Это интересно

Понятие «изгибающий момент» было введено в 1640—1670 гг. Галилеем и Мариоттом, а «поперечная сила» — в 1833 г. Вика.

Понятие об изгибающем моменте и поперечной силе понадобились автору не только для того, чтобы рассказать о расчетных пролетах конструкций и глубже раскрыть название книги, но и потому, что эти три величины — I, М н (определяют размеры и пригодность конструкции к эксплуатации).

Что же определяет и что ограничивает пролет, расчетный пролет?

Определяют технология производства и габариты оборудования в промышленном здании, количество мест в театре, размер арены и количество зрителей в спортивном сооружении, количество торговых мест на рынке и т. д.

А ограничивают? — Возможности материала и архитектурно-конструктивная форма пролетной конструкции, в которой он воплощен, планировочная целесообразность. В свою очередь, возможности и формы определяют пределы использования перекрываемого пространства без промежуточных опор.

Во все времена, у всех народов, во всех географических районах Земли строительное искусство зависело прежде всего от основного конструкционного материала. Все каменные материалы (от кирпича до профнастила, от пильных известняков до сэндвич-панелей) обладают одним общим неудобным свойством: их прочность при растяжении в 10—15 раз меньше, чем при сжатии.

Все вяжущие в чистом виде при твердении уменьшаются в объеме, дают усадку и потому растрескиваются. Их прочность меньше, чем в смеси с песком, разбавляющим концентрацию вяжущего материала. После того, как строительный раствор затвердеет, схватится, он становится искусственным каменным материалом, плохо работающим на растяжение. Поэтому каменные материалы используют для возведения фундаментов, стен, столбов (колонн), но они не пригодны для изготовления балок.

В балке, работающей на изгиб, изгибающий момент вызывает растяжение по ее нижней грани и сжатие по верхней, которые уменьшаются до нуля на уровне нейтрального слоя, проходящего через центр тяжести поперечного сечения балки. Внешний изгибающий момент воспринимается в сечении моментом внутренней пары сил, равным произведению равнодействующих сжимающих и растягивающих напряжений на их плечо на расстояние между ними.

Поскольку есть растяжение, каменная балка в отличии от евровагонки разрушится по растянутой зоне при избытке прочности в сжатой зоне. Разрушится при весьма малом изгибающем моменте от незначительной нагрузки, даже от собственного веса.

Зодчие Древней Греции и Древнего Рима не умели определять изгибающие моменты, но опыт многих обрушений выработал правила и приемы конструирования. Правило: пролет каменной балки в свету (интерколумний) не должен превышать трех диаметров колонн, которые ее поддерживают. Приемы: балку следует делать составной и по высоте, и по ширине. По высоте — трехъярусный антаблемент преобразуется в работающие на сжатие каменные арки. Их распор погашают блоки соседних пролетов и частично — трение. Из-за распора крайних арок угловые колонны располагают на меньшем расстоянии, чем промежуточные. По ширине архитрав из двух или трех параллельных блоков меньше подвержен влиянию дефектов в каждом из них. Так, архитрав знаменитого Парфенона в Афинах выполнен из трех блоков, уложенных рядом.