Strukturel belastning
Strukturelle belastninger eller handlinger er kræfter, deformationer eller accelerationer, der påføres en struktur eller dens komponenter. En belastning er den vægt, som en struktur skal bære. Belastninger forårsager spændinger, deformationer og forskydninger i strukturer. Strukturanalyse er beregning af virkningerne af belastninger på fysiske strukturer. Overdreven belastning eller overbelastning kan forårsage strukturelt svigt. Dette er en faktor, der skal tages i betragtning ved udformning og konstruktion af en struktur.
Mekaniske konstruktioner som f.eks. fly, satellitter, raketter, rumstationer, skibe og ubåde har deres egne særlige strukturelle belastninger og handlinger. I et køretøj, især lastbiler, er chassiset konstrueret til at bære den strukturelle belastning. I mange biler anvendes der unibody-konstruktion, hvor metalskindet (eller andre materialer) er konstrueret til at bære belastningen.
Tyngdekraften på Jorden er en tiltrækningskraft, der påvirker alle objekter. En tyngdelast er en last, som tyngdekraften påvirker nedad.
Strukturel belastning er den vægt, som en konstruktion skal bære, her en bygning
Strukturelle belastninger
Følgende er typiske belastninger, der udøves på de fleste konstruktioner:
- Dødlast er den last, der permanent virker på konstruktionen. Den omfatter selve konstruktionen. En død belastning er en tyngdekraftbelastning.
- Levende belastning er alt det, som konstruktionen er konstrueret til at bære. Levende belastninger kan bevæge sig i konstruktionen og udøve forskellige belastninger i forskellige dele af konstruktionen på forskellige tidspunkter. De er ikke permanente. En levende last kan være møbler og personer i en bygning. Det kan være passagerer og bagage i et køretøj.
- Vindbelastning er den kraft, som vinden udøver på overfladen af en konstruktion. Vindbelastninger er horisontale sideordnede kræfter. Vindbelastning er meget vigtig ved udformningen af højere bygninger. Vindskævhed er en kraft, der kan påvirke konstruktioner vertikalt eller horisontalt. Opadgående vind er en negativ kraft forårsaget af vinden. Den kan få et tag til at løfte sig opad.
- Snebelastning er den belastning, der skyldes sne. Den ligner en levende belastning, men er ikke permanent og kan bevæge sig på grund af vind, der får sneen til at drive på taget.
Andre miljøbelastninger
- Seismiske belastninger
- Temperaturændringer, der fører til termisk ekspansion, forårsager termiske belastninger
- Ponding belastninger
- Frost, der hæver
- Lateralt tryk fra jord, grundvand eller bulkmaterialer
- Belastninger fra væsker eller oversvømmelser
- Smeltning af permafrost
Strukturelle belastninger på luftfartøjer
For fly er belastningen opdelt i to hovedkategorier: grænsebelastninger og ultimative belastninger. Grænsebelastninger er de maksimale belastninger, som en komponent eller struktur kan bære sikkert. Grænsebelastninger er grænsebelastningerne ganget med en faktor 1,5 eller det punkt, hvor komponenterne eller strukturerne vil svigte. Grænsebelastninger bestemmes statistisk og leveres af et organ som f.eks. Federal Aviation Administration. Nedstyrtningsbelastninger er løst afgrænset af konstruktionernes evne til at overleve den deceleration, der opstår ved et større jordpåkørsel. Andre belastninger, der kan være kritiske, er trykbelastninger (for trykbehæftede fly i høj højde) og jordbelastninger. Belastninger på jorden kan være fra ugunstige bremsninger eller manøvrer under rulning. Luftfartøjer er konstant udsat for cyklisk belastning. Disse cykliske belastninger kan forårsage metaltræthed.
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er en strukturel belastning?
A: En strukturel belastning er en kraft, deformation eller acceleration, der påføres en struktur eller dens komponenter. Det er den vægt, som en struktur skal bære.
Q: Hvordan påvirker belastninger strukturer?
A: Belastninger forårsager spændinger, deformationer og forskydninger i strukturer.
Spørgsmål: Hvad er strukturanalyse?
A: Strukturanalyse er beregning af belastningernes indvirkning på fysiske strukturer.
Spørgsmål: Hvad sker der, når der er en overbelastning eller overbelastning?
A: Når der er en overbelastning eller overbelastning, kan det medføre strukturelle svigt, som der skal tages hensyn til under udformning og konstruktion af en struktur.
Spørgsmål: Er der særlige belastninger og handlinger for mekaniske konstruktioner som f.eks. fly og skibe?
A: Ja, mekaniske konstruktioner som f.eks. fly, satellitter, raketter, rumstationer, skibe og ubåde har deres egne særlige strukturelle belastninger og handlinger.
Spørgsmål: Hvordan er køretøjer konstrueret til at bære strukturbelastningen?
A: I køretøjer som f.eks. lastbiler er chassiset konstrueret til at bære den strukturelle belastning, mens mange biler anvender unibody-konstruktion, hvor metalskindet (eller andre materialer) bærer belastningen.
Spørgsmål: Hvilken type kraft påvirker alle objekter på Jorden?
A: Tyngdekraften på Jorden påvirker alle objekter, da det er en tiltrækkende kraft. En tyngdekraftbelastning henviser til denne nedadgående tyngdekraft, der påvirker noget.
