Vad är en strukturell belastning?

Strukturbelastning är den totala vikten för en byggnad, bridge eller annat föremål.Detta värde inkluderar objektets vikt, all utrustning som är installerad i den och de potentiella effekterna av väder och människor.Belastningar som skapas av strukturens vikt kallas normalt statiska belastningar, och belastningar från passagerare eller vädereffekter kallas levande belastningar.Arkitekter och ingenjörer måste inkludera alla möjliga belastningar och adekvata säkerhetsfaktorer i strukturell design för att förhindra belastningsfel.

Med hjälp av en byggnad som ett exempel kan byggnadens statiska belastning inkludera stålverk, golv och inre väggar.All utrustning som är installerad för att stödja byggverksamheten, såsom uppvärmning och luftkonditioneringsutrustning, belysning och VVS måste läggas till i statiska belastningsberäkningar.Dessa faktorer motsvarar endast den strukturella belastningen i en tom byggnad och är mycket mindre än de minsta säkra konstruktionskraven.

Ytterligare belastningar inträffar från möblerna, bärbar kontorsutrustning och personliga effekter som ges till byggnaden.De människor som arbetar i byggnaden och alla besökare är en ständigt föränderlig livebelastning som måste stödas strukturellt av byggnaden.Vindar, snö eller kraftiga regn kan lägga till betydande vikt till byggnadsstrukturen och måste inkluderas i strukturella belastningsberäkningar.

Många regeringar utfärdar minsta belastningskrav för olika typer av byggnadsverksamheter.En kontorsbyggnad kan ha olika lastkrav än en tillverkningsverksamhet med stor utrustning placerad på golven.En annan övervägande för industriella byggnader är effekten av vibrationer på byggnaden, och beräkningar av vibrationer måste utföras med ytterligare förstärkning av byggnaden och fundamenten.

Flytt utrustning har också strukturella belastningsöverväganden på grund av vibrationer och chockeffekter.Flygplan har stora belastningar skapade av effekterna av luft på vingarna och yttre ytan.Passagerare och bagage lägger till ytterligare belastningar som måste stöds av flygkroppen eller flygplanet och vingarna som lyfter hela strukturen.Turbulens, startar och landningar är levande chockbelastningar som kan lägga till betydande spänningar under korta perioder och måste beaktas i flygplansdesign.Liknande chockbelastning förekommer på lastbilar och bilar när de reser över grova vägar, och fordonsramen och upphängningen måste absorbera dessa spänningar.

Bridges har olika strukturella belastningsöverväganden, eftersom de ofta stöds i varje ände eller med regelbundna stödbryggoreller kolumner.Flytta trafik skapar böjspänningar i vägsektionerna som inte stöds och kan resultera i vibrationspänningar som kallas harmonik som kan skada strukturen.Bridges som kräver längre sektioner som inte stöds använder ofta kablar eller andra stöd för att överföra laster till fundamentbryggor eller huvudbryggstödskolonner.Kabelstöd gör att brostrukturen kan vara lägre i vikt, eftersom själva strukturen inte behöver stödja hela bron och alla levande belastningar.

Väder kan skapa betydande belastningar på strukturer och kan vara en viktig designhänsyn i delar avVärld där vindar är starka eller snöfall är tunga.Vindhastigheterna ökar med höjden över marken, vilket i orkanbenägna områden kan skapa betydande belastning mot en exteriör i byggnaderna och den inre strukturen.Kraftigt regn som ofta inträffar under tropiska stormar kan lägga till ännu mer belastning som måste absorberas av byggnaden.Sedan början av 1900 -talet har många regeringar strukturella belastningsdesignkrav för orkanområden och revideras då och då när testning och undersökning av stormskador resulterar i en bättre förståelse av vindstress.