کمانش (buckling) جیست؟

کمانش (Buckling) یک واکنش مکانیکی مهم در مهندسی سازه است که اعضای تحت‌ فشار نظیر تیرها و ستون‌ها از خود بروز می‌دهند. درواقع، این واکنش زمانی اتفاق می‌افتد که تنش‌های وارده به اعضای سازه از میزان مقاومتشان بیشتر باشد. به‌طورکلی، مفهوم کمانش در پروژ‌ه‌های عمرانی و علم مقاومت اهمیت زیادی دارد. اعضای تحت فشار یک سازه، پیش از رسیدن به حداکثر مقاومت فشاری و در حقیقت پیش از شکست تحت اثر تنش تسلیم فشاری، تحت اثر پدیده کمانش دچار شکست خواهند شد. هرچه ستون بلندتر و سطح مقطع کوچکتری داشته باشد(ستون لاغر)، زودتر تحت اثر پدیده کمانش تسلیم می‌شود. برای آشنایی بیشتر با اصطلاح کمانش و انواع آن با ما تا پایان همراه باشید. در ادامه هر آنچه که لازم است درباره کمانش بدانید را بیان کرده‌ایم.

کمانش چیست؟

کمانش به‌معنی مقاومت مصالح در پی رفتاری گفته می‌شود. این ناپایداری در اثر شکست عضوی در زمان پاسخ به رفتاری از سازه گفته می‌شود. در واقع، کمانش بیانگر رفتار اعضای تحت فشار سازه مانند دیوار برشی، مهاربند، ستون‌ها و... است. این اعضای تحت ‌فشار قبل از آن‌که به بالاترین سطح از مقاومت فشاری خود برسند، به دلیل واکنش کمانش با شکست مواجه می‌شوند. به بیان ساده، کمانش به رویدادی اشاره دارد که طی آن رفتار یک سازه تحت ‌فشار نیروهای محوری مشخص می‌شود. بنابراین، با استفاده از پدیده کمانش می‌توان متوجه سطح مقاومت اعضای مختلف سازه مانند تیرها و ستون‌ها در برابر بارهای فشاری محوری شد. چنانچه سازه در کمانش تاب نیاورد، احتمال شکست و تخریب آن وجود دارد.

انواع کمانش

پدیده کمانش در ستون‌ها و تیرها به سه حالت جانبی، موضعی و واپیچشی اتفاق می‌افتد. کمانش ستون در حالت جانبی باعث خمیدگی نمی‌شود و تنها سطح مقطع آن در محور شروع می‌چرخد. کمانش موضعی نیز ناشی از خم شدن توسط نیروی فشاری است. در این حالت، علاوه برخمیدگی احتمال جابه‌جایی سطح مقطع نیز وجود دارد. در صورتی که این دو نوع کمانش با یکدیگر رخ دهند، از آن با عنوان کمانش واپیچشی یاد می‌کنند.

کمانش تیرآهن چگونه رخ می دهد؟

کمانش تیرآهن به علت اعمال بار اضافی بر روی آن اتفاق می‌افتد. زمانی که نیروهای وارده بر تیرآهن از حد مقاومت آن بیشتر باشد، کمانش رخ می‌دهد. اصولا، تیرآهن‌ها در سازه‌های مختلف به عنوان ستون مورد استفاده قرار می‌گیرند و همواره فشار زیادی را تحمل می‌کنند. در کل، بزرگتر بودن طول تیرآهن نسبت به ابعاد مقطع آن باعث می‌شود، باریک در نظر گرفته شود و حتی با بار کم نیز آسیب ببیند. از سایر دلایل کمانش تیرآهن می‌توان به بارگذاری با وزن سنگین، اعمال نیرو در وسط، وضعیت محیطی نامناسب و کم بودن مقاومت آن اشاره کرد. با وجود هریک از این موارد، احتمال آغاز کمانش و تغییر شکل تیرآهن وجود دارد. در صورتیکه قصد دارید از قیمت تیرآهن مطلع شوید، کافیست به لیست قیمت صفحه فوق مراجعه کنید.

 اهمیت شناخت و پیشگیری از کمانش در مهندسی سازه

درک پدیده کمانش و عوامل موثر بر آن از جنبه‌های حیاتی در طراحی و اجرای سازه‌های ایمن و پایدار است. این ناپایداری که معمولاً در اعضای تحت فشار مانند ستون‌ها و تیرها رخ می‌دهد، می‌تواند منجر به کاهش مقاومت سازه و حتی تخریب کامل آن شود. انتخاب مصالح مناسب، طراحی اصولی و رعایت استانداردهای مهندسی از جمله راهکارهایی است که به پیشگیری از کمانش کمک می‌کنند. شناخت انواع کمانش و نحوه‌ی بروز آن، به مهندسان امکان می‌دهد تا سازه‌هایی مقاوم در برابر بارهای فشاری طراحی کنند. اگر به دنبال اطلاعات بیشتری در مورد این پدیده یا قیمت مصالحی مانند تیرآهن هستید، منابع معتبری در اختیار شما قرار دارد تا انتخاب‌های آگاهانه‌تری داشته باشید.