Nosník (konstrukce)
Na nosnících namáhaných zatížením, které nevyvolává kroucení nebo osové zatížení, vznikají v důsledku působících zatížení tlaková, tahová a smyková napětí. Obvykle se při gravitačním zatížení původní délka nosníku mírně zmenší, aby uzavřela oblouk o menším poloměru v horní části nosníku, což vede ke stlačení, zatímco stejná původní délka nosníku ve spodní části nosníku se mírně roztáhne, aby uzavřela oblouk o větším poloměru, a je tedy namáhána tahem. Způsoby deformace, při nichž je horní plocha nosníku v tlaku, například při svislém zatížení, se označují jako prověšení, a způsoby, při nichž je horní plocha v tahu, například přes podpěru, se označují jako prověšení. Stejná původní délka středu nosníku, zpravidla v polovině vzdálenosti mezi horním a dolním okrajem, je stejná jako radiální oblouk ohybu, není tedy ani v tlaku, ani v tahu a vymezuje neutrální osu (tečkovaná čára na obrázku nosníku). Nad podporami je nosník vystaven smykovému napětí. Existují železobetonové nosníky, u nichž je beton zcela v tlaku a tahové síly přebírají ocelové šlachy. Tyto nosníky se nazývají předpjaté betonové nosníky a jsou vyrobeny tak, aby při zatěžovacích podmínkách vytvářely větší tlak než očekávaný tah. Vysokopevnostní ocelové šlahouny jsou napnuty, zatímco je nosník přes ně odlit. Po vytvrzení betonu se pak šlachy pomalu uvolní a nosník je okamžitě zatížen excentrickým osovým zatížením. Toto excentrické zatížení vytváří vnitřní moment a následně zvyšuje momentovou únosnost nosníku. Běžně se používají na dálničních mostech.
Primárním nástrojem pro statickou analýzu nosníků je Eulerova-Bernoulliho rovnice nosníku. Tato rovnice přesně popisuje pružné chování štíhlých nosníků, u nichž jsou rozměry průřezu v porovnání s délkou nosníku malé. Pro nosníky, které nejsou štíhlé, je třeba přijmout jinou teorii, aby se zohlednila deformace způsobená smykovými silami a v dynamických případech i rotační setrvačností. Zde je použita formulace nosníku podle Timošenka a srovnávací příklady lze nalézt v referenční úloze NAFEMS číslo 7. Mezi další matematické metody pro určení průhybu nosníků patří „metoda virtuální práce“ a „metoda svahového průhybu“. Inženýry zajímá určení průhybů, protože nosník může být v přímém kontaktu s křehkým materiálem, jako je sklo. Průhyby nosníků se také minimalizují z estetických důvodů. Viditelně prohnutý nosník, i když je konstrukčně bezpečný, je nevzhledný a je třeba se mu vyhnout. Tužší nosník (vysoký modul pružnosti a/nebo nosník s vyšším druhým momentem plochy) vytváří menší průhyby.
Matematické metody pro stanovení sil v nosníku (vnitřní síly nosníku a síly, které působí na podporu nosníku) zahrnují „metodu rozložení momentu“, metodu síly nebo pružnosti a metodu přímé tuhosti.
.