Mechanika profilów uprawnienia budowlane

W mechanice profilów cienkościennych rozróżnia się dwa sposoby pracy pręt na skręcanie - swobodne lub skrępowane (program uprawnienia budowlane na komputer).
W teorii skręcania swobodnego, opracowanej przez Saint-Venanti i Bredta, przyjmuje się, że odkształcenie pręta pryzmatycznego składa się z obrotu przekroju poprzecznego dookoła osi do niego prostopadłej, przechodzącej przez środek ścinania, i ze spaczenia tego przekroju. Przyjmuje się jednak, że spaczenie jest jednakowe dla wszystkich przekrojów poprzecznych pręta.

Rzeczywiście wystąpi swoboda spaczenia wówczas, gdy:
a) dwa równoważące się momenty skręcające Ms działają tylko na końce pręta o przekroju stałym,
b) te momenty skręcające Ms są rozmieszczone w przekrojach końcowych według tego samego prawa co naprężenia styczne we wszystkich przekrojach pośrednich,
c) kąt skręcania jest tak mały, że zmiany odległości wzajemnej końców podłużnych włókien pręta zakrzywiających się śrubowo można pominąć (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Jakiekolwiek odstępstwo od tych warunków powoduje, że swoboda spaczenia nie zachodzi. Wówczas pręt jest poddany skręcaniu skrępowanemu. Z praktycznego punktu widzenia skręcanie skrępowane jest zjawiskiem dominującym (uprawnienia budowlane).
Rozróżnia się trzy zasadnicze rodzaje podparcia prętów poddanych skręcaniu skrępowanemu:
Ujęcie tzw. „widełkowe”, które charakteryzuje się tym, że końcowe przekroje pręta nie mogą obracać się dookoła jego osi; równocześnie jednak umożliwiony jest swobodny obrót tychże końców w płaszczyznach osi głównych A-X i y-y. Przekroje końcowe mają swobodę spaczenia się.

Zagadnienia stateczności prętów

W rozdziale niniejszym omówione są zagadnienia stateczności prętów cienkościennych, których osie w stanie nieodkształconym są liniami prostymi, zaś pola przekrojów poprzecznych - stałe (program egzamin ustny).

Pod obciążeniem równoległym lub prostopadłym do osi pręta powstają w przekrojach ścianek naprężenia normalne ściskające i naprężenia styczne. Wymiary ścianek należy tak zaprojektować, aby stan naprężeń ściskających i stycznych był w bezpiecznym stosunku mniejszy od stanu, przy którym zachodzi utrata stateczności pręta jako całości lub ścianek jako jego części. Stąd też rozróżnia się dwa przypadki utraty stateczności: ogólnej pręta lub miejscowej jego ścianek.
Utrata stateczności ogólnej może nastąpić, gdy pręt jest ściskany osiowo lub mimośrodowo, rozciągany mimośrodowo i zginany. Są to szczególne przypadki jednego zjawiska fizycznego, ujmowanego ze względu na różniący się stan naprężeń normalnych w nieco odmiennej postaci matematycznej.

stateczności miejscowej ścianek może nastąpić pod dowolnym obciążeniem pręta, jeżeli to obciążenie spowoduje wystąpienie w jego przekroju naprężeń normalnych ściskających i stycznych - oddzielnie lub łącznie.
Rozróżnienie stateczności ogólnej od miejscowej jest spowodowane koniecznością uproszczenia matematycznego ujęcia (opinie o programie).

Przy rozpatrywaniu stateczności ogólnej przyjmuje się jako model pręt o przekroju poprzecznym spełniającym warunki hipotezy sztywnego konturu. Przy rozpatrywaniu stateczności lokalnej przyjmuje się założenie, zaś oś pręta pozostaje nieodkształcona (prosta), natomiast przekrój ulega zniekształceniu; odrzuca się więc tu hipotezę sztywnego konturu. Przyjęcie modelu pręta, który pozwoliłby ujmować obydwa zjawiska łącznie, jest dotychczas ogólnie nie opracowane (poza rozwiązaniami cząstkowymi), zaś z punktu zastosowań praktycznych - mało przydatne.

Wyboczenie prętów cienkościennych w stosunku do wyboczenia prętów pryzmatycznych (np. prostokątnych) różni się tym, że trzeba uwzględniać wpływ skręcania i stateczność miejscową ścianek, które najczęściej mają zarys płyt. Te dwa czynniki uniemożliwiają zbytnie zmniejszanie grubości ścianek. Największe wpływy skręcania i możliwość utraty stateczności miejscowej występują przy ściskaniu osiowym prętów o małej i średniej długości, zanikają zaś w prętach długich (segregator aktów prawnych).

Natomiast w prętach obciążonych mimośrodowo i zginanych wpływ skręcania na stateczność ogólną ujawnia się dopiero w prętach długich. Utrata stateczności miejscowej w tych prętach jest zwykle eliminowana wskutek takiego doboru kształtu profilu, że wcześniej wystąpi utrata wytrzymałości lub sztywności niż stateczności. Biorąc pod uwagę obecne tendencje kształtowania konstrukcji i kształtowników giętych, przyjmuje się na ogół:

a) pręty o małej i średniej długości - do 2 lub 3 m,

b) pręty o dużej długości ponad 3 m.

Są to liczby ogólnego podziału podane w celach praktycznych.
Stateczność prętów ściskanych osiowo należy rozpatrywa jako:
a) wyboczenie giętne lub giętno-skrętne (stateczność ogólną),
b) stateczność miejscową przy równomiernie rozłożonym naprężeniu normalnym (promocja 3 w 1).