的轴向负荷是平行定向到构成的结构的元件的对称轴的力。轴向力或负载可以是拉力或压缩力。如果轴向力的作用线与穿过所考虑元素质心的对称轴重合，则称其为同心轴向载荷或力。
相反，如果它是平行于对称轴的轴向力或负载，但作用线不在轴本身上，则为偏心轴向力。
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图1.轴向载荷。来源：自制
在图1中，黄色箭头表示轴向力或载荷。在一种情况下，它是同心的拉力，在另一种情况下，我们是在处理偏心的压力。
SI国际系统中轴向载荷的度量单位是牛顿（N）。但是也经常使用其他力量单位，例如公斤力（kg-f）和磅力（lb-f）。
如何计算？
要计算结构单元中的轴向载荷值，必须遵循以下步骤：
-在每个元素上绘制力图。
-应用保证平移平衡的方程，即所有力的总和为零。
-考虑扭矩或力矩方程，以便实现旋转平衡。在这种情况下，所有扭矩的总和必须为零。
-计算力，并确定每个单元中的力或轴向载荷。
轴向载荷与法向应力之比
平均法向应力定义为轴向载荷除以横截面积的比率。SI国际体系中的法向应力单位为牛顿/平方米（N /m²）或帕斯卡（Pa）。下图2为清楚起见说明了法向应力的概念。
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图2。法向应力。资料来源：自制。
解决的练习
-运动1
考虑一个高度为h且半径为r的圆柱混凝土柱。假定混凝土的密度为ρ。色谱柱除自身重量外，不承受任何其他负载，并支撑在矩形基座上。
-在以下位置找到在点A，B，C和D处的轴向载荷值：A在柱的底部，B a高度为h，C a高度为h最后是D在列顶部。
-同时确定每个位置的平均正常工作量。取以下数值：h = 3m，r = 20cm和ρ= 2250 kg /m³
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图3.圆柱柱。资料来源：自制。
解
色谱柱总重
柱的总重量W是其密度乘以体积乘以重力加速度的乘积：
W =ρ∙h∙π∙r²∙g = 8313 N
A轴载荷
在A点处，圆柱必须支撑其全部重量，因此在此点处的轴向载荷为压缩力，等于圆柱的重量：
PA = W = 8313 N
B处的轴向载荷
圆柱的⅔会在B点上，因此该点的轴向载荷将被压缩，其值⅔圆柱的重量：
PB =⅔W = 5542 N
图3.圆柱柱。资料来源：自制。
在位置C上方，只有1/3的立柱，因此其轴向压缩载荷将是其自重的1/3：
PC =⅓W = 2771 N
D轴载荷
最后，在D点（柱的上端）上没有负载，因此该点的轴向力为零。
PD = 0牛
每个职位的正常工作
为了确定每个位置的法向应力，有必要计算面积A的横截面，由下式给出：
A =π∙r²=0.126m²
这样，每个位置的法向应力将是每个点的轴向力除以已经计算出的横截面面积的商，在此练习中，所有点的法向应力都相同，因为它是一列圆柱形的。
σ= P / A；σA= 66.15 kPa; σB= 44.10 kPa; σC = 22.05 kPa；σD= 0.00 kPa
-练习2
该图显示了由两个杆组成的结构，我们将其称为AB和CB。杆AB在端A处由一个销支撑，在另一端通过另一个销B与另一个杆连接。
同样，杆CB在端部C处通过销支撑，并且在端部B处通过销B将销C连接到另一根杆。垂直力或负载F施加到销B，如下图所示：
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图4.两杆结构和自由机构图。资料来源：自制。
假定杆的重量可以忽略不计，因为力F = 500 kg-f远大于结构的重量。支撑件A和C之间的间距为h = 1.5m，钢筋AB的长度为L1 = 2 m。确定每个杆的轴向载荷，指示是压缩还是拉伸轴向载荷。
解决方案2
该图通过自由体图显示了作用在结构的每个元素上的力。还指出了建立力平衡方程的笛卡尔坐标系。
扭矩或力矩将在B点计算出来，如果它们指向屏幕之外（Z轴），则将被视为正值。每个杆的力和扭矩平衡为：
接下来，按以下顺序求解每个方程式的力的分量：
最后，计算每个钢筋末端的合力：
F∙（L1 / h）= 500千克力f∙（2.0m / 1.5m）= 666.6千克力= 6533.3 N
由于在平行于钢筋并指向钢筋中心的两端作用的两个力，钢筋CB处于压缩状态。钢筋CB中的轴向压缩力的大小为：
F∙（1 +L1²/h²）1/2 = 500千克力f∙（1 +（2 / 1.5）²）1/2 = 833.3千克力= 8166.6 N
参考文献
- 啤酒F..材料力学。5号 版。2010。McGraw Hill。1-130。
- Hibbeler R.材料力学。第八版。学徒大厅。2011. 3-60。
- Gere J.材料力学。第八版。圣智学习。4-220。
- Giancoli，D.，2006年。《物理：应用原理》。第六版的Prentice Hall。238-242。
- 瓦莱拉·内格雷特（Valera Negrete），J.，2005年。《一般物理学》。联阿特派团。87-98。