تیر یک عنصر ساختاری است که عمدتاً در برابر بارهای جانبی وارد شده به محور تیر مقاومت می کند. حالت انحراف آن در درجه اول با خم شدن است. بارهای وارد شده به تیر باعث ایجاد نیروهای واکنش در نقاط پشتیبانی تیر می شود. تأثیر کلی همه نیروهای وارد بر تیر ایجاد نیروهای برشی و خمشی در تیرها است که به نوبه خود باعث ایجاد تنش های داخلی ، کرنش ها و انحرافات تیر می شود. مشخصه تیرها بر اساس نحوه پشتیبانی ، مشخصات (شکل سطح مقطع) ، شرایط تعادل ، طول و مواد آنهاست.
| https://www.tejarat-gram.com/price/Girder |
تیرها به طور سنتی توصیف عناصر سازه ای ساختمان یا مهندسی عمران هستند ، اما هر سازه ای مانند قاب اتومبیل خودرو ، اجزای هواپیما ، قاب ماشین و سایر سیستم های مکانیکی یا سازه ای دارای ساختارهای تیر است که برای حمل بارهای جانبی طراحی شده اند به شیوه ای مشابه تجزیه و تحلیل می شود.
بررسی اجمالی
از نظر تاریخی ، تیرها چوب مربع شکل بودند ، اما همچنین فلز ، سنگ یا ترکیبی از چوب و فلز مانند یک تیر چوبی هستند. تیرها در درجه اول نیروهای گرانشی عمودی را حمل می کنند. آنها همچنین برای حمل بارهای افقی (به عنوان مثال ، بارهای ناشی از زلزله یا باد یا کشش برای مقاومت در برابر رانش چوب به عنوان تیر کراوات یا (معمولاً) فشرده سازی به عنوان تیر یقه) استفاده می شوند. بارهای حمل شده توسط یک تیر به ستون ها ، دیوارها یا تیرچه ها منتقل می شود ، که سپس نیرو را به اعضای فشاری سازه ای مجاور و در نهایت به زمین منتقل می کند. در ساختار قاب سبک ، تیرچه ها ممکن است بر روی تیرها قرار بگیرند.
طبقه بندی بر اساس ساپورت ها
در مهندسی ، تیرها چند نوع هستند:
به سادگی پشتیبانی می شود - پرتویی که در انتهای آن چرخانده می شود و بدون چرخش آزاد است.
ثابت یا Encastre - یک تیر در هر دو طرف پشتیبانی می شود و از چرخش جلوگیری می کند.
آویزان شدن بیش از حد - یک تیر ساده که از یک طرف فراتر از حمایت خود گسترش می یابد.
برآمدگی مضاعف - یک تیر ساده که هر دو انتهای آن از دو طرف به فراتر از تکیه گاه آن کشیده شده است.
پیوسته - پرتویی که بیش از دو تکیه گاه گسترش می یابد.
Cantilever - یک پرتوی برجسته که فقط در یک سر ثابت است.
خرپا - تیر با افزودن کابل یا میله برای ایجاد خرپا تقویت می شود.
تیر بر روی تکیه گاه های فنری
تیر بر پایه الاستیک
لحظه دوم منطقه (گشتاور منطقه اینرسی)
مقاله اصلی: دومین لحظه مساحت
در معادله تیر I برای نشان دادن لحظه دوم مساحت استفاده می شود. معمولاً به عنوان لحظه اینرسی شناخته می شود و مجموع آن در مورد محور خنثی dA*r^2 است ، جایی که r فاصله از محور خنثی است و dA یک تکه کوچک از منطقه است. بنابراین ، این شامل نه تنها مساحت قسمت تیر در کل ، بلکه فاصله هر بیت از مساحت مربع است. هرچه I بیشتر باشد ، پرتو در خم شدن برای یک ماده معین سفت تر است
فشار
از نظر داخلی ، تیرهایی که تحت بارهایی قرار می گیرند که باعث پیچش یا بارگذاری محوری نمی شوند ، در نتیجه بارهای وارد شده به آنها فشارهای فشاری ، کششی و برشی را تجربه می کنند. به طور معمول ، تحت بارهای گرانشی ، طول اولیه تیر اندکی کاهش می یابد تا یک قوس شعاع کوچکتر در بالای تیر قرار گیرد و منجر به فشرده سازی می شود ، در حالی که همان طول تیر اصلی در پایین تیر کمی کشیده می شود تا یک محوطه را در بر گیرد. قوس شعاع بزرگتر ، و بنابراین تحت کشش است. حالتهای تغییر شکل که در آن قسمت بالای تیر در حالت فشرده سازی است ، تحت بار عمودی ، به عنوان حالتهای افتادگی شناخته می شوند و جایی که قسمت بالا در کشش است ، به عنوان مثال بر روی یک تکیه گاه ، به عنوان hogging شناخته می شود. همان طول اولیه وسط تیر ، عموماً در نیمه راه بین بالا و پایین ، با قوس شعاعی خم شدن یکسان است ، بنابراین نه تحت فشار و نه کششی قرار دارد و محور خنثی (خط نقطه ای در تیر) را مشخص می کند. شکل). در بالای تکیه گاه ها ، تیر در معرض تنش برشی قرار می گیرد. برخی از تیرهای بتنی مسلح وجود دارد که در آنها بتن کاملاً تحت فشار با نیروهای کششی گرفته شده توسط تاندون های فولادی قرار دارد. این تیرها به عنوان تیرهای بتنی پیش تنیده شناخته می شوند و برای ایجاد فشار بیشتر از کشش مورد انتظار در شرایط بارگذاری ساخته می شوند. تاندون های فولادی با استحکام بالا در حالی که تیر روی آنها انداخته می شود ، کشیده می شود. سپس ، هنگامی که بتن سخت شد ، تاندون ها به آرامی آزاد می شوند و تیر بلافاصله تحت بارهای محوری خارج از مرکز قرار می گیرد. این بارگذاری غیر عادی ، یک گشتاور داخلی ایجاد می کند و به نوبه خود ، ظرفیت باربری تیر را افزایش می دهد. آنها معمولاً در پل های بزرگراه استفاده می شوند.
