有哪些“违背常识”的知识？
在力学上，其实有很多这样的小知识。很多结构完全符合设计要求下的力学性能，但是很多人直观上会觉得商家在偷工减料。下面，我就简单举几个例子，大家一起探讨下。
能称之为轴的构件，必然是承受着扭矩的作用。通过力学分析，我们知道轴的横截面在扭矩的作用下，产生出相应的剪应力。这个剪应力就是构件失效的主要原因。
如上图所示，横截面内的剪应力大小与圆心的距离成正比，圆心处剪应力为零，外表面剪应力最大，而材料的失效永远是从最大剪应力的位置开始的。这就告诉我们，轴的圆心处的材料其实并没有起到很大的承载作用。于是可以直接挖掉，变成空心轴。
梁结构指的是承受横力和弯矩的构件。根据梁弯曲应力的表达式，同样外载，同样高度的梁，矩形截面的承载能力更大。
同样的高度下（d=h），矩形梁的Iz较大，因此工作应力较小，从而更加安全。这一点很多人很难接受，毕竟我们常见的自然界中的物体大多是圆截面的。
根据梁的应力表达式，距离中性轴越远，正应力越大，越近越小，应力分布如下。与轴结构类似，梁的中间部位承受的正应力非常有限，纯弯曲情况下梁结构可以弯曲用上下两个结构代替。基于这种应力分布，梁的横截面的中间部位可以挖掉，从而变成工字梁。虽然工程中的工字梁非常常见，但是更多的人接触到的时建筑中的梁结构：混凝土结构，都是矩形梁。
很多人想当然的认为混凝土中的钢筋越多越好，毕竟钢筋的力学性能是混凝土的好几倍，实际上却并非如此。混凝土中的钢筋起到的作用是提升混凝土结构的抗拉性能，因为混凝土本身是脆性材料，抗压性能好但是不抗拉。单纯用混凝土作为建筑结构的大梁，下表面很容易出现裂缝。所以，在混凝土梁的靠近下表面的地方布置钢筋，可以显著提升整体的抗拉性能。
如果不考虑混凝土基体，钢筋越多，整体的承载能力肯定会越好。但是，再次强调下混凝土材料是脆性材料，而且力学性能远低于钢筋。当钢筋布置的太多时，虽然外载会有所提升，但是一旦载荷超出了混凝土的承受极限，混凝土就被压碎了，而此时，钢筋却依然完好。然而失去了混凝土基体，整个结构就全散架了。这显然更加危险。
标签： 驾车知识
