Co je to koncentrované zatížení?
Koncentrované zatížení je síla aplikovaná v jednom bodě na paprsek nebo konstrukci. Nosníky se běžně používají pro strukturální podporu v domácnostech, komerčních budovách a mostech. Trám musí být navržen tak, aby vydržel síly a napětí a zároveň minimalizoval hmotnost, požadavky na prostor a materiálové náklady. Nesprávně navržené paprsky mohou předčasně selhat a mít katastrofální účinky.
Zatížení nebo síla mohou být soustředěny nebo rozloženy. Distribuované zatížení je rozloženo na velké ploše. Může být rovnoměrně rozložen, přičemž velikost síly je stejná v celé oblasti, na kterou je aplikována; nebo nejednotný, což znamená, že není rovnoměrně rozloženo. Distribuované zatížení ovlivní konstrukci paprsku jinak než koncentrované zatížení. Koncentrované zatížení může být aplikováno na více než jednom místě na paprsek a na jednom paprsku může existovat více bodů zatížení.
Ve skutečnosti jsou všechna zatížení aplikována na určitou konečnou oblast versus v jednom bodě. Pokud je oblast malá, obvykle se předpokládá, že jde o koncentrované zatížení, což zjednodušuje výpočty technického návrhu. Například hmotnost osoby na konci skokanské prkna by byla považována za koncentrovanou zátěž, i když hmotnost osoby je skutečně rozložena pouze na oblast pokrytou spodkem jeho nohou.
Dvě nejdůležitější vlastnosti koncentrovaného zatížení v konstrukci paprsku jsou velikost síly a místo, kde je aplikováno. Způsob podpory nosníku nebo struktury hraje důležitou roli v jeho schopnosti podporovat tento typ zatížení. Koncentrované zatížení působící ve středu dlouhého paprsku, které je neseno na obou koncích, se bude chovat velmi odlišně než stejné zatížení působící na konec konzolového paprsku.
Koncentrované zatížení může způsobit, že paprsek se při působení síly vychýlí nebo ohne. Konstrukce a konstrukce nosníku ovlivní jeho schopnost odolávat ohybu, když je vystaven takové hmotnosti. Vychylování paprsku je funkcí jeho průřezu, způsobu jeho podepření, materiálu, ze kterého je vyroben, a kde jsou síly vyvíjeny. Ocelové nosníky se nejčastěji používají v komerčních budovách kvůli své pevnosti a odolnosti proti ohýbání, ale nosníky se vyrábějí také z jiných materiálů, jako je dřevo a hliník.
Koncentrovaná zatížení jsou důležitým hlediskem ve strojírenství a designu. Nosníky a konstrukce jsou obvykle konstruovány s bezpečnostním faktorem, který jim umožňuje odolávat zatížení nebo jiným silám, které nelze při návrhu předvídat. Inženýrský software je snadno dostupný pro analýzu paprsků a dalších konstrukcí na základě jejich zatížení a dalších konstrukčních kritérií, aby se zajistilo, že splňují výkonnostní požadavky.