Переломы таза у детей - часть 9

строения таза 

травмирующей силы спереди. При этом 

максимальные напряжения будут раз­
виваться в зоне хряща лобкового сим­
физа. 

Опасной является также область 

трирадиальных хрящей, так как напря­

жения здесь практически постоянные, а 
допускаемые напряжения на сжатие па­
дают с уменьшением толщины компак­
ты. Поэтому в этой зоне возможно 

повреждение кости в зоне сжатия из-за 
потери устойчивости компакты. Физи­
чески это выражается во вспучивании 
кости. 

Рассмотрим далее подробно устойчи­

вость кости в зоне действия сжимающих 
напряжений. Она зависит прежде всего от 
соотношения действующих сжимающих к 
допустимым (критическим) напряже­

ниям сжатия, которые, как и напряже­
ние растяжения, в первую очередь 
зависят от толщины компактного слоя. 

Известная формула Эйлера для определения критической сжимающей силы 

для стержня имеет вид: 

Рис. 2.26. Схематическое сечение кольца для 

определения характеристик. 

где 
п — число полуволн на длине стержня, характеризует условия 

защемления (опирания) концов стержня; 

Е — модуль упругости материала; 
Imin — минимальный момент инерции сечения; 
l — длина стержня. 

Если разделить Ркр на площадь сечения Р, то мы получим выражение для 

критических сжимающих напряжений: 

Возьмем пластинку толщиной д и бесконечной ширины. Каждую единицу 

ширины мы можем рассматривать как стержень с сечением— 

36 

Глава 2. Биомеханические особенности 

Подставим эти значения в (2) и получим выражение для критических на­

пряжений сжатия пластины: 

I 

Из этой формулы видно, что критические напряжения сжатия для плагины 

пропорциональны квадрату толщины компактного слоя кости. 

Пользуясь этой зависимостью, построим график изменения критических на­

пряжений сжатия вдоль лобковой кости, приняв толщину компакты т 1 мм за 
единицу (см. табл. 2.5). Зная критические и действующие напряжения сжатия, 
определяем изменения запаса прочности на сжатие вдоль лобковой кости (рис 
2.27). 

О сж. 

7

 С

 лоб. 

Рис. 2.27. Графики изменения критических сжимающих напряжений и запаса прочности вдоль 
лобковой кости. 

Запас прочности: rj = 

Из литературй известно, что при нагружении в различных направлениях 

кости таза наиболее часто испытывают деформацию изгиба. Наибольшая тол­
щина компактного слоя в средней части тазовых костей обусловливает макси­
мальную устойчивость их в этой зоне к деформациям изгиба, т.е. кости 
начинают работать как рычаги. Следовательно, при нагружениях тазового 

Для этого сечения 

Запас прочности: 

Из литературs известно, что при нагружении в различных направлениях 

кости таза наиболее часто испытывают деформацию изгиба. Наибольшая тол­
щина компактного слоя в средней части тазовых костей обусловливает макси­
мальную устойчивость их в этой зоне к деформациям изгиба, т.е. кости 
начинают работать как рычаги. Следовательно, при нагружениях тазового 

строения таза 

37 

кольца ребёнка в различных направлениях наибольшие напряжения должны 

локализоваться в зоне синхондрозов. 

Наименьшая толщина компактного слоя около синхондроза (т.е. в зоне рос­

та) обусловливает их минимальную сопротивляемость изгибу, а следовательно 
формирование здесь повреждения как на стороне сжимающих (чаще), так и рас­
тягивающих (реже) напряжений. 

Область синхондрозов может быть местом как первичного разрушения, так 

и вторичного (в зависимости от характера приложения нагрузки). 

Для изучения закономерностей возникающих деформаций в тазовом кольце 

ребёнка и установления механогенеза переломов нами выбрана схема в виде 

статически определимой пятиугольной рамы, имеющей опору на позвоночном 
столбе, шарнирами в области креcтцово-подвздошных суставов и лобка и за­

щемления соответственно У-образным хрящам (рис.2.22). 

Данная плоскостная биомеханическая модель тазового кольца с большой 

степенью достоверности отражает закономерности, происходящие при нагруже­

нии ее в различных направлениях. 

Для выполнения численных расчетов элементы биомеханической модели 

обозначены размера­

ми соответствующи­
ми эксперименталь­
ному наблюдению No 
90 (Акт No 2550, М., 
7 лет) (рис 2.23). 

Из науки о сопро­

тивлении материалов 

известно, что замкну­

тое кольцо, коим яв­
ляется таз, имеет 
статическую неопре­
делимость, равную 

трем. Другими слова­

ми, для расчета внут­
ренних силовых 
факторов в замкну­
том плоском кольце к 
трем уравнениям рав­

новесия необходимо 

добавить три уравне­

ния совместимости 

деформаций. Однако, 

также известно, что 

каждый шарнир 
уменьшает статиче­
скую неопредели­

мость замкнутого 

Рис. 2.28. Принципы расчёта и построения эпюр силовых факторов 
биомеханической модели тазового кольца ребенка. 

кольца на единицу. Таким образом, выбранная нами расчетная схема замкнуто­
го тазового кольца с тремя шарнирами является статически определимой. 

Силовой расчет выше названной модели тазового кольца заключается в оп­

ределении опорных реакций и усилий в шарнирах. 

Принципы расчета и построения эпюр силовых факторов в элементах на­

званной модели тазового кольца (рис. 2.28) при нагружении в различных на­
правлениях заключается в следующем. Пусть на тазовое кольцо в его плоскости 
воздействует система внешних нагрузок { Р1, Р2} различного направления. 

Опорой плоскостной модели тазового кольца является позвоночный столб, 

который уравновешивает систему внешних нагрузок { Pi , Р2 , J реакциями 

Опорные реакции определяются решением системы уравнений равновесия 

рис.2.28. 

Усилия (или реакции) в шарнирах определяются аналогичным образом пу­

тем рассмотрения равновесие участков модели тазового кольца, расположенных 

между шарнирами. Таких участков в расчетной схеме три: правый и левый уча­
стки от лобка до крестцово-подвздошных суставов и участок между крестцово-
подвздошными суставами. После вычисления опорных реакций и усилий в 
шарнирах производится построение эпюр внутренних силовых факторов в эле­
ментах плоской модели тазового кольца. К внутренним силовым факторам от­
носятся: растягивающая или сжимающая сила N (обычно ее называют 

"нормальной" силой), перерезывающая (или секущая) сила Q и изгибающий 
момент М. Вычисления внутренних силовых факторов производятся путем про­
ецирования внешних нагрузок и усилий в шарнирах на оси элементов расчетной 
модели. 

Конкретные примеры силового расчета плоской биомеханической модели 

тазового кольца ребёнка при внешних воздействиях в различных направлениях