Nell'ingegneria civile, la curvatura del raggio si riferisce al comportamento di alcuni elementi strutturali in un progetto fisico. Un elemento può essere considerato un raggio se è solido e omogeneo e la sua lunghezza è molte volte la sua altezza o larghezza. La funzione principale del raggio è di resistere alla flessione; questo è in contrasto con gli elementi strutturali che resistono principalmente a tensioni, compressioni o sollecitazioni di taglio. Le proprietà strutturali di una trave in flessione sono determinate dalle sue dimensioni, materiali e forma in sezione.
Un semplice esempio di curvatura del raggio è un ponte con un'auto su di esso. I ponti hanno spesso strade di cemento sopra di essi, ma il cemento è generalmente solo forte nella compressione. Un lungo ponte, tuttavia, tenderà ad incurvarsi nel mezzo dove non c'è terreno per sostenerlo. Questo cedimento avrà la forma di un arco circolare e si verifica a causa del modo in cui le sollecitazioni interne sono distribuite nella flessione del raggio. Per resistere a questa flessione, una trave metallica più forte viene solitamente posizionata sotto una superficie stradale.
L'equazione più importante nella flessione del fascio è l'equazione del fascio di Eulero-Bernoulli. Questa equazione mette in relazione la deflessione del raggio con forze applicate, caratteristiche della sezione trasversale e proprietà del materiale del raggio. La quantità di flessione nella flessione del raggio può essere ridotta riducendo le forze applicate nette, rimodellando la sezione trasversale del raggio e usando un materiale più forte.
In una trave orizzontale a cui vengono applicate forze verso il basso, la parte superiore della trave entrerà effettivamente in compressione mentre la parte inferiore andrà in tensione. In effetti, più materiale è in basso, più tensione sperimenterà. Si scopre che, per una determinata quantità di materiale totale, rinforzare le regioni inferiore e superiore della sezione trasversale è il modo migliore per rendere più forte il raggio. Pertanto, gli ingegneri progettano travi con materiale concentrato verso la parte inferiore e superiore della sezione trasversale.
Questo è il principio alla base del disegno delle travi a I, o travi con sezioni trasversali che ricordano la lettera "I." È costoso produrre e trasportare travi con molta massa, quindi è importante ridurre al minimo la quantità di materiale utilizzato. Nella sezione trasversale di una trave a I, c'è solo materiale sufficiente ad altezze intermedie per tenere insieme la trave come un pezzo solido. Il resto del materiale è concentrato nella parte inferiore e superiore della sezione trasversale, conferendo al raggio un'alta resistenza alla flessione. La resistenza di un raggio alla flessione si chiama rigidità.
