Yapısal yük - Structural load
Bir yapısal yük veya yapısal hareket , yapısal elemanlara uygulanan bir kuvvet , deformasyon veya ivmedir . Bir yük , bir yapıda strese , deformasyona ve yer değiştirmeye neden olur . Bir mühendislik disiplini olan yapısal analiz , yüklerin yapılar ve yapı elemanları üzerindeki etkilerini analiz eder. Aşırı yük, yapısal bozulmaya neden olabilir , bu nedenle bir yapının tasarımı sırasında bu dikkate alınmalı ve kontrol edilmelidir. Uçaklar , uydular , roketler , uzay istasyonları , gemiler ve denizaltılar gibi belirli mekanik yapılar , kendi yapısal yüklerine ve eylemlerine tabidir. Mühendisler genellikle yapısal yükleri yayınlanmış yönetmeliklere , sözleşmelere veya spesifikasyonlara dayalı olarak değerlendirir . Kabul testi ve muayenesi için kabul edilen teknik standartlar kullanılır .
Türler
Ölü yükler, uzun bir süre boyunca nispeten sabit olan statik kuvvetlerdir. Bunlar olabilir gerginlik veya sıkıştırma . Terim, bir laboratuvar test yöntemine veya bir malzeme veya yapının normal kullanımına atıfta bulunabilir.
Hareketli yükler genellikle değişken veya hareketli yüklerdir . Bunlar önemli bir dinamik öğeye sahip olabilir ve darbe , momentum , titreşim , akışkanların çalkantı dinamiği vb. gibi hususları içerebilir .
Darbe yükü, bir malzemeye uygulama süresi, o malzemenin doğal titreşim süresinin üçte birinden az olan yüktür.
Bir yapı üzerindeki döngüsel yükler yorulma hasarına, kümülatif hasara veya arızaya neden olabilir. Bu yükler bir yapı üzerine tekrarlanan yüklemeler olabileceği gibi titreşimden de kaynaklanabilir .
Mimari ve inşaat mühendisliği yapıları üzerindeki yükler
Yapısal yükler, binaların tasarımında önemli bir husustur. Bina yönetmelikleri , yapıların hizmet ömürleri boyunca karşılaşabilecekleri tüm eylemlere güvenli bir şekilde direnecek ve kullanıma uygun kalacak şekilde tasarlanmasını ve inşa edilmesini gerektirir. Minimum yükler veya eylemler, yapı türleri, coğrafi konumlar, kullanım ve yapı malzemeleri için bu bina kodlarında belirtilmiştir . Yapısal yükler, kaynak nedenlerine göre kategorilere ayrılır. Bir yapı üzerindeki gerçek yük açısından, ölü veya hareketli yükleme arasında bir fark yoktur, ancak güvenlik hesaplamalarında kullanım veya karmaşık modellerde analiz kolaylığı için bölünme meydana gelir.
Tasarım mukavemetinin maksimum yüklerden daha yüksek olması gerekliliğini karşılamak için bina yönetmelikleri, yapısal tasarım için yüklerin yük faktörleri tarafından arttırıldığını belirtir. Bu yük faktörleri , kabaca teorik tasarım gücünün hizmette beklenen maksimum yüke oranıdır. Yükün kaynak sebebini, tekrarını, dağılımını ve statik veya dinamik yapısını dikkate alan olasılıksal çalışmalara dayalı olarak bir yapının istenen güvenilirlik düzeyine ulaşmasına yardımcı olmak için geliştirilmiştir.
ölü yük
Ölü yük, yapının kendi ağırlığı ve duvarlar, alçıpan veya halı gibi taşınmaz demirbaşlar dahil, zaman içinde nispeten sabit olan yükleri içerir . Çatı da ölü bir yüktür. Ölü yükler, kalıcı veya statik yükler olarak da bilinir. Yapı malzemeleri, kalıcı konumda inşa edilene kadar ölü yükler değildir. IS875(bölüm 1)-1987, yapı malzemelerinin, parçaların, bileşenlerin birim ağırlığını verir.
