی طویلتر و تحت کشش است. برآیند این دو نیرو، یکی کششی و دیگری فشاری، در هر مقطع، تیر کوپلی است که مقدار آن با لنگر خمشی در آن مقطع برابر است. اگر تیری با مقطعی به شکل دیگر را با همین ترتیب بارگذاری کنیم، توزیع نیرو در مقطع تیر متفاوت خواهد بود، اما کوپل برآیند تغییر نمی‌کند.
نمودارهای لنگر برشی و خمشی
تغییرات نیروی برشی V و لنگر خشمی M در طول تیر اطلاعات لازم برای تحلیل طرح تیر فراهم می‌کند. به ویژه اندازه ماکزیمم لنگر خمشی معمولاً نخستین عاملی است که در طراحی یا انتخاب تیر درنظر گرفته می‌شود و مقدار مکانی آن را باید تعیین کرد. بهترین شیوه نمایش تغییرات نیروی برشی و لنگر خمشی، شیوه ترسیمی است و با ترسیم عبارت‌های بدست آمده برای V و M بر حسب فاصله روی تیر، نمودارهای نیروی برشی و لنگر خمشی تیر بدست آید.
نخستین گام در تعیین روابط نیروی برشی و لنگر خمشی، تعیین مقدار واکنش‌های خارجی است که با استفاده از معادله‌های تعادل جسم آزاد کل تیر بدست می‌آید. سپس بخشی از تیر را در سمت راست یا چپ مقطع عرضی اختیاری مجزا می‌کنیم. نمودار آزاد این بخش را می‌کشیم و معادله‌های تعادل را برای آن می‌نویسیم. از این معادله‌ها، عبارت‌هایی برای نیروی برشی V و لنگر خمشی M دارد و به آن در سمت راست یا سمت چپ مقطع، کمتر است. معمولاً کل مساله را ساده‌تر می‌کند. از انتخاب مقطع عرضی به محل وارد شده بار یا کوپل متمرکز منطبق است، خودداری کنید، زیرا چنین مقطعی نقطه ناپیوستگی تغییرات نیروی برشی یا لنگر خمشی است. سرانجام به این نکته مهم می‌رسیم که محاسبه M و V در هر طرف مقطع انتخاب باید با قرارداد مثبت نشان داده شده که در شکل زیر سازگار باشد.
بارگذاری در حالت عام، روابط نیروی برشی و لنگر خمشی
برای هر تیر تحت بارگذاری گسترد می‌توان روابط کلی معینی بدست آورد که در تعیین توزیع نیرو اگر در طول تیر خواهند بود. در شکل زیر بخشی از تیر بارگذاری شده نشان داده شده و در آن جزء dx از تیر مجزا شده است. بار w معرف نیرو به واحد طول تیر است.
مقاله در مورد تیرها 30 ص
