Co je strukturální zatížení?
Konstrukční zatížení je celková hmotnost budovy, mostu nebo jiného objektu. Tato hodnota zahrnuje hmotnost objektu, veškerého instalovaného zařízení a potenciální účinky počasí a lidí. Zatížení vytvářená hmotností konstrukce se obvykle nazývají statická zatížení a zatížení od cestujících nebo účinky počasí se nazývají živé zatížení. Architekti a inženýři musí do konstrukčního řešení zahrnout všechna možná zatížení a odpovídající bezpečnostní faktory, aby se předešlo selhání zatížení.
Jako příklad lze uvést, že statické zatížení budovy může zahrnovat ocelové konstrukce, podlahy a vnitřní stěny. K výpočtům statického zatížení musí být přidáno jakékoli zařízení instalované na podporu stavebních operací, jako jsou zařízení pro vytápění a klimatizaci, osvětlení a instalatérské práce. Tyto faktory se rovnají pouze strukturálnímu zatížení prázdné budovy a jsou mnohem menší než minimální požadavky na bezpečný návrh.
Další náklady vznikají z nábytku, přenosného kancelářského vybavení a osobních věcí přivezených do budovy. Lidé, kteří pracují v budově, a všichni návštěvníci jsou neustále se měnící živou zátěží, kterou musí budova strukturálně podporovat. Větry, sníh nebo silné deště mohou přidat stavební konstrukci významnou váhu a musí být zahrnuty do výpočtů konstrukčního zatížení.
Mnoho vlád vydává minimální požadavky na zatížení pro různé typy stavebních operací. Administrativní budova může mít jiné požadavky na zatížení než výrobní operace s velkým zařízením umístěným na podlaze. Dalším hlediskem pro průmyslové budovy je vliv vibrací na budovu a výpočty zatížení vibrací musí být provedeny s dodatečným posílením budovy a základů.
Pohybující se zařízení má také vliv na vibrace a rázy. Letadla mají velká zatížení způsobená vzduchem na křídlech a vnějším povrchu. Cestující a zavazadla přidávají další náklady, které musí nést trup nebo tělo letadla, a křídla, která zvedají celou konstrukci. Turbulence, vzlety a přistání jsou živá rázová zatížení, která mohou během krátkých časových období přinést značné napětí, a musí být zohledněna při návrhu letadel. Podobné rázové zatížení se vyskytuje u nákladních vozidel a automobilů, když se pohybují po nerovných cestách, a rám a odpružení vozidla musí absorbovat tato napětí.
Mosty mají různé úvahy o strukturálním zatížení, protože jsou často podporovány pouze na každém konci nebo s pravidelnými podpůrnými pilíři nebo sloupy. Pohybující se doprava vytváří ohybová napětí v úsekech vozovky, které nejsou podporovány, a může mít za následek vibrační napětí nazývaná harmonické, které mohou poškodit strukturu. Mosty vyžadující delší nepodporované sekce často používají kabely nebo jiné podpěry pro přenos zatížení na základové pilíře nebo hlavní nosné sloupy mostu. Kabelové podpěry umožňují nižší hmotnost konstrukce mostu, protože konstrukce sama o sobě nemusí nést celý most a všechna živá zatížení.
Počasí může způsobit značné zatížení konstrukcí a může být hlavním aspektem návrhu v částech světa, kde je silný vítr nebo sněhové srážky. Rychlost větru se zvyšuje s výškou nad zemí, což v oblastech náchylných k hurikánu může způsobit značné zatížení proti vnějšímu povrchu budovy a vnitřní struktuře. Silný déšť, který se často vyskytuje během tropických bouří, může přidat ještě větší zatížení, které musí budova absorbovat. Od počátku 20. století má mnoho vlád požadavky na konstrukční zatížení hurikánových oblastí a čas od času jsou revidovány, protože testování a vyšetřování škod způsobených bouří vede k lepšímu pochopení zatížení větrem.