Co je ohýbání paprsku?
Ve stavebním inženýrství se ohýbání paprsků týká chování určitých strukturálních prvků ve fyzickém designu. Prvek lze považovat za paprsek, pokud je pevný a homogenní a jeho délka je mnohokrát jeho výškou nebo šířkou. Primárně funkcí paprsku je odolat ohýbání; To je na rozdíl od strukturálních prvků, které primárně odolávají napětí, kompresi nebo střihu. Strukturální vlastnosti paprsku při ohýbání jsou stanoveny jeho rozměry, materiály a tvarem průřezu.
Jednoduchým příkladem ohýbání paprsku je most s autem. Mosty mají často betonové silnice na nich, ale beton je obecně jen v kompresi. Dlouhý most však bude mít tendenci se prohýbat ve středu, kde není půda, která by jej podpořila. Toto ochabnutí bude ve tvaru kruhového oblouku a vyskytuje se kvůli způsobu, jakým jsou vnitřní napětí distribuovány při ohýbání paprsku. Aby se odolalo tomuto ohybu, je obvykle pod silnicí umístěn silnější kovový paprsekpovrch.
Nejdůležitější rovnicí v ohýbání paprsku je rovnice paprsku Euler-Bernoulli. Tato rovnice se týká vychylování paprsku na aplikované síly, charakteristiky průřezu a vlastnosti materiálu paprsku. Množství vychýlení v ohybu paprsku lze snížit snížením síťových aplikovaných sil, přetvořením průřezu paprsku a pomocí silnějšího materiálu.
V horizontálním paprsku s nanesením sestupných sil se horní část paprsku skutečně dostane do komprese, zatímco spodní část půjde do napětí. Ve skutečnosti, čím dále je materiál, tím větší napětí bude zažít. Ukazuje se, že pro dané množství celkového materiálu je nejlépe způsob, jak posílit paprsek, posílení spodního a horního průřezu. Proto inženýři navrhují paprsky s materiálem koncentrovaným směrem ke spodnímu a hornímu oblastem křížového sektaion.
Toto je princip návrhu i-paprsků nebo paprsků s průřezy, které se podobají písmeni „I.“ Vyrábět a přepravovat paprsky se spoustou hmoty je drahé, takže je důležité minimalizovat množství použitého materiálu. V průřezu paprsku i je dostatek materiálu ve středních výškách, aby paprsek udržoval pohromadě jako pevný kus. Zbytek materiálu je koncentrován na dně a horní části průřezu, což dává paprsku vysokou odolnost proti ohýbání. Odolnost paprsku vůči ohýbání se nazývá jeho tuhost.