skjærkraften

Skjærkraften betegner den interne kraftkomponenten som virker parallelt med bjelkens tverrsnitt og som prøver å skjære gjennom fibrene i bjelken når den utsettes for vertikale laster. Den oppstår som følge av fordeling av vertikale krefter langs bjelkens lengder og er essensiell for å opprettholde likevekt i bjelken.

For å bestemme skjærkraften ved et snitt, tegnes en seksjon i bjelken og man ser på en av de to delene. Summen av vertikale krefter på den siden gir skjærkraften V ved snittet. Betydningen av signaturen varierer mellom lærebøker, men en vanlig praksis er å definere V som positiv hvis den virker oppover på venstre del av snittet. Skjærkraftdiagrammet viser hvordan V varierer langs lengden og endres brått ved punktlaster.

Skjærkraften er nært knyttet til bøyningsmomentet i bjelken gjennom forholdet dM/dx = V, der M er bøyningsmomentet. Dette innebærer at kjente laster og støttereaksjoner bestemmer både skjærkraften og bøyningsmomentet i hele lengden. Skjærkraftdiagrammet er derfor et viktig verktøy i statikk og konstruksjonsanalyse for å sikre at bjelken tåler både skjær og bøy.

Praktisk betydning: Den maksimale skjærkraften påvirker altså skjærspenningen i tverrsnittet. For lineære tverrsnitt følger skjærspenningsfordelingen tau = V Q /(I b), hvor Q er første øyeblikk av areal over undersnittet, I er røret tverrsnittets stivhet, og b er bredden. Høy skjærkraft kan føre til skjærbrudd eller betydelig skjæravbøyning, spesielt i smale eller smale web-deler av tverrsnitt.