Co to jest obciążenie strukturalne?
Obciążenie strukturalne to całkowita waga budynku, mostu lub innego obiektu. Wartość ta obejmuje wagę obiektu, każdy zainstalowany w nim sprzęt oraz potencjalne skutki pogody i ludzi. Obciążenia stworzone przez wagę konstrukcji są zwykle nazywane obciążeniami statycznymi, a obciążenia mieszkańców lub efekty pogodowe nazywane są obciążeniami żywych. Architekci i inżynierowie muszą zawierać wszystkie możliwe obciążenia i odpowiednie czynniki bezpieczeństwa w projektowaniu konstrukcyjnym, aby zapobiec awarii obciążenia.
Za pomocą budynku jako przykładu statyczne obciążenie budynku może obejmować stalowe roboty, podłogi i ściany wewnętrzne. Do obliczeń obciążenia statycznego należy dodać dowolny sprzęt do obsługi operacji budowlanych, takich jak sprzęt ogrzewania i klimatyzacji, oświetlenie i hydraulika. Czynniki te są jedynie obciążeniem strukturalnym pustego budynku i są znacznie mniejsze niż minimalne wymagania dotyczące bezpiecznego projektowania.
Występują dodatkowe obciążenia z mebli, przenośnego sprzętu biurowego i osobistego EFFunkcje przyniesione do budynku. Ludzie, którzy pracują w budynku i wszyscy goście to stale zmieniające się obciążenie na żywo, które muszą być strukturalnie wspierane przez budynek. Wiatry, śnieg lub ciężkie deszcze mogą zwiększyć wagę konstrukcji budynku i muszą być uwzględnione w obliczeniach obciążenia strukturalnego.
Wiele rządów wydaje minimalne wymagania dotyczące obciążenia dla różnych rodzajów operacji budowlanych. Budynek biurowy może mieć różne wymagania dotyczące obciążenia niż operacja produkcyjna z dużym sprzętem umieszczonym na podłogach. Kolejną kwestią dla budynków przemysłowych jest wpływ wibracji na budynek i należy wykonać obliczenia obciążenia konstrukcyjnego wibracji z dodatkowym wzmocnieniem budynku i fundamentów.
Ruchowy sprzęt ma również względy obciążenia strukturalnego ze względu na wibracje i efekty wstrząsu. Samoloty mają duże obciążenia stworzone przez efekty AIr na skrzydłach i powierzchni zewnętrznej. Pasażerowie i bagaż dodają dodatkowe obciążenia, które muszą być obsługiwane przez korpus kadłuba lub samolotu oraz skrzydła, które podnoszą całą konstrukcję. Turbulencje, starty i lądowania to obciążenia na żywo, które mogą zwiększyć znaczne naprężenia w krótkich okresach i należy je rozpatrywać w projektowaniu samolotów. Podobne obciążenie wstrząsu występują na ciężarówkach i samochodach, gdy podróżują po szorstkich drogach, a rama pojazdu i zawieszenie muszą wchłonąć te naprężenia.
Mosty mają różne względy obciążenia strukturalnego, ponieważ są często obsługiwane tylko na każdym końcu lub przy regularnych pomostach lub kolumnach wsporniczych. Poruszający ruch powoduje obciążenia zginające w odcinkach jezdni, które są nieobsługiwane, i może powodować naprężenia wibracyjne zwane harmoniczami, które mogą uszkodzić konstrukcję. Mosty wymagające dłuższych sekcji nieobsługiwanych często wykorzystują kable lub inne podpory do przesyłania obciążeń do pomostów podkładowych lub głównych kolumn wsporniczych mostu. Obsługa kablowa umożliwia konstrukcję mostuAby mieć mniejszą wagę, ponieważ sama konstrukcja nie musi wspierać całego mostu i wszystkie żywe obciążenia.
Pogoda może powodować znaczne ładunki konstrukcji i może być głównym rozważaniem projektowym w częściach świata, w których wiatry są silne lub opady śniegu. Prędkości wiatru rosną wraz z wysokością nad ziemią, która w obszarach podatnych na huragan może powodować znaczne obciążenie na zewnątrz budynku i strukturę wewnętrzną. Ulewny deszcz często występujący podczas burz tropikalnych może dodać jeszcze większe obciążenie, które muszą zostać wchłonięte przez budynek. Od początku XX wieku wiele rządów ma wymagania dotyczące projektowania obciążenia strukturalnego dla obszarów huraganów i od czasu do czasu są zmieniane jako testowanie i badanie uszkodzeń burzy powodują lepsze zrozumienie stresu wiatrowego.