Nosivost nosača ograničena je u gotovo svim slučajevima izvijanjem pritisnutog pojasa. Ovo se javlja tek onda kada je dostignuta granica tečenja poslije izjednačavanja napona svuda u pritisnutoj nožici. Samo uz jaka bočna oslanjanja može da bude povišen podneseni ivicni napon do oblasti ojačanja građevinskog čelika. Pri ocjenjivanju nosivosti treba uzimati u obzir stvarnu raspodjelu napona. Sa pretpostavkom pravolinijske raspodjele napona bila bi nosivost potcijenjena. Pojave labilnosti treba naročito ispitati.
Oduzimanje rupa u nosačima opterećenim na savijanje
Na zategnutoj strani nosača djeluje slabljenje presjeka kao kod zategnutih štapova (cepanje zategnutog pojasa po oslabljenom presjeku). Za odbijanje rupa u tom smislu važe ista pravila kao za zategnuti štap.
Pošto rupe ispunjene zakivcima na pritisnutoj strani nosača veoma malo utiču na raspodjelu napona i deformacija, a nosivost je većinom ograničena bočnim izvijanjem pritisnutog pojasa, veličina slabljenja preseka kod nosača simetričnih preseka ne utiče znatno na nosivi teret. Stoga je već F. Hartmann postavio pitanje da li je potrebno kod simetričnih nosača uopšte uzimati u račun slabljenje rupama. Kod nesimetričnih preseka (pritisnuta strana jača) može odbitak rupa na zategnutoj strani nosača da postane mjerodavan za nosivost. Pod često ponovljenim opterećenjem imaju rupe znatan uticaj, čak kad leže na većem rastojanju od ivičnih vlakana.
Danas se u proračunu nosivosti presjeka na savijanje koriste bruto i neto presjek (pored ostalih mjerodavnih vidova loma). Lom po bruto presjeku dešava se na dijelu presjeka koji nije oslabljen rupama. Lom po neto presjeku se dešava po presjeku koji je oslabljen rupama, a površina koja se uzima u obzir jeste bruto površina umanjena za površinu svih otvora.
Zakovice u vratu i u glavi
Pri savijanju se, pored normalnih napona, javljaju i naponi smicanja koji su kod nosača sa paralelnim pojasevima proporcionalni poprečnoj sili Q. Kod složenih presjeka primaju napone smicanja u dodirnim površinama između pojedinih valjanih profila zakivci koji ih spajaju. Raspodjela sila smicanja T u rebru je parabolična, u pojasevima skoro pravolinijska. Kod nosača sa teškim pojasevima malo se razlikuje T u rebru od prosječne vrijednosti Tm, koja je često dovoljna za prvu ocjenu.
Slika 1
Zakivci u glavi (sl. 1b) imaju zajedno da prime silu moždanika TK < TH. Sila moždanika između pojedinih pojasnih lamela je još manja i raspoređuje se za slučaj na sl. 1c i na veći broj zakivaka.
Produžetak nosača
Podužni nastavak vertikalnog lima potreban je kad je visina lima veća od širina limova koje stoje na raspolaganju. On može biti potreban i s obzirom na izradu i transport. Podvezice i zakivci u podužnom nastavku jednog nosača treba da prime onu istu silu TL, koju bi imao nenastavljeni lim u podužnoj spojnici. Pošto su slabljenja rupama u podvezici podjednaka kao i u vertikalnom limu, debljina podveznice mora biti veća ili jednaka od debljine rebra.
Sl. 2 - Uzdužni nastavak vertikalnog lima
Poprečni nastavak pod opterećenjem na savijanje može biti na razne načine pokriven podvezicama. Sl. 3 prikazuje više mogućnosti radioničkog nastavka, u kojem je nastavljen samo vertikalni lim. Ako su podvezice samo između pojasnih ugaonika (sl. 3a), ostaju nepokrivene trake vertikalnog lima ispod pojasnih ugaonika. Tada su ugaonici i zakivci u području nastavka vertikalnog lima znatno više opterećeni, stoga ovu vrstu nastavaka treba ograničiti na manje važne veze sa malim silama. Uvijek treba davati prednost potpuno pokrivenom nastavku. Posebne podvezice na vertikalnim kracima ugaonika primaju uzdužna naprezanja ove trake, ali samo neznatno učestvuju u prijemu poprečne sile. Izvjesno poboljšanje u tome donosi sl. 3c. Kod velikih sila treba težiti podvezicama po cijeloj visini vertikalnog lima (sl. 3d), što pretpostavlja da pojasne ugaonike treba prekinuti. Podvezice dobijaju debljinu kraka ugaonika, kod velikih debljina ugaonika koriste se podmetači za izravnanje da bi se štedjelo na suvišnoj debljini podvezice.
Sl. 3 - Poprečni produžetak (radionički) vertikalnog lima
Nastavak vertikalnog lima pod opterećenjem poprečnom silom: Nosač je na mjestu nastavka opterećen samo sa Q (M = 0). Za nastavak sa podjednakim razmacima zakivaka (sl. 4) treba pretpostaviti da sile u zakivcima NiQ približno odgovaraju odgovarajućem elementu površine e*t spojnice nastavka, tj. da su sile u zakivcima raspoređene kao i naponi smicanja po visini nosača, NiQ = e*t*τi = e*Ti. Ipak se pri dimenzionisanju računa sa ravnomjernom raspodjelom na sve n zakivke NiQ = Q/n.
Sl. 4 - Nastavak vertikalnog lima sa raspodjelom poprečne sile
Sl. 5 prikazuje radionički_ nastavak vertikalnog lima (pojasni ugaonici i lamele su nastavljeni na drugom mjestu).
