Внешние силовые факторы

1) На поверхность конструкции воздействуют другие тела (снег, оборудование, ветер, и т.д.). Это воздействие часто называют силой, нагрузкой и т.п. В природе из таких воздействий существует только один фактор – это внешнее давление, которое будем называть поверхностной нагрузкой, а обозначать буквой р. Это можно изобразить в виде, приведенном на рис.2.1.1. (единица измерения поверхностных нагрузок – Н/м², можно сказать, т.е. сила, приходящаяся на единицу площади тела). Таким образом, поверхностная нагрузка – это давление или интенсивность силы.

Рис.2.1.1. Рис.2.1.2.

Поверхностная нагрузка р. Погонная сила q.

Единица измерения - Н/м² Единица измерения - Н/м

2) Кроме поверхностных существуют объемные нагрузки (например, силы веса, инерции, центробежные и магнитные силы), которые действуют на каждый малый элемент тела (единица измерения – Н/м³ , т.е. сила, приходящаяся на единицу объема тела).

3) В строительстве часто используется изображение внешних воздействий в виде погонной силы – т.е. силы, которая воздействует на один метр конструкции. Изображение погонной силы q (единица измерения – Н/м) показано на рис.2.1.2.

4) Внешнюю поверхностную нагрузку часто заменяют сосредоточенной силой и сосредоточенным моментом, обозначать которые будем буквами F и М. Их изображают так, как показано на рис. 2.1.3.

M F

Рис.2.1.3. Сосредоточенная сила F Рис. 2.1.4. Сосредоточенный момент М

(единица измерения – Н) (единица измерения – кНм).

Важно отметить, что законы механики (закон равенства действия и противодействия и т.д.) формулируются в величинах суммарного воздействия поверхностной или объемной нагрузки, т.е. в силах и моментах. Например, третий закон Ньютона нельзя формулировать в терминах поверхностной нагрузки, т.е., если тело находится в состоянии покоя (см. рис. 2.1.5.), то из этого не следует, что р₁=р₂.

Рис.2.1.5.