انواع تیر (Beam) در مهندسی عمران – به زبان ساده

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.

فیلم آموزش مقاومت مصالح – مرور و حل تست کنکور ارشد در فرادرس

کلیک کنید

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 (H_A و R_A) در تکیه‌گاه‌های لولایی فراهم می‌شود اما هیچ گشتاور عکس‌العملی در این نوع تکیه‌گاه‌ها رخ نمی‌دهد.

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 R_B 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.

فیلم آموزش مقاومت مصالح – ویژه رشته عمران در فرادرس

کلیک کنید

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 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.

^^