Mikä on rakenteellinen kuorma?

Rakenteellinen kuorma on rakennuksen, sillan tai muun esineen kokonaispaino. Tämä arvo sisältää kohteen painon, siihen asennetut laitteet ja mahdolliset sää- ja ihmisvaikutukset. Rakenteen painosta syntyviä kuormia kutsutaan normaalisti staattisiksi kuormiksi ja matkustajien tai säävaikutusten kuormia jännitteisiksi kuormiksi. Arkkitehtien ja insinöörien on sisällytettävä rakenteeseen kaikki mahdolliset kuormat ja riittävät turvallisuustekijät kuormitushäiriöiden estämiseksi.

Rakennuksen esimerkkinä rakennuksen staattinen kuormitus voi sisältää teräsrakenteen, lattiat ja sisäseinät. Kaikki rakennuksen toimintaa tukevat laitteet, kuten lämmitys- ja ilmastointilaitteet, valaistus ja putkisto, on lisättävä staattisen kuormituksen laskelmiin. Nämä tekijät vastaavat vain tyhjän rakennuksen rakenteellista kuormitusta ja ovat paljon pienempiä kuin turvallisen suunnittelun vähimmäisvaatimukset.

Rakennukseen tuoduista huonekaluista, kannettavista toimistolaitteista ja henkilökohtaisista tavaroista aiheutuu lisäkuormitusta. Rakennuksessa työskentelevät ihmiset ja vierailijat ovat jatkuvasti muuttuva kuorma, jonka rakennuksen on tuettava rakenteellisesti. Tuulet, lumi tai rankkasateet voivat lisätä rakennuksen rakennetta merkittävästi ja ne on otettava huomioon rakenteellisten kuormituslaskelmien yhteydessä.

Monet hallitukset asettavat vähimmäiskuormitusvaatimukset erityyppisille rakennustoimille. Toimistorakennuksella voi olla erilaiset kuormitusvaatimukset kuin valmistuksessa, jossa lattialla on suuria laitteita. Toinen huomio teollisuusrakennuksissa on tärinän vaikutus rakennukseen, ja tärinän rakenteelliset kuormituslaskelmat on suoritettava lisää vahvistamalla rakennusta ja perustuksia.

Liikkuvilla laitteilla on myös rakenteellisia kuormituksia, jotka johtuvat tärinästä ja iskuista. Lentokoneissa on suuria kuormia, jotka syntyvät ilman vaikutuksesta siipiin ja ulkopintaan. Matkustajat ja matkatavarat lisäävät lisäkuormia, jotka on tuettava rungon tai lentokoneen rungon ja koko rakennetta nostavien siipien avulla. Turbulenssit, lentoonlähdöt ja laskeutumiset ovat jännitteisiä iskukuormituksia, jotka voivat lisätä merkittäviä jännityksiä lyhyellä aikavälillä, ja ne on otettava huomioon lentokoneiden suunnittelussa. Samanlaisia ​​iskukuormituksia esiintyy kuorma -autoissa ja henkilöautoissa, kun ne kulkevat epätasaisilla teillä, ja ajoneuvon rungon ja jousituksen on kestettävä nämä jännitykset.

Siltoilla on erilaiset rakenteelliset kuormitusnäkökohdat, koska niitä tuetaan usein vain molemmista päistä tai tavallisilla tukipylväillä tai pylväillä. Liikkuva liikenne aiheuttaa taivutusjännityksiä tieosuuksille, joita ei tueta, ja voi aiheuttaa harmonisia tärinäjännityksiä, jotka voivat vahingoittaa rakennetta. Sillat, jotka vaativat pidempiä tukemattomia osia, käyttävät usein kaapeleita tai muita tukia kuormien siirtämiseksi perustuksille tai pääsillan tukipylväille. Kaapelituet mahdollistavat siltarakenteen painon pienentämisen, koska rakenteen itsensä ei tarvitse kantaa koko siltaa ja kaikkia jännitteitä.

Sää voi aiheuttaa merkittäviä kuormia rakenteille, ja se voi olla tärkeä suunnittelunäkökohta osissa maailmaa, jossa tuuli on voimakasta tai lumisateet ovat voimakkaita. Tuulen nopeus kasvaa maanpinnan korkeuden kasvaessa, mikä hurrikaaneille alttiilla alueilla voi aiheuttaa merkittävää kuormitusta rakennuksen ulkopuolelle ja sisärakenteeseen. Trooppisten myrskyjen aikana usein esiintyvät rankkasateet voivat lisätä rakennuksen kuormitusta. 20 -luvun alusta lähtien monilla hallituksilla on rakenteellisia kuormitussuunnitelmia hirmumyrskyalueille, ja niitä tarkistetaan aika ajoin, koska myrskyvahinkojen testaus ja tutkimus johtavat paremmin tuulen aiheuttaman stressin ymmärtämiseen.