Hva er en konsentrert belastning?
En konsentrert belastning er en kraft som påføres på et enkelt punkt på en bjelke eller struktur. Bjelker brukes ofte til strukturell støtte i hjem, forretningsbygg og broer. En bjelke må være designet for å motstå krefter og belastning, samtidig som vekt, plassbehov og materialkostnader minimeres. Feil utformede bjelker kan svikte for tidlig og ha katastrofale effekter.
En last eller kraft kan enten konsentreres eller fordeles. En fordelt last er spredt over et stort område. Den kan være jevn fordelt, hvor mengden kraft er den samme i hele det området den påføres; eller ikke-uniform, noe som betyr at den ikke er jevnt spredt. En distribuert last vil påvirke utformingen av en bjelke annerledes enn en konsentrert belastning. En konsentrert belastning kan påføres mer enn ett sted på en bjelke, og flere lastpunkter kan eksistere på en enkelt bjelke.
I virkeligheten brukes alle belastninger over et begrenset område, kontra på et enkelt punkt. Når området er lite, antas det normalt å være en konsentrert belastning, for å forenkle beregninger av prosjektering. For eksempel vil vekten til en person på enden av et stupebrett bli betraktet som en konsentrert belastning, selv om personens vekt virkelig er fordelt over bare området som er dekket av bunnen av føttene.
De to viktigste egenskapene til en konsentrert belastning i bjelkeutforming er størrelsen på kraften og stedet der den påføres. Hvordan en bjelke eller struktur støttes spiller en viktig rolle i dens evne til å støtte denne typen last. En konsentrert belastning påført i midten av en lang bjelke, som er støttet i begge ender, vil oppføre seg veldig annerledes enn den samme belastningen som påføres på enden av en utkraget bjelke.
En konsentrert belastning kan føre til at en bjelke avbøyes eller bøyes når kraften påføres. Utformingen og konstruksjonen av en bjelke vil påvirke dens evne til å motstå bøying når den utsettes for en slik vekt. Avbøyningen av en bjelke er en funksjon av dens tverrsnitt, hvordan den støttes, materialet den er laget av og hvor kreftene påføres. Stålbjelker brukes ofte i kommersielle bygninger på grunn av deres styrke og motstand mot bøyning, men bjelker er også produsert ved bruk av andre materialer, som tre og aluminium.
Konsentrerte belastninger er en viktig faktor i maskinteknikk og design. Bjelker og konstruksjoner er typisk designet med en sikkerhetsfaktor som gjør at de kan motstå belastninger eller andre krefter som ikke kan forutsies i konstruksjonen. Ingeniørprogramvare er lett tilgjengelig for å analysere bjelker og andre strukturer basert på deres lasting og andre designkriterier, for å sikre at de oppfyller ytelseskravene.