عمران، مکانیک، مهندسی ۳۴۳۶ بازدید

طبقه‌بندی عضوهای سازه‌ای معمولاً با توجه به نوع بارهای اعمال شده بر روی آن‌ها صورت می‌گیرد. به عنوان مثال، یک میله تحت بار محوری، نیروهای هم‌راستا با محور خود و یک میله تحت پیچش، گشتاورهای پیچشی هم‌راستا با محور خود را تحمل می‌کند. در این مقاله، شما را با انواع تیر (Beam) آشنا خواهیم کرد.

انواع تیر

معمولاً نحوه نگهداری تیرها به عنوان معیاری برای توصیف و طبقه‌بندی این عضوهای سازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این بخش، به معرفی برخی از متداول‌ترین انواع تیرها و تکیه‌گاه‌های مورد استفاده در آن‌ها می‌پردازیم.

تیر ساده

در شکل زیر، یک انتهای تیر AB به وسیله تکیه‌گاه لولایی و انتهای دیگر آن توسط تکیه‌گاه غلتکی نگهداری می‌شود. به این پیکربندی «تیر با تکیه‌گاه ساده» (Simply Supported Beam) یا «تیر ساده» (Simple Beam) می‌گویند. مهم‌ترین ویژگی یک تکیه‌گاه لولایی، عدم حرکت انتقالی انتهای تیر و امکان دوران آن است. به عنوان مثال، انتهای A در تیر زیر به صورت افقی/عمودی حرکت نمی‌کند اما می‌تواند به مرکزیت لولا دوران داشته باشد. در نتیجه، امکان گسترش مؤلفه‌های افقی و عمودی نیروی عکس‌العمل (HA و RA) در تکیه‌گاه‌های لولایی فراهم می‌شود اما هیچ گشتاور عکس‌العملی در این نوع تکیه‌گاه‌ها رخ نمی‌دهد.

تیر ساده (تحت یک نیروی مورب، یک نیروی متمرکز و یک نیروی گسترده یکنواخت)
تیر ساده (تحت یک نیروی مورب، یک نیروی متمرکز و یک نیروی گسترده یکنواخت)

در دیگر انتهای یک تیر ساده (تکیه‌گاه B در تیر بالا)، تکیه‌گاه غلتکی از حرکت انتقالی در راستای عمودی جلوگیری می‌کند اما هیچ مانعی برای حرکت انتقالی در راستای افقی به وجود نمی‌آورد. به همین دلیل، تنها نیروی عکس‌العمل در این تکیه‌گاه، نیروی عمودی RB خواهد بود. علاوه بر این، دوران انتهای B نیز همانند انتهای A امکان‌پذیر است. جهت عکس‌العمل‌های عمودی در تکیه‌گاه‌های غلتکی و لولایی می‌تواند رو به بالا یا پایین و جهت عکس‌العمل‌های افقی در این تکیه‌گاه‌ها می‌تواند به سمت چپ یا راست باشد. در شکل بالا، عکس‌العمل‌های تکیه‌گاهی با پیکان‌هایی نمایش داده شده‌اند که یک خط بر روی آن‌ها کشیده شده است.

تیر یکسر گیردار

تیر نمایش داده شده در شکل زیر دارای یک انتهای ثابت و یک انتهای آزاد است. این عضو با عنوان «تیر یکسر گیردار» (Cantilever Beam) شناخته می‌شود. در تکیه‌گاه ثابت، امکان حرکت انتقالی و دوران تیر وجود ندارد. برخلاف تکیه‌گاه ثابت، تکیه‌گاه آزاد تیر می‌تواند حرکت یا دوران داشته باشد. با توجه به این موضوع، گشتاور و نیروی عکس‌العمل در تکیه‌گاه ثابت به وجود می‌آید.

تیر یکسر گیردار (تحت یک نیروی مورب و یک نیروی گسترده متغیر)
تیر یکسر گیردار (تحت یک نیروی مورب و یک نیروی گسترده متغیر)

تیر ساده با انتهای آزاد

شکل زیر، یک «تیر ساده با انتهای آزاد» (Beam With an Overhang) را نمایش می‌دهد. این نوع تیر در دو نقطه A و B به ترتیب دارای تکیه‌گاه لولایی و تکیه‌گاه غلتکی است. با این وجود، انتهای تیر در نقطه B قرار ندارد؛ بلکه طول آن از محدوده A تا B عبور می‌کند و یک انتهای آزاد را به وجود می‌آورد. بخش آزاد تیر (BC) مشابه تیر یکسر گیردار خواهد بود؛ با این تفاوت که در این حالت، امکان دوران محور تیر در نقطه B وجود دارد.

تیر ساده با انتهای آزاد (تحت یک نیروی متمرکز و یک کوپل)
تیر ساده با انتهای آزاد (تحت یک نیروی متمرکز و یک کوپل)

 

در بخش بعدی به معرفی انواع تکیه‌گاه و علائم قراردی نمایش آن‌ها در حالت‌های مختلف خواهیم پرداخت. امیدواریم این مقاله برایتان مفید واقع شده باشد. اگر به یادگیری موضوعات مشابه علاقه‌مند هستید، آموزش‌های زیر را به شما پیشنهاد می‌کنیم:

^^

بر اساس رای ۷ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

«حسین زبرجدی دانا»، کارشناس ارشد مهندسی استخراج معدن است. فعالیت‌های علمی او در زمینه تحلیل عددی سازه‌های مهندسی بوده و در حال حاضر آموزش‌های مهندسی عمران، معدن و ژئوتکنیک مجله فرادرس را می‌نویسد.

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.