Kas yra Sijos lenkimas?

Civilinėje inžinerijoje sijos lenkimas reiškia tam tikrų konstrukcinių elementų elgesį fiziniame projekte. Elementas gali būti laikomas sija, jei jis yra vientisas ir vienalytis, o jo ilgis daug kartų viršija jo aukštį arba plotį. Pagrindinė sijos funkcija yra atsispirti lenkimui; tai skiriasi nuo konstrukcinių elementų, kurie pirmiausiai atsparūs tempimui, gniuždymui ar šlyties įtempiams. Lenkimo sijos konstrukcines savybes lemia jos matmenys, medžiagos ir skerspjūvio forma.

Paprastas sijos lenkimo pavyzdys – tiltas su automobiliu. Ant tiltų dažnai yra betoniniai keliai, tačiau betonas paprastai yra stiprus tik gniuždant. Tačiau ilgas tiltas linkęs nusmukti viduryje, kur nėra pagrindo jo palaikyti. Šis smukimas bus apskrito lanko formos ir atsiranda dėl to, kaip vidiniai įtempiai pasiskirsto lenkiant pluoštą. Norint atsispirti šiam lenkimui, po kelio danga dažniausiai dedama tvirtesnė metalinė sija.

Svarbiausia pluošto lenkimo lygtis yra Eulerio-Bernulio pluošto lygtis. Ši lygtis sieja sijos įlinkį su veikiančiomis jėgomis, skerspjūvio charakteristikomis ir sijos medžiagos savybėmis. Sijos lenkimo deformacijos dydis gali būti sumažintas sumažinus bendras taikomas jėgas, pertvarkant sijos skerspjūvį ir naudojant tvirtesnę medžiagą.

Horizontalioje sijoje su žemyn nukreiptomis jėgomis viršutinė sijos dalis iš tikrųjų bus suspausta, o apatinė dalis bus įtempta. Tiesą sakant, kuo toliau medžiaga yra, tuo daugiau ji patirs įtampą. Pasirodo, kad esant tam tikram bendros medžiagos kiekiui, geriausias būdas sustiprinti siją yra apatinės ir viršutinės skerspjūvio dalių sutvirtinimas. Todėl inžinieriai projektuoja sijas, kurių medžiaga sutelkta į apatinę ir viršutinę skerspjūvio sritis.

Tai yra „I“ sijų arba sijų, kurių skerspjūviai primena raidę „I“, projektavimo principas. Didelės masės sijas gaminti ir transportuoti brangu, todėl svarbu kuo mažiau sunaudoti medžiagų. I formos sijos skerspjūvyje medžiagos pakanka tik tarpiniuose aukščiuose, kad sija būtų vientisa. Likusi medžiaga yra sutelkta skerspjūvio apačioje ir viršuje, todėl sija turi didelį atsparumą lenkimui. Sijos atsparumas lenkimui vadinamas jo standumu.