Ce este forfecarea fasciculului?

Forfecarea grinzii este tensiunea internă a unei grinzi, cauzată de forțele tăietoare aplicate grinzii respective. Forțele de forfecare, sau tensiunile de forfecare, sunt cauzate de forțele aplicate paralel cu un material, care pot cauza deformarea acelui material. Forfecarea grinzii poate fi cauzată de solicitări orizontale sau verticale, precum și de îndoire. Fiecare tip de solicitare afectează un fascicul în mod diferit.

În cazul efortului de forfecare orizontal, forțele pot determina alunecarea unei grinzi dintr-o parte în alta. Dacă grinda este asigurată, interzicând orice mișcare, efortul de forfecare intern va încerca apoi să găsească modalități de a se adapta mișcării, ceea ce poate duce uneori la îndoirea sau fracturarea grinzii de-a lungul straturilor orizontale interne. Dacă fasciculul are straturi neatașate, care permit o mișcare ușoară, este mai puțin probabil să se fractureze sau să se îndoaie.

În cazul forței de forfecare a grinzii verticale, forțele sunt aplicate pe suprafețele paralele ale grinzii. Aceste forțe pot include laturi paralele sau capetele de sus și de jos ale grinzii. Dacă una dintre suprafețe suferă o stres mai mare decât alta, materialul se va îndoi sau se va răsuci. Această acțiune provoacă o slăbire a structurii generale.

Ruperea prin forfecare a grinzii apare atunci când tensiunile aplicate grinzii sunt mai mari decât rezistența grinzii respective. Defecțiunile duc adesea la prăbușirea sau fisurarea structurii care înconjoară grinda, așa cum se vede adesea în daunele cauzate de cutremur. Cel mai frecvent tip de defecțiune este totuși îndoirea. Acest lucru se întâmplă atunci când suprafața superioară a unui fascicul devine comprimată, în timp ce suprafața inferioară se extinde și crapă de-a lungul axelor verticale. Acest lucru are ca rezultat o înclinare sau îndoire a grinzii.

În multe cazuri, pentru a evita defecțiunile structurale, o clădire sau o structură va fi modernizată. Modernizarea presupune crearea unui cadru secundar care servește la susținerea structurii inițiale, atenuând în același timp forțele portante asupra acelei structuri inițiale. De cele mai multe ori, aceasta ia forma unui contravant exterior.

Pentru a determina forfecarea, trebuie examinată o mică secțiune transversală a fasciculului și se execută o serie de calcule matematice bazate pe măsurătorile și observațiile acelei secțiuni transversale. Calculele folosite astăzi sunt creditate lui Leonard Euler, un matematician din secolul al XVIII-lea. Cu toate acestea, adevăratele origini ale studiilor de forfecare a fasciculului pot fi urmărite încă din munca savantului Galileo Galilei din secolul al XVI-lea.