О рациональной форме поперечного сечения балки

Согласно полученным формулам (6.10), (6.13) для напряжений при поперечном изгибе нормальные напряжения, изменяясь по линейному закону, равны нулю на нейтраль-ной оси и достигают наибольшего значения на поверхности балки, а касательные напряжения равны нулю на поверхности и максимальные на нейтральной оси. Рассмотренный характер распределения напряжений позволяет сделать определенный вывод о рациональной форме сечения при изгибе. Так как в балках наиболее часто нормальные напряжения значительно больше касательных, то материал, расположенный у нейтрального слоя, нагружен очень мало. Поэтому с целью его экономии и снижения веса конструкции следует выбирать такие формы сечения, у которых большая часть материала бала бы удалена от нейтральной линии, являю-щейся осью симметрии (рис.6.24 а). Из практически используемых профилей наиболее опти-мальным для материала, одинаково сопротивляющегося растяжению, сжатию, будет двутав-ровое сечение (рис. 6.24 б), для которого толщина стенки h будет определяться величиной τ_max.

Если материал неодинаково сопротивляется растяжению, сжатию, то опти-мальной формой сечения в этом случае будет тавровое сечение. Материал сжатию сопротив-ляется обычно лучше, чем растяжению и, следовательно, допускаемое напряжение на сжатие будет больше допускаемого напряжения на растяжение , поэтому тавр следует располагать таким образом, чтобы его волокна, наиболее удаленные от нейтрального слоя, располагались в сжатой области (6.24 в)