1- آنچه در این آموزش خواهیم خواند…
فصل اول کتاب مقاومت مصالح بیر جانسون با عنوان مقدمه – مفهوم تنش در 7 آموزش بررسی شده است. این آموزش بخش دوم (بارگذاری محوری، تنش عمودی | آموزش مقاومت مصالح بیر جانسون) از این فصل می‌باشد. در این آموزش درباره مفاهیم بارگذاری محوری و تنش عمودی توضیح داده شده است. بخش اول آموزش مقاومت مصالح مرور کوتاهی بر روش‌های استاتیکی می‌باشد.
2- بارگذاری محوری، تنش عمودی
ظرفیت تحمل سازه به نیروی داخلی اعضا، جنس سازه و ابعاد مقطع بستگی دارد. شدت نیروهای گسترده عمودی روی یک سطح مقطع معین را تنش عمودی (Normal stress) می‌نامیم. مانند شکل زیر که نیروی P به سطح مقطع A از عضو وارد می‌شود. در این حالت رابطه تنش عمود به‌صورت زیر خواهد بود.
این نیروی گسترده عمودی برآیندی از نیروهای گسترده داخلی می‌باشد و تنشی که ایجاد می‌شود میانگین تنش یا تنش متوسط (σave) می‌باشد. علامت تنش کششی، مثبت و علامت تنش فشاری، منفی در نظر گرفته می‌شود. واحد تنش نیز پاسکال (Pa) می‌باشد که برابر نیوتن بر متر مربع (N/m2) می‌باشد. سایر واحدهای بزرگتر kPa ،MPa و GPa نیز وجود دارد.
برای محاسبه تنش متمرکز مانند محاسبه تنش در نقطه معین Q باید مقدار میانگین تنش روی سطح کوچک ΔA محاسبه شود. رابطه تنش در این حالت به صورت زیر خواهد بود.
حال بر اساس شرایط تعادل مقدار رابطه بالا باید برابر P (مقدار بارهای متمرکز) باشد.
این رابطه به این مفهوم است که حجم زیر هر یک از سطوح تنش باید با مقدار P برابر باشد. این موضوع در شکل زیر آورده شده است. همچنین برای توزیع تنش در هر مقطع از نظر استاتیکی باید معین باشد.
بنابراین فرض می‌شود تنش با تنش متوسط برابر است.
در عمل فرض می‌شود که توزیع تنش‌های عمودی در عضو تحت بار محوری به‌جز در نزدیکی نقاط اعمال بار یکنواخت است. توزیع یکنواخت تنها زمانی امکان پذیر است که خط اثر بارهای متمرکز از مرکز سطح مقطع مورد نظر عبور کند. در این حالت بارگذاری مرکزی داریم.
اما در حالت بارگذاری برون مرکزی مانند شکل زیر با اعمال نیروی P در نقطه c یک کوپل M با بازوی گشتاور d ایجاد می‌شود. در این حالت توزیع تنش‌ها یکنواخت نیست.
