W belce stalowej swobodnie podpartej (dwie podpory) i obciążonej pionowo podstawowym opisem pracy elementu są siły wewnętrzne:
- moment gnący M(x) – odpowiada za zginanie,
- siła poprzeczna V(x) – odpowiada za ścinanie.
Zginanie: moment gnący powoduje naprężenia normalne σ, które w przekroju rosną liniowo od osi obojętnej (σ=0) do skrajnych włókien. Dlatego w typowym układzie: górne włókna są ściskane, a dolne rozciągane. To jednak jest skutek zginania, a nie oddzielny "główny stan obciążenia" opisujący belkę.
Ścinanie: siła poprzeczna wywołuje naprężenia styczne τ. W belkach ich rozkład jest inny niż dla σ: największe wartości występują w pobliżu osi obojętnej, a na krawędziach przekroju dążą do zera. W praktyce projektowej właśnie dlatego często sprawdza się nośność na ścinanie szczególnie w rejonach podpór, gdzie V bywa największa.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- Ściskanie i rozciąganie – opisuje naprężenia normalne w skrajnych włóknach, ale te wynikają z momentu gnącego; nie zastępują informacji o głównych siłach wewnętrznych (M i V).
- Ściskanie i skręcanie oraz Rozciąganie i skręcanie – skręcanie jest typowe dla obciążeń mimośrodowych lub układów powodujących moment skręcający, a w klasycznej belce obciążonej pionowo (bez mimośrodu) nie jest stanem dominującym.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się belka podparta na dwóch końcach i obciążenie pionowe, myśl w pierwszej kolejności o parze M i V, czyli zginaniu i ścinaniu.
