כבל (מבנה)

גשר תלוי - סוג של גשר בו נעשה שימוש רב בכבלים

גשר תלוי בפארק נשר שבכרמל

כֶּבֶל הוא רכיב מבני (מודל מופשט של חלק בסיסי במבנים), שתפקידו לשאת כוחות מתיחה, ועקב קשיחותו האפסית ללא יכולת להתנגד או להעביר כוחות פיתול, לחיצה או כפיפה. צורת הכבל איננה קשיחה והיא תלויה בעומס המופעל עליו, כך שאם משתנה העומס משתנה צורתו-לפיכך, לפי צורת הכבל במרחב אפשר לדעת אילו מאמצים מתקיימים בו, ואילו כוחות פועלים עליו.

תאוריה

הקשר בין העומס לצורת הכבל נתון על ידי המשוואה הדיפרנציאלית:

$y''={\frac {q}{H}}$

כאשר q העומס, H הכוח האופקי, ו y השקיעה של הכבל מהקו הישר שמחבר בין נקודות הקצה של הכבל.

התוצאה המתקבלת מפיתוח המשוואה למשקלו העצמי של הכבל, היא שכבל שמועמס רק במשקלו העצמי, מקבל צורה של קו השרשרת (קוסינוס היפרבולי).

חומרי כבלים

בכבלים נהוג להשתמש בפלדות חזקות במיוחד על מנת לקבל כוחות גדולים, משתי סיבות עיקריות:

• משום שאינם נתונים לכפיפה ולכן אינם דורשים מומנט התמד גדול, וניתן להקטין את שטח החתך על ידי חיזוק הפלדה.
• משום שבדרך כלל הכבלים משמשים למבנים שמאפשרים להם התארכויות גדולות (כמו גשרים). ככל שהפלדה מגיעה למאמץ גדול יותר כך היא מתארכת יותר.

שימושים נוספים

• כבל מעלית
• יתר - ייצוב על ידי מתיחה (של קירות, תרנים או מבנים אחרים).
• מתיחת יריעות.

ראו גם

• מבנה הנדסי

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא כבל בוויקישיתוף