Stopień pewności

Podobny stopień pewności wymagany jest również w wypadku sił, których działanie może się przyczynić do przesunięcia budowli. Na rysunku 16b przedstawiony został mur oporowy ograniczający zbiornik wody. Ciśnienie hydrostatyczne wody na mur symbolizuje siła parcia poziomego H, działająca na wysokości punktu ciężkości trójkąta stanowiącego wykres wielkości ciśnień hydrostatycznych od dna zbiornika aż do lustra wody. Działanie siły H na mur jest dwojakie:

– 1. Siła H wytwarza moment przewracający wobec krytycznej krawędzi 0, któremu przeciwdziała moment utrzymujący, wywołany głównie ciężarem muru G. Ciężar ten musi być tak duży, by możliwe stało się osiągnięcie warunku stateczności.

– 2. Siła H usiłuje jednocześnie przesunąć mur oporowy poziomo wzdłuż podstawy. Przeciwstawia się temu siła T wywołana tarciem podeszwy fundamentowej muru oporowego o grunt. Siła tarcia jest iloczynem współczynnika tarcia (T) i siły działającej prostopadle do płaszczyzny przesuwania (w naszym przykładzie G). Siła tarcia — działająca zawsze w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu przesuwnego — jest więc w budownictwie siłą pożądaną. Zależy ona od szorstkości stykających się materiałów nie zależy natomiast od wielkości powierzchni styku. Mowa jest oczywiście o tarciu poślizgowym, a nie o tarciu potoczystym, z którym w budownictwie mało się spotykamy. W celu zabezpieczenia budowli przeciwko przesuwaniu wymaga się na ogół również spełnienia warunku półtorakrotnej pewności.

Omawianie układu sił i momentów w elementach konstrukcyjnych budowli rozpoczniemy od omówienia belki. Belka jest elementem konstrukcyjnym, który obciążenia wywołane działaniem sił zewnętrznych ma przenosić równolegle do kierunku działania tych sił (oczywiście, przy zachowaniu warunku równowagi układu). W wypadku prostej belki ułożo nej swobodnie na dwóch wałkach (rysunek 17) warunek ten będzie spełniony wtedy, gdy obciążymy belkę tylko siłą pionową P. Siła P rozdzieli się wówczas na podpory, a w każdej z podpór wystąpi pionowa reakcja podporowa, utrzymująca belkę w równowadze. Z kolei oczywiście wałki będą oddziaływały siłą czynną (o wielkości równej reakcji podporowej, lecz o przeciwnym kierunku) na grunt, na którym je ułożono, i natrafią tam na odpowiednią siłę bierną — reakcję gruntu.

Jeżeli natomiast przyłożymy siłę poziomą PH, to wskutek braku reakcji (lub też niewielkiej reakcji z potoczystego tarcia wałków) powstanie ruch w kierunku strzałki i układ przestanie być układem w równowadze. Taka sama sytuacja powstanie wtedy, gdy działać będzie moment M, bowiem także i w tym wypadku belka wykona ruch obrotowy wokół lewego wałka.