Slika 5
Savijanje sa normalnom silom: Nosači koji su istovremeno opterećeni momentima savijanja i normalnim silama dimenzionišu se prema istim principima i pod pretpostavkom pravolinijske raspodjele napona. Pri punom odbitku zakivaka u oba pojasa, koristan presek i položaj nulte linije ne zavisi od slučaja opterećenja, tako da se naponi od M i N mogu jednostavno sabrati. Opterećenje zakivaka u nastavku dobija se superpozicijom sila od djelimičnih slučajeva opterećenja M, odn. N.
Oslonac i priključak nosača
Ovde će biti razmatrana samo najuobičajenija od mnogobrojnih rješenja. Prilikom ocjenjivanja uvijek treba razmišljati na dopunske sile koje se dobijaju iz odstupanja od više ili manje idealizovanih proračuna otpornosti.
Prosto oslanjanje jednog nosača na gornji pojas nekog drugog građevinskog elementa dolazi u obzir kada je na raspolaganju velika građevinska visina. Uobičajen je slučaj čvrste veze sa zakovicama ili zavrtnjima. Na sl. 6 prikazano je uobičajeno oslanjanje kontinuiranih I-rožnjača u zgradarstvu, koje također izbjegava bušenje u uskim I-nožicama. Nosače treba u datom slučaju osigurati protiv prevrtanja kao i protiv poprečnih sila (sl. 7 i 8). U mostogradnji se nosači često sparuju (sl. 9); nepokretno oslanjanje podužnog nosača na poprečni nosač (sl. 10). Nosače treba kod većih oslonacačkih sila ukrutiti upasovanim ugaonicima ili navarenim profilima (sl. 8 do 10). Kod složenih nosača opterećenje treba sprovesti u rebro.
Sl. 6 - Pričvršćivanje rožnjača
Sl. 7 te 8
Slike 9 i 10
Priključak rebra: Na sl. 11 i 12 prikazane su veze I-nosača, koje se koriste u građevinarstvu kao normalni priključci. Isecanje dobija veliko zaobljenje, da bi se izbjeglo prskanje rebra nosača. Elastično uklještenje od priključka rebra donosi izvjesno povećanje nosivosti. Opisane deformacije su doduše bezopasne pri pretežno mirnom opterećenju, kao npr. kod starijih mostova.
Sl. 11. - Normalni priključci I-nosača sa upravnim krajnjim presjekom
Sl. 12 - Normalni priključci s odrezanim krajevima I-nosača
Krute veze na savijanje izvode se kad je potrebna veza bez promjene ugla (kontinualni nosači, kruti uglovi okvira) ili kad postoji opasnost od sloma usljed zamora pri promjenljivom opterećenju, naročito kod željezničkih mostova. Mogu se koristiti lamele za kontinuitet, priključci kruti na savijanje. uglovi kruti na savijanje, uglovi okvira.
- Lamele za kontinuitet – Ako treba priključiti nosače koji leže u istoj ravni, onda se spajaju oba gornja pojasa lamelom ili podvezicom za kontinuitet. Tako su zakivci priključka oslobođeni sila zatezanja i izbjegnute su velike deformacije.
Sl. 13 - Spoj sa lamelom za kontinuitet
Sl. 14 - Priključak podužnih nosača a) mosta na autoputu; b) željezničkog mosta
- Priključci kruti na savijanje – Ovakvu vrstu priključka nalazimo kod punih konzola pješačkih staza drumskih mostova. Kod manjih momenata njihov vertikalni lim je priključen samo dvosečno između ugaonika za ukrućenje glavnog nosača. Uvedeni moment se preko ukrućenja raspodjeljuje na cijelu visinu glavnog nosača, odn. uvodi se u njegove pojaseve kao spreg sila.
Slika 15 i 16
- Uglovi kruti na savijanje – Uglove krute na savijanje između stubova i podvlaka u zgradarstvu treba tako konstruisati da ugao bude nepromjenljiv i da ne nastupe nikakva lokalna prekoračenja napona. Pouzdane veze u uglovima nastaju npr. prema sl. 16 kad se koriste krilni limovi ili prema sl. 100 kad se moment uklještenja u pojasevima stuba primi kao spreg sila.
- Uglovi okvira – Na poligonalnim okvirima nastavak se može izraditi u tački preloma ako je razlika ugla mala; spojeni štapovi pokrivaju se podvezicama kao zategnuti i pritisnuti štapovi. Sile obrtanja su koncentrisane na mjesto preloma i moraju biti preuzete ukrućenjima. Na sl. 101 obratiti pažnju na razliku u pokrivanju nastavka i ukrućenje, u zavisnosti od smisla momenta savijanja i sila skretanja. U slučaju velikih sila i znatne razlike u uglu, izbjegava se da nastavak dođe u jako zakrivljen dio okvira. Nastavci pored uglova okvira dozvoljavaju bolji konstruktivni oblik i olakšavaju izradu. Primjere sa zakovanim univerzalnim nastavcima s obje strane tačke preloma daju sl. 102a i sl. 102b, na kojoj se ugao sastoji od zavarenog dijela. Na sl 103 pokazuje vezu krutu na savijanje stuba okvira sa kontinualnom prečkom.
Slika 17a
Slika 17b
Kosi priključci: Na dosad razmatranim priključcima rebra su međusobno stajala upravno. Ako ugao međutim nije prav, onda se ugaonici (sl. 18) razvrću, a na vrlo oštrim uglovima upotrebljavaju se klinasti podmetači. Upotrijebiti podvezice za kontinuitet i komade za oslanjanje u datom slučaju kao kod pravih priključaka. Savijeni priključni limovi (sl. 19) vezani su s velikim ekscentricitetom i znatnim dopunskim silama. Izrada kosih priključaka olakšava se kad se koriste navarene priključne pločice (sl. 20).
Slika 18
Slika 19
Slika 20