Τι είναι το δομικό φορτίο;

Το δομικό φορτίο είναι το συνολικό βάρος ενός κτιρίου, γέφυρας ή άλλου αντικειμένου.Αυτή η τιμή περιλαμβάνει το βάρος του αντικειμένου, οποιοδήποτε εξοπλισμό που είναι εγκατεστημένο σε αυτό και τα πιθανά αποτελέσματα του καιρού και των ανθρώπων.Τα φορτία που δημιουργούνται από το βάρος της δομής ονομάζονται κανονικά στατικά φορτία και τα φορτία από τους επιβάτες ή τις καιρικές συνέπειες ονομάζονται ζωντανά φορτία.Οι αρχιτέκτονες και οι μηχανικοί πρέπει να περιλαμβάνουν όλα τα πιθανά φορτία και επαρκείς παράγοντες ασφαλείας στον δομικό σχεδιασμό για να αποφευχθούν οι αποτυχίες φορτίου.

Χρησιμοποιώντας ένα κτίριο ως παράδειγμα, το στατικό φορτίο του κτιρίου μπορεί να περιλαμβάνει τα χαλυβουργεία, τα δάπεδα και τα εσωτερικά τοιχώματα.Οποιοσδήποτε εξοπλισμός που έχει εγκατασταθεί για την υποστήριξη των λειτουργιών κτιρίου, όπως ο εξοπλισμός θέρμανσης και κλιματισμού, ο φωτισμός και οι υδραυλικές εγκαταστάσεις πρέπει να προστεθούν στους υπολογισμούς στατικού φορτίου.Αυτοί οι παράγοντες ισούται μόνο με το δομικό φορτίο ενός κενού κτιρίου και είναι πολύ μικρότεροι από τις ελάχιστες απαιτήσεις ασφαλούς σχεδιασμού.Οι άνθρωποι που εργάζονται στο κτίριο και οι επισκέπτες είναι ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο ζωντανό φορτίο που πρέπει να υποστηρίζεται δομικά από το κτίριο.Οι άνεμοι, το χιόνι ή οι βαριές βροχές μπορούν να προσθέσουν σημαντικό βάρος στη δομή του κτιρίου και πρέπει να συμπεριληφθούν στους υπολογισμούς δομικού φορτίου.

Πολλές κυβερνήσεις εκδίδουν ελάχιστες απαιτήσεις φόρτωσης για διαφορετικούς τύπους λειτουργιών κτιρίων.Ένα κτίριο γραφείων μπορεί να έχει διαφορετικές απαιτήσεις φορτίου από μια επιχείρηση κατασκευής με μεγάλο εξοπλισμό τοποθετημένο στα δάπεδα.Μια άλλη σκέψη για τα βιομηχανικά κτίρια είναι η επίδραση των κραδασμών στο κτίριο και οι υπολογισμοί δομικού φορτίου δονήσεων πρέπει να εκτελούνται με πρόσθετη ενίσχυση του κτιρίου και των θεμελίων.

Ο κινούμενος εξοπλισμός έχει επίσης δομικές εκτιμήσεις φορτίου λόγω δονήσεων και επιπτώσεων σοκ.Τα αεροσκάφη έχουν μεγάλα φορτία που δημιουργούνται από τις επιδράσεις του αέρα στα φτερά και την εξωτερική επιφάνεια.Οι επιβάτες και οι αποσκευές προσθέτουν επιπλέον φορτία που πρέπει να υποστηρίζονται από το σώμα της ατράκτου ή του αεροσκάφους και τα φτερά που ανυψώνουν ολόκληρη τη δομή.Οι αναταραχές, οι απογείες και οι προσγειώσεις είναι φορτία ζωντανών σοκ που μπορούν να προσθέσουν σημαντικές πιέσεις σε σύντομες περιόδους και πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στο σχεδιασμό των αεροσκαφών.Παρόμοιο φορτίο σοκ εμφανίζονται σε φορτηγά και αυτοκίνητα όταν ταξιδεύουν σε τραχούς δρόμους και το πλαίσιο και η ανάρτηση του οχήματος πρέπει να απορροφήσουν αυτές τις τάσεις. Οι γέφυρες έχουν διαφορετικές εκτιμήσεις δομικού φορτίου, επειδή συχνά υποστηρίζονται μόνο σε κάθε άκρο ή με τακτική υποστήριξη Piersή στήλες.Η μετακίνηση της κυκλοφορίας δημιουργεί τάσεις κάμψης στα τμήματα του οδοστρώματος που δεν υποστηρίζονται και μπορούν να οδηγήσουν σε τάσεις κραδασμών που ονομάζονται αρμονικές που μπορούν να βλάψουν τη δομή.Οι γέφυρες που απαιτούν μεγαλύτερα τμήματα που δεν υποστηρίζονται συχνά χρησιμοποιούν καλώδια ή άλλα υποστηρίγματα για τη μεταφορά φορτίων σε προβλήτες θεμελίωσης ή σε στήλες υποστήριξης γέφυρας.Οι υποστηρίξεις καλωδίων επιτρέπουν στη δομή της γέφυρας να είναι χαμηλότερη σε βάρος, αφού η ίδια η δομή δεν χρειάζεται να υποστηρίζει ολόκληρη τη γέφυρα και όλα τα ζωντανά φορτία. Ο καιρός μπορεί να δημιουργήσει σημαντικά φορτία στις δομές και μπορεί να αποτελέσει σημαντικό σχεδιασμό σε τμήματα τουΟ κόσμος όπου οι άνεμοι είναι ισχυροί ή οι χιονοπτώσεις είναι βαρύ.Οι ταχύτητες του ανέμου αυξάνονται με ύψος πάνω από το έδαφος, το οποίο σε περιοχές με επιρροή των τυφώνων μπορεί να δημιουργήσει σημαντική φόρτιση έναντι ενός εξωτερικού κτιρίου και της εσωτερικής δομής.Η έντονη βροχή που εμφανίζεται συχνά κατά τη διάρκεια των τροπικών καταιγίδων μπορεί να προσθέσει ακόμα περισσότερο φορτίο που πρέπει να απορροφηθεί από το κτίριο.Από τις αρχές του 20ου αιώνα, πολλές κυβερνήσεις έχουν απαιτήσεις σχεδιασμού διαρθρωτικών φορτίων για περιοχές τυφώνων και αναθεωρούνται από καιρό σε καιρό ως δοκιμές και διερεύνηση της ζημιάς καταιγίδας οδηγούν σε καλύτερη κατανόηση του ανέμου.