"구조 : 또는 사물이 떨어지지 않는 이유"에서 제임스 고든 (James Gordon)은 외부가 긴장되어 있고 내부가 압축 된 상태로 압축 된 나무에 대해 이야기합니다. 왜 나무가 표면에 장력을 가하고 코어에서 압축되도록 강하게 만들고 왜 아래의 첫 번째 그림에서 그래프를 읽습니까?

또한 세 번째 그림에서는 콘크리트 빔으로 반전을 수행하는 방법에 대해 설명합니다. 철근을 사용하여 어떻게 장력을 생성합니까?

그래프를 읽는 방법

그래프는 응력 대 위치의 도표입니다 . 응력은 재료에 가해지는 단위 면적당 힘입니다. 양수 값은 장력이고 음수 값은 압축입니다.

첫 번째 (가장 왼쪽) 플롯은 사전 응력이없는 경우 굽힘에서 예상되는 정상 응력 대 위치를 보여줍니다. 가운데 줄거리는 나무의 프리스트레스를 보여줍니다. 가장 오른쪽 그림은 굽힘 응력과 사전 응력 의 중첩 또는 합을 보여줍니다 .

나무에 스트레스를주는 이유

기계 공학에서 강도는 재료가 파손되기 전에 견딜 수있는 최대 응력으로 정의됩니다. 모든 재료에는 고유 한 강도 한계가 있으며, 궁극적 강도 라고합니다 . 일부 재료에서 이것은 인장 및 압축에서 동일하지만 다른 재료에서는 궁극적 인 인장 및 압축 강도가 다릅니다. 대부분의 금속은 인장 강도와 압축 강도가 거의 같지만 목재 나 콘크리트와 같은 재료는 후자에 속하며 인장 강도와 압축 강도는 크게 다릅니다.

귀하가 제공 한 기사에 따르면 목재의 최대 인장 강도는 최대 압축 강도보다 높습니다. 나무가 프리스트레스되지 않은 경우, 첫 번째 플롯에서 볼 수 있듯이 최대 인장 강도와 압축 강도는 프리스트레스없이 굽힘에서 동일하기 때문에 바람에서 떨어진 쪽이 항상 먼저 실패합니다. 나무의 바깥쪽에 인장 응력을가함으로써 나무는 최대 압축 응력을 줄이고 강한 바람에 견딜 수 있습니다. 뉴턴의 3 법칙의 결과로 힘의 균형을 맞추기 위해 인장력과 압축력이 모두 있어야합니다.

콘크리트에서

콘크리트에서는 콘크리트의 인장 강도가 제로이기 때문에 상황이 다릅니다. 프리스트레스 콘크리트는 철근을 인장 프리스트레스 상태로, 콘크리트는 압축 프리스트레스 상태로함으로써 파손을 방지합니다. 콘크리트를 붓는 동안 철근을 늘리거나 코팅 된 케이블 주위에 콘크리트를 부어 콘크리트에 케이블이 달라 붙지 않도록 할 수 있습니다. 후자의 경우, 케이블이 경화 된 후 콘크리트를 프리스트레스하도록 조입니다.