Was ist eine strukturelle Belastung?

Die Strukturbelastung ist das Gesamtgewicht eines Gebäudes, einer Brücke oder eines anderen Objekts.Dieser Wert umfasst das Gewicht des Objekts, alle darin installierten Geräte und die möglichen Auswirkungen von Wetter und Menschen.Belastungen, die durch das Gewicht der Struktur erzeugt werden, werden normalerweise als statische Belastungen bezeichnet, und Lasten von Insassen oder Wettereffekten werden als lebende Lasten bezeichnet.Architekten und Ingenieure müssen alle möglichen Lasten und angemessenen Sicherheitsfaktoren in das strukturelle Design einbeziehen, um Lastfehler zu verhindern.

Verwenden eines Gebäudes als Beispiel kann die statische Belastung des Gebäudes die Stahlarbeiten, die Böden und die Innenwände umfassen.Alle Geräte zur Unterstützung der Gebäudebetriebe wie Heiz- und Klimaanlagengeräte, Beleuchtung und Sanitärberechnungen müssen zu statischen Lastberechnungen hinzugefügt werden.Diese Faktoren entsprechen nur der strukturellen Belastung eines leeren Gebäudes und sind weitaus geringer als die minimalen sicheren Designanforderungen.

Es erfolgt zusätzliche Lasten aus den Möbeln, tragbaren Bürogeräten und persönlichen Effekten, die dem Gebäude gebracht wurden.Die Menschen, die im Gebäude und alle Besucher arbeiten, sind eine ständig ändernde lebende Last, die vom Gebäude strukturell unterstützt werden muss.Winde, Schnee oder starke Regenfälle können der Gebäudestruktur erhebliches Gewicht verleihen und müssen in strukturelle Belastungsberechnungen einbezogen werden.

Viele Regierungen erteilen minimale Lastanforderungen für unterschiedliche Gebäudebetriebe.Ein Bürogebäude kann unterschiedliche Lastanforderungen haben als ein Fertigungsbetrieb mit großen Geräten auf den Böden.Eine weitere Überlegung für Industriegebäude ist die Auswirkung der Schwingung auf das Gebäude, und es muss eine Vibrationsstrukturlastberechnungen mit zusätzlicher Stärkung des Gebäudes und der Grundlagen durchgeführt werden.Flugzeuge haben große Lasten, die durch die Auswirkungen von Luft auf die Flügel und die Außenoberfläche erzeugt werden.Passagiere und Gepäck fügen zusätzliche Ladungen hinzu, die vom Rumpf- oder Flugzeugkörper getragen werden müssen, und die Flügel, die die gesamte Struktur heben.Turbulenzen, Starts und Landungen sind lebende Schockbelastungen, die über kurze Zeiträume erhebliche Belastungen ausüben können, und müssen im Flugzeugdesign berücksichtigt werden.Eine ähnliche Schockbelastung tritt bei Lastwagen und Autos auf, wenn sie über raue Straßen fahren, und der Fahrzeugrahmen und die Aufhängung müssen diese Spannungen absorbieren.

Brücken haben unterschiedliche Überlegungen zur strukturellen Last, da sie häufig nur an jedem Ende oder mit regelmäßigen Stützpfeilern unterstützt werdenoder Spalten.Der bewegliche Verkehr führt zu Biegespannungen in den nicht unterstützten Fahrstraßenabschnitten und kann zu Vibrationsspannungen führen, die als Harmonische bezeichnet werden und die Struktur beschädigen können.Brücken, die längere nicht unterstützte Abschnitte benötigen, verwenden häufig Kabel oder andere Unterstützung, um Lasten auf Grundpfeiler oder Hauptbrückenunterstützungsspalten zu übertragen.Kabelstützen ermöglichen es, dass die Brückenstruktur niedriger ist, da die Struktur selbst nicht die gesamte Brücke und alle lebenden Lasten unterstützen muss.

Das Wetter kann erhebliche Lasten für Strukturen erzeugen und in Teilen derWelt, in der Winde stark sind oder Schneefälle schwer sind.Die Windgeschwindigkeiten steigen mit der Höhe über dem Boden, was in hurrikantun neigten Gebieten erhebliche Belastungen gegen eine Gebäude außen und die Innenstruktur erzeugen kann.Starker Regen, der häufig bei tropischen Stürmen auftritt, kann noch mehr Ladung hinzufügen, die vom Gebäude absorbiert werden muss.Seit dem frühen 20. Jahrhundert haben viele Regierungen strukturelle Anforderungen an die Lastendesign für Hurrikanbereiche und werden von Zeit zu Zeit überarbeitet, da das Testen und Untersuchungen von Sturmschäden zu einem besseren Verständnis von Windstress führen.