Druhy a charakteristika vazeb

Tělesa jsou uložena (a tedy i zatěžující síly na ně působí) v prostoru. S dostatečnou přesností lze řadu úloh a konkrétních situací řešit v rovině. V rovině se těleso může pohybovat ve dvou nezávislých směrech a může se navíc otáčet kolem libovolného bodu. Má tedy tři stupně volnosti.

Pokud si představíme na vodorovném stole, po kterém se bude pohybovat malé autíčko, nakreslenou kartézskou soustavu souřadnic 0xy, můžeme libovolný pohyb autíčka složit ze tří nezávislých pohybů: pohyb podél osy x, pohyb podél osy y a otočení (rotace) kolem libovolného bodu na stole (tj. v rovině). Máme tedy tři různé „způsoby pohybu“, tj. tři stupně volnosti autíčka.

Vazby (resp. vazbové síly) zavádíme proto, abychom tělesu jednotlivé stupně volnosti odebrali a tak jsme toto těleso znehybnili. Existují tři základní typy vazeb, které jsou realizované třemi typy podpor:

1.    posuvná podpora (viz obr. 123) - znemožňuje tělesu pohyb pouze v jednom směru, a to ve směru, který je kolmý ke stykovým plochám podpory. Tělesu proto odebírá jeden stupeň volnosti. Vazbová síla působí v této podpoře vždy kolmo ke stykovým plochám podpory. Z hlediska výpočtů řešíme problém s jednou neznámou: velikostí vazbové síly (která působí kolmo ke stykovým plochám podpory).

Tato podpora je tedy nejjednodušší na řešení - hledáme pouze velikost vazbové síly, o které víme, že je vždy kolmá ke stykovým plochám podpory.

Název podpory je zvolen záměrně: těleso se v tomto případě může pohybovat posuvným pohybem.

2.    rotační podpora (viz obr. 124) - znemožňuje tělesu posuvný pohyb v rovině, tj. odebírá tělesu dva stupně volnosti. Při řešení úloh představuje rotační podpora dvě neznámé: složky vazbové síly, která působí v této podpoře obecným směrem.

Při výpočtech se tedy tato podpora od posuvné podpory liší tím, že v případně rotační podpory neznáme směr vazbové síly. Proto je nutné provést rozklad síly vazby do dvou (v nejjednodušším případě) kolmých směrů a hledat tyto dvě složky. Výslednou vazbovou sílu najdeme pak snadno tak, že provedeme skládání sil (tj. skládání dvou nalezených složek vazbové síly).

Rotační podpora je nazvána takto cíleně - těleso může v tomto případě pouze rotovat.

Příkladem tohoto typu podpory je páka - jak jednozvratná páka, tak i dvojzvratná páka.

Tento typ vazby se někdy také nazývá kloubové spojení.

3.    vetknutá podpora (viz obr. 125) - znemožňuje tělesu posuvný pohyb i rotaci, takže tělesu odebírá tři stupně volnosti. Při řešení úloh tato podpora představuje tři neznámé: dvě složky vazbové síly a tzv. moment vetknutí.

Vzhledem k tomu, že se u vetknuté podpory vyšetřují dvě složky vazbové síly a navíc i moment vetknutí, velmi často se místo o vazbových silách u této podpory hovoří o vazbových účincích. Tím je zahrnut i moment vetknutí.

4.    prutová podpora (viz obr. 126) - jedná se o zvláštní případ rotační vazby: každý prut odebírá tělesu jeden stupeň volnosti. Při řešení úloh každý prut představuje jednu neznámou: velikost síly, která působí ve směru tohoto prutu.

Obr. 123	Obr. 124	Obr. 125

Obr. 126

Na obr. 123 a obr. 124 jsou zobrazeny vždy dvě podpory daného typu. V praxi (i v úlohách) lze pochopitelně jeden nosník usadit na dva různé typy podpor.