Балки и изгиб

 В этом, между прочим, заключается одна изтрудностей постройки подводной лодки из стеклопластиков, которые всем, пожалуй,хороши, кроме модуля упругости: он слишком мал.

Иногда думают, что затонувшие подводные лодки «висят» где-то поблизостиот океанского дна. Это, конечно, нелепое представление: если корпус потерпевшейаварию лодки и не сомнет давлением воды, что случается чаще всего, то онбудет непрерывно сжиматься, выталкивающая сила будет падать и лодка будетопускаться на дно все быстрее и быстрее.

Воздушные шары, пневматические шины и т. п. представляют особый случайконструкции, в которой растягивающие напряжения в оболочке уравновешеныдавлением наполняющего их газа или жидкости. Поэтому большие баржи-мешкии надувные лодки обычно очень легкие и эффективные конструкции. Изобретениекрыш, поддерживаемых изнутри воздухом, заставляет пересмотреть прежниеархитектурные традиции, в этих конструкциях все элементы работают на растяжение,лишь воздух внутри здания сжат.

Балки и изгиб

Итак, мы знаем теперь, что понять, как работает конструкция на растяжениеи сжатие, довольно легко. Но вот как те же самые растяжение и сжатие позволяютбалкам выдерживать нагрузки — это далеко не очевидно. А между тем разногорода балки (рис. 11) составляют львиную долю всех конструкций, с которымимы повседневно сталкиваемся. Самая обычная половая доска — наглядный примербалки, и таких примеров можно привести огромное множество. Мы уже говорили,что задача этой самой доски заключается в том, чтобы давить на наши подошвывверх с силой, в точности равной нашему весу. Естественно, эту роль полдолжен играть постоянно, в том числе и тогда, когда мы стоим посреди комнаты,далеко от стены, которая в конечном счете будет воспринимать силу нашеговеса. Но позвольте, как эта сила передается от стены на наши ноги, и обратно?

Рис. 11. Свободно опертая балка.

Ответ на этот вопрос дает так называемая теория балок, которую, пожалуй, можноназвать становым хребтом техники. Но, к сожалению, этот «хребет» представляетсобой pons asinorum для студентов технических вузов.Большинство из них механически заучивают формулы теории балок лишь для того,чтобы проскочить на экзаменах; понимать эти формулы они начинают гораздо позже,когда настает время мучаться над собственными проектами. Поэтому давайте покаоставим всю эту кухню интегрирования эпюр и попытаемся подступиться к существупроблемы.

Начнем с того, что вспомним высказанную ранее мысль об отсутствии четкогоразличия между понятиями «материал» и «конструкция». Большие балки, напримерперекрытия железнодорожных мостов, подобно детскому конструктору, собираютсяиз многих малых стержней. Эти стержни работают как на растяжение, так ина сжатие. Способ передачи нагрузки в такой решетчатой балке, или ферме,по существу не отличается от того, как передается нагрузка в сплошной балке,даже такой, как половая доска. В решетчатой балке вся нагрузка передаетсятолько путем сжатия и растяжения стержней. В сплошной балке такой решеткинет, но мы можем представить себе ее как бы прошивающей всю балку.

Комментарии закрыты.