Структурно натоварване
Конструктивните натоварвания или въздействия са сили, деформации или ускорения, приложени към дадена конструкция или нейните компоненти. Натоварването е количеството тегло, което конструкцията трябва да понесе. Натоварванията предизвикват напрежения, деформации и премествания в конструкциите. Структурният анализ е изчисляване на въздействието на натоварванията върху физическите структури. Прекомерното натоварване или претоварването може да доведе до разрушаване на конструкцията. Това е съображение при проектирането и изграждането на дадена конструкция.
Механичните конструкции, като самолети, спътници, ракети, космически станции, кораби и подводници, се характеризират със специфични структурни натоварвания и въздействия. В превозните средства, особено в камионите, шасито е проектирано да понесе структурното натоварване. В много автомобили се използва конструкция с едно тяло, при която металната обшивка (или други материали) е предназначена да поеме натоварването.
Гравитацията на Земята е притегателна сила, която въздейства върху всички обекти. Гравитационен товар е този, върху който въздейства низходящата сила на тежестта.
Структурното натоварване е теглото, което трябва да понесе дадена конструкция, в случая сграда.
Структурни натоварвания
По-долу са изброени типичните натоварвания, упражнявани върху повечето конструкции:
- Мъртвото натоварване е натоварването, което постоянно действа върху конструкцията. Той включва самата конструкция. Мъртвият товар е гравитационен товар.
- Живото натоварване е всичко, което конструкцията е проектирана да понесе. Живите товари могат да се движат в рамките на конструкцията, като упражняват различни натоварвания в различни части на конструкцията по различно време. Те не са постоянни. Жив товар могат да бъдат мебелите и хората в една сграда. Той може да бъде пътник и багаж в превозно средство.
- Ветровото натоварване е силата на вятъра върху повърхността на дадена конструкция. Натоварването от вятър е хоризонтална странична сила. Натоварването от вятър е много важно при проектирането на по-високи сгради. Ветровото срязване е сила, която може да въздейства на конструкциите вертикално или хоризонтално. Повдигането е отрицателна сила, причинена от вятъра. Тя може да доведе до повдигане на покрива нагоре.
- Натоварването от сняг е натоварването, причинено от снега. Подобно на живия товар, той не е постоянен и може да се движи поради вятъра, който предизвиква свличане на сняг върху покрива.
Други натоварвания на околната среда
- Сеизмични натоварвания
- Температурните промени, водещи до топлинно разширение, предизвикват топлинни натоварвания
- Натоварване на езерца
- Замръзване
- Странично налягане на почвата, подпочвените води или насипните материали
- Натоварвания от течности или наводнения
- Топене на вечната замръзналост
Структурни натоварвания на въздухоплавателното средство
При въздухоплавателните средства натоварването се разделя на две основни категории: гранични натоварвания и гранични натоварвания. Граничните натоварвания са максималните натоварвания, които даден компонент или конструкция може да понесе безопасно. Крайните натоварвания са граничните натоварвания, умножени по коефициент 1,5, или точката, отвъд която компонентът или конструкцията ще се разруши. Крайните натоварвания се определят статистически и се предоставят от агенция като Федералната авиационна администрация. Натоварванията при сблъсък са слабо ограничени от способността на конструкциите да издържат на забавянето при голям земен удар. Други натоварвания, които могат да бъдат критични, са натоварванията от налягане (за въздухоплавателни средства под налягане и на голяма височина) и натоварванията от земната повърхност. Натоварванията върху земята могат да бъдат от неблагоприятно спиране или маневриране по време на рулиране. Въздухоплавателните средства са постоянно подложени на циклично натоварване. Тези циклични натоварвания могат да причинят умора на метала.
Въпроси и отговори
В: Какво е структурно натоварване?
О: Конструктивният товар е сила, деформация или ускорение, приложени към дадена конструкция или нейните компоненти. Това е теглото, което конструкцията трябва да понесе.
В: Как влияят натоварванията върху конструкциите?
О: Натоварванията предизвикват напрежения, деформации и премествания в конструкциите.
В: Какво представлява структурният анализ?
О: Структурният анализ е изчисляване на въздействието на натоварванията върху физическите структури.
В: Какво се случва, когато има свръхнатоварване или претоварване?
О: Когато има свръхнатоварване или претоварване, това може да доведе до структурно разрушение, което трябва да се вземе предвид по време на проектирането и изграждането на дадена конструкция.
В: Има ли специфични натоварвания и действия за механични конструкции, като например самолети и кораби?
О: Да, механичните конструкции, като самолети, спътници, ракети, космически станции, кораби и подводници, имат свои специфични конструктивни натоварвания и въздействия.
В: Как се проектират превозните средства, за да поемат структурното натоварване?
О: При превозни средства като камиони шасито е проектирано да понася структурното натоварване, докато много автомобили използват унибоди конструкция, при която металната обвивка (или други материали) понася натоварването.
В: Какъв вид сила въздейства върху всички обекти на Земята?
О: Гравитацията на Земята влияе на всички обекти, тъй като е притегателна сила. Гравитационният товар се отнася до тази низходяща сила на гравитацията, която въздейства върху нещо.
