Konwencja znakowania sił wewnętrznych

Znakowanie sił wewnętrznych

Przeprowadzenie obliczeń statycznych oraz sporządzenie wykresów sił wewnętrznych zgodnie z przyjętą konwencją znakowania sił wewnętrznych stanowi jedno z najtrudniejszych zadań na drodze do opanowania umiejętności wykonywania obliczeń statycznych belek, ram, czy kratownic.

Przejdźmy do omówienia konwencji znakowania sił wewnętrznych . Można ją interpretować na dwa sposoby.

I sposób

Przy analizie konwencji znaków sił wewnętrznych istotne jest określenie kierunku liczenia elementu prętowego i spodu pręta. Na rysunku spód elementu został zaznaczony przerywaną linią. Jeśli pręt liczymy od  lewej strony   i spód pręta jest przyjęty na dole :

• siła normalna  jest dodatnia jeżeli siła działająca wzdłuż osi pręta jest skierowana w lewo, natomiast ujemna jeżeli jest skierowana w prawo,
• siła tnąca  jest dodatnia jeżeli siła działająca prostopadle do osi pręta jest skierowana w górę, natomiast ujemna jeżeli jest skierowana w dół,
• moment zginający  jest dodatni jeżeli moment siły kręci w prawo (zgodnie z wskazówkami zegara), natomiast ujemny jeżeli kręci w lewo (niezgodnie z wskazówkami zegara).

Jednakże, licząc pręt od  prawej  strony i spód pręta jest na dole, znakowanie sił wewnętrznych jest przyjęte odwrotnie do przedstawionego powyżej:

• siła normalna  jest dodatnia jeżeli siła działająca wzdłuż osi pręta jest skierowana w prawo, natomiast ujemna jeżeli jest skierowana w lewo,
• siła tnąca  jest dodatnia jeżeli siła działająca prostopadle do osi pręta jest skierowana w dół, natomiast ujemna jeżeli jest skierowana w górę,
• moment zginający  jest dodatni jeżeli moment siły kręci w lewo (niezgodnie z wskazówkami zegara), natomiast ujemny jeżeli kręci w prawo (zgodnie z wskazówkami zegara).

Na rys. 1 przedstawiono w sposób graficzny opisaną powyżej konwencję znakowania sił wewnętrznych.

II sposób

Przy drugim sposobie znakownia sił wewnętrznych kierunek liczenia belki nie odgrywa istotnej roli. Interpretuje się to w następujący sposób:

• siła normalna  jest dodatnia jeżeli siła działająca wzdłuż osi pręta powoduje jego rozciąganie, natomiast ujemna jeżeli powoduje ściskanie,
• siła tnąca  jest dodatnia jeżeli siła działająca prostopadle do osi pręta obraca go w prawo, natomiast ujemna jeżeli obraca go w lewo,
• moment zginający  jest dodatni jeżeli moment siły rozciąga spodnie włókna pręta, natomiast ujemny jeżeli rozciąga górne włókna pręta.