Sign In

העמסה אקסצנטרית היא מושג מכריע בחקר הנדסת מבנים ומכניקה, במיוחד בעת ניתוח היציבות והתפלגות המאמץ בעמודים. בניגוד לעומס מרכז, שבו הכוח מופעל לאורך הציר המרכזי, וגורם לדחיסה אחידה, עומס אקסצנטרי מתרחש כאשר כוח מופעל מחוץ למרכז. יישום זה מחוץ למרכז מציג לא רק לחץ לחיצה ישיר אלא גם מאמץ כיפוף, המשפיע באופן משמעותי על התנהגות העמוד תחת עומס. עומס אקסצנטרי יכול להתפרק רעיונית לשני מרכיבים: עומס מרכז (F) הפועל לאורך ציר העמוד ומומנט זוגי המושרה על ידי האקסצנטריות של העומס. גודל המומנט הזוגי הזה תלוי במידת המרחק של העומס המופעל מהציר המרכזי של העמוד והוא מכריע בהבנת תגובת העמוד, מכיוון שהוא מוביל לכפיפה בנוסף לדחיסה הצירית.

כדי לחקור בצורה אנליטית תרחיש זה, חשבו על עמוד בהעמסה אקסצנטרית. נבחר קטע PR של העמוד ודיאגרמת הגוף החופשי שלו מצויירת, מה שעוזר לדמיין את הכוחות והמומנטים הפועלים עליו. בחירת מערכת קואורדינטות מתאימה מאפשרת לנו לקבוע את המומנט הזוגי בנקודה נתונה (למשל, נקודה R), שהיא חלק בלתי נפרד מהמודלים המתמטיים שלאחר מכן של התנהגות העמוד. השלב הבא משלב את המומנט הזוגי הזה במשוואת הדיפרנציאל השולטת בעקומה האלסטית של העמוד. הפתרון למשוואה דיפרנציאלית זו נותן את משוואת העקומה האלסטית, המתארת ​​כיצד העמוד מתכופף תחת העומס המופעל. על ידי יישום תנאי ערך גבול, ניתן לקבוע את מקדמי הפתרון, ולחדד עוד יותר את דיוק המודל.

היבט קריטי בניתוח זה הוא זיהוי הסטייה המקסימלית של העמוד, המתרחשת בדרך כלל בנקודת האמצע שלו. הסטייה המקסימלית הזו היא חיונית להערכת יציבות העמוד, מכיוון שהיא מציינת עד כמה העמוד מתכופף תחת העומס המופעל. המשוואה של הסטייה זו מצביעה על תופעה מסקרנת: היא מציעה שהסטייה מתקרבת לאינסוף כאשר האיבר הסקנסטי (secant term) בתוך המשוואה הופך לאינסופי. מצב זה מסמן את הסף שמעבר לו העמוד מאבד את היציבות ועובר הידוק. מצב ההעמסה הקריטי, הנגזר מקריטריון ההטיה האינסופית, הוא בסיסי עבור מהנדסים כדי להבטיח שהעמודים מתוכננים בגבולות תפעול בטוחים. על ידי החלפת מצב ההעמסה הקריטי בביטוי להטיה מקסימלית, נוכל לגזור משוואה המבטאת את ההטיה המקסימלית במונחים של העמסה קריטית. קשר זה הוא חיוני לתכנון עמודים שיכולים לעמוד בעומסים אקסצנטריים ללא עיוות או כשל מופרז.

Tags

Eccentric LoadingStructural EngineeringStability AnalysisStress DistributionCentric LoadingCompressive StressBending StressCouple MomentDifferential EquationElastic CurveMaximum DeflectionColumn StabilityBucklingCritical Loading Condition

From Chapter 26:

article

Now Playing

26.5 : העמסה אקסצנטרית

Columns

277 Views

article

26.1 : יציבות מבנים

Columns

147 Views

article

26.2 : הנוסחה של אוילר עבור עמודי Pin-Ended

Columns

261 Views

article

26.3 : הנוסחה של אוילר לעמודות עם תנאי קצה אחרים

Columns

403 Views

article

26.4 : הנוסחה של אוילר לעמודים: פתרון בעיות

Columns

124 Views

article

26.6 : עיצוב עמודים תחת עומס מרכזי

Columns

93 Views

article

26.7 : עיצוב עמודים תחת עומס אקסצנטרי

Columns

364 Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved