Навчальна тема
Граничні умови та вплив закріплення депланації
Як вільне, часткове та повне закріплення депланації впливає на бімомент і напруження відкритого тонкостінного профілю при стисненому крученні.
Рівень стисненого кручення визначається не лише формою відкритого профілю, а й граничними умовами депланації. Одна й та сама балка може працювати майже за Сен-Венаном або мати значні додаткові нормальні напруження залежно від конструкції вузлів.
Вільна депланація
Якщо торець може набувати природного для кручення розподілу поздовжніх переміщень, депланація вважається вільною. У такій ідеалізації додаткові нормальні напруження від її обмеження на торці не виникають.
Повне обмеження
Жорстка діафрагма, масивна торцева плита або вузол, що примушує всі характерні точки перерізу мати несумісні з вільною депланацією поздовжні переміщення, створює реакцію на депланацію. Біля такої зони виникають бімомент і нормальні напруження.
Часткове обмеження
Реальні вузли часто мають скінченну жорсткість, тому депланація стримується лише частково. Тоді граничну умову необхідно задавати через реальну жорсткість приєднаних елементів або використовувати модель, що відтворює їхню деформативність.
Зміна ефекту вздовж стержня
Стиснене кручення має виражений поздовжній характер: бімомент, нормальні напруження і додаткова складова дотичних напружень змінюються вздовж осі. Тому перевірка лише одного «типового» поперечного перерізу може бути недостатньою.
Типові джерела обмеження
До них належать жорсткі торцеві плити, діафрагми, поперечні ребра, жорсткі рамні вузли та ділянки різкої зміни перерізу. Перед розрахунком необхідно визначити, які поздовжні переміщення контуру фактично дозволені кожним вузлом.
Вибір моделі
Якщо депланація практично вільна, застосовують вільне кручення Сен-Венана. Якщо вона істотно обмежена, потрібна теорія стисненого кручення з бімоментом і секторіальними характеристиками. Це рішення слід приймати до перевірки напружень і жорсткості.