Strukturna obremenitev
Konstrukcijske obremenitve ali vplivi so sile, deformacije ali pospeški, ki delujejo na konstrukcijo ali njene sestavne dele. Obremenitev je količina teže, ki jo mora nositi konstrukcija. Obremenitve povzročajo napetosti, deformacije in premike v konstrukcijah. Strukturna analiza je izračun učinkov obremenitev na fizične strukture. Prevelika obremenitev ali preobremenitev lahko povzroči okvaro konstrukcije. To je treba upoštevati pri načrtovanju in gradnji konstrukcije.
Mehanske strukture, kot so letala, sateliti, rakete, vesoljske postaje, ladje in podmornice, imajo svoje posebne strukturne obremenitve in vplive. Pri vozilih, zlasti tovornjakih, je šasija zasnovana tako, da prenaša strukturno obremenitev. Pri številnih avtomobilih se uporablja enoprostorska konstrukcija, pri kateri je kovinska obloga (ali drugi materiali) zasnovana tako, da prenaša obremenitev.
Gravitacija na Zemlji je privlačna sila, ki deluje na vse predmete. Gravitacijsko breme je breme, na katerega deluje gravitacijska sila navzdol.
Konstrukcijska obremenitev je teža, ki jo mora nositi konstrukcija, v tem primeru stavba.
Strukturne obremenitve
Za večino konstrukcij so značilne naslednje obremenitve:
- Mrtva obremenitev je obremenitev, ki trajno deluje na konstrukcijo. Vključuje samo konstrukcijo. Mrtva obremenitev je gravitacijska obremenitev.
- Živa obremenitev je vse, za kar je konstrukcija zasnovana. Žive obremenitve se lahko v konstrukciji premikajo in povzročajo različne obremenitve v različnih delih konstrukcije ob različnih časih. Niso stalne. Živa obremenitev je lahko pohištvo in ljudje v stavbi. Lahko so potniki in prtljaga v vozilu.
- Obremenitev z vetrom je sila vetra na površino konstrukcije. Obremenitve vetra so vodoravne bočne sile. Obremenitev z vetrom je zelo pomembna pri načrtovanju višjih stavb. Strižna sila vetra je sila, ki lahko deluje na konstrukcije navpično ali vodoravno. Dvig je negativna sila, ki jo povzroča veter. Zaradi nje se lahko streha dvigne navzgor.
- Snežna obremenitev je obremenitev, ki jo povzroča sneg. Podobno kot živa obremenitev ni stalna in se lahko premika zaradi vetra, ki povzroča sneg na strehi.
Druge okoljske obremenitve
- Seizmične obremenitve
- Temperaturne spremembe, ki povzročajo toplotno raztezanje, povzročajo toplotne obremenitve.
- Obremenitve v ponikovalnicah
- Mrzlično valovanje
- bočni tlak tal, podtalnice ali razsutega materiala
- Obremenitve zaradi tekočin ali poplav
- Taljenje permafrosta
Strukturne obremenitve zrakoplova
Pri zrakoplovih se obremenitve delijo v dve glavni kategoriji: mejne obremenitve in mejne obremenitve. Mejne obremenitve so največje obremenitve, ki jih sestavni del ali konstrukcija lahko varno prenese. Mejne obremenitve so mejne obremenitve, pomnožene s faktorjem 1,5, ali točka, pri kateri sestavni del ali konstrukcija odpove. Mejne obremenitve se določijo statistično in jih določi agencija, kot je Zvezna uprava za letalstvo. Obremenitve ob trku so ohlapno omejene z zmožnostjo konstrukcij, da preživijo pojemek pri večjem trku v tla. Druge obremenitve, ki so lahko kritične, so tlačne obremenitve (pri zrakoplovih pod tlakom in na velikih višinah) in obremenitve tal. Obremenitve na tleh so lahko posledica neugodnega zaviranja ali manevriranja med manevriranjem. Zrakoplovi so stalno izpostavljeni cikličnim obremenitvam. Te ciklične obremenitve lahko povzročijo utrujanje kovin.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je konstrukcijska obremenitev?
O: Konstrukcijska obremenitev je sila, deformacija ali pospešek, ki deluje na konstrukcijo ali njene sestavne dele. To je količina teže, ki jo mora nositi konstrukcija.
V: Kako obremenitve vplivajo na konstrukcije?
O: Obremenitve povzročajo napetosti, deformacije in premike v konstrukcijah.
V: Kaj je strukturna analiza?
O: Strukturna analiza je izračun učinkov obremenitev na fizične strukture.
V: Kaj se zgodi pri preveliki obremenitvi ali preobremenitvi?
O: Prekomerna obremenitev ali preobremenitev lahko povzroči porušitev konstrukcije, kar je treba upoštevati pri načrtovanju in gradnji konstrukcije.
V: Ali obstajajo posebne obremenitve in ukrepi za mehanske konstrukcije, kot so letala in ladje?
O: Da, mehanske konstrukcije, kot so letala, sateliti, rakete, vesoljske postaje, ladje in podmornice, imajo svoje posebne konstrukcijske obremenitve in vplive.
V: Kako so vozila zasnovana za prenašanje strukturne obremenitve?
O: Pri vozilih, kot so tovornjaki, je šasija zasnovana tako, da prenaša strukturno obremenitev, medtem ko je pri številnih avtomobilih uporabljena konstrukcija unibody, pri kateri obremenitev prenaša kovinska obloga (ali drugi materiali).
V: Katera vrsta sile deluje na vse predmete na Zemlji?
O: Gravitacija na Zemlji vpliva na vse predmete, saj je privlačna sila. Gravitacijska obremenitev se nanaša na to, da gravitacijska sila deluje na nekaj navzdol.
