Основные элементарные расчеты в гражданских сооружениях

При действии переменных сил (как это бывает в частях ма- шин, а в строительном деле—в ж.-д. мостах) коэффициент безопасности еще увеличивается. При нагрузке, способной колебаться от 0 до не- которой определенной величины в одну сторону (например, в смысле растяжения) и обратно до 0, коэффициент увеличивается в 1,5 раза сравнительно с его величиной при постоянной нагрузке; так бывает, например, при расчете цепей. Если же нагрузка изменяется от некоторой величины до 0 и затем еще в обратную сторону (например, из растяжения переходит в сжатие), то коэффициент увеличивается в 3 раза; например, при расчете осей, изгибаемых в разные стороны, шатунов паровой ма- шины и т. п. Виды напряжений. Выше мы говорили о действии внешних сил и о вызываемых ими внутренних силах в самом общем виде. Теперь рассмотрим более конкретно, какие именно бывают виды дей- ствия внешних сил на части сооружений, при чем эти последние мы возьмем в простейшем виде, в форме прямого бруса. Можно различать

5 главных видов действия внешних сил на тело: ра- стяжение, сжатие, срез, изгиб и кручение. Мы уви- дим ниже, что каждому из этих действий внеш- ней силы соответствуют особые виды внутренних сил в материале бруса— точнее говоря, особое расположение внутрен- них сил относительно дей-

h

„

1 я " и 1 ^ 1 '-У k А 1

~ ^

Рис. 14.

ствующих внешних. Но является вопрос: как вообще мы можем что-либо знать и судить о внутренних силах, когда они по существу невидимы? В этом нам помогает теоретическая механика со своими законами равновесия. Общий прием рассуждения, приводящий нас к некото- рому познанию внутренних сил, состоит в следующем. Пусть тело AB (рис. 14) подвергается вытяжению силой -\-Р, при чем удерживается на месте сопротивлением —Р , равным и про- тивоположным первому (например, в виде напряжения в заделке конца А). Под действием обеих сил тело находится в покое. Чтобы отдать себе отчет в характере внутренних сил, возникающих в нем при этом, представим себе плоскость MN, пересекающую тело пер- пендикулярно к его продольной оси. Она делит его на две части— А и В. Зададим себе вопрос: почему находится в покое часть В, взятая в пространстве отдельно, сама по себе, при действии на нее одной только внешней силы - j - P ? Почему В не движется в направле- нии этой силы, не отрывается от А?