Canlı yük
Hareketli yükler veya yüklenen yükler geçicidir, kısa sürelidir veya hareketli bir yüktür . Bu dinamik yükler, darbe , momentum , titreşim , akışkanların çalkantı dinamikleri ve malzeme yorgunluğu gibi hususları içerebilir .
Bazen olasılıklı yükler olarak da adlandırılan hareketli yükler, inşaat veya çevresel yükler hariç, nesnenin normal çalışma döngüsü içinde değişken olan tüm kuvvetleri içerir.
Çatı ve zemin hareketli yükleri, bakım sırasında işçiler, ekipman ve malzemeler tarafından ve yapının ömrü boyunca saksılar ve insanlar gibi hareketli nesneler tarafından üretilir.
Köprü hareketli yükleri, köprünün güvertesinden geçen araçlar tarafından üretilir.
Çevresel yükler
Çevresel yükler, rüzgar, yağmur, kar, deprem veya aşırı sıcaklıklar gibi doğal güçlerin neden olduğu yapısal yüklerdir.
- Rüzgar yükleri
- Kar , yağmur ve buz yükleri
- sismik yükler
- hidrostatik yükler
- Termal genleşmeye yol açan sıcaklık değişiklikleri termal yüklere neden olur
- göllenme yükleri
- don kabarması
- Toprak , yeraltı suyu veya dökme malzemelerin yanal basıncı
- Akışkanlardan veya taşkınlardan kaynaklanan yükler
- Permafrost erime
- Toz yükleri
Diğer yükler
Mühendisler ayrıca bir yapıyı etkileyebilecek diğer eylemlerin de farkında olmalıdır, örneğin:
- Temel yerleşimi veya yer değiştirme
- Ateş
- Aşınma
- patlama
- Sürünme veya büzülme
- Araçlardan veya makine titreşiminden kaynaklanan etki
- İnşaat yükleri
Yük kombinasyonları
Bir yük kombinasyonu, yapıya birden fazla yük tipi etki ettiğinde ortaya çıkar. Bina kodları , farklı maksimum beklenen yükleme senaryolarında yapının güvenliğini sağlamak için genellikle her yük tipi için yük faktörleri (ağırlıklar) ile birlikte çeşitli yük kombinasyonları belirtir . Örneğin, bir merdiven tasarımında , ölü yük faktörü yapının ağırlığının 1,2 katı olabilir ve hareketli yük faktörü, beklenen maksimum canlı yükün 1,6 katı olabilir. Bu iki "faktörlü yük", merdivenin "gerekli mukavemetini" belirlemek için birleştirilir (eklenir).
Sabit yük ve hareketli yük faktörleri arasındaki farklılığın ve dolayısıyla yüklerin başlangıçta ölü veya canlı olarak sınıflandırılmasının nedeni, aynı anda çok sayıda insanın merdivenden çıkmasını beklemek mantıksız olmasa da, daha az olmasıdır. yapının kalıcı yükünde çok fazla değişiklik yaşaması muhtemeldir.
Uçak yapısal yükleri
Uçaklar için yükleme iki ana kategoriye ayrılır: limit yükler ve nihai yükler. Limit yükler, bir bileşenin veya yapının güvenle taşıyabileceği maksimum yüklerdir. Nihai yükler, limit yükler çarpı 1,5 faktörü veya ötesinde bileşenin veya yapının başarısız olacağı noktadır. Rüzgar yükleri istatistiksel olarak belirlenir ve Federal Havacılık İdaresi gibi bir kurum tarafından sağlanır . Çarpma yükleri, yapıların büyük bir zemin darbesinin yavaşlamasına dayanma kabiliyeti ile gevşek bir şekilde sınırlandırılır . Kritik olabilecek diğer yükler, basınç yükleri (basınçlı, yüksek irtifa uçakları için) ve yer yükleridir. Yerdeki yükler, taksi yaparken ters frenleme veya manevralardan kaynaklanabilir . Uçaklar sürekli olarak döngüsel yüklemeye maruz kalır. Bu döngüsel yükler metal yorgunluğuna neden olabilir .
Ayrıca bakınız
- Hotel New World felaketi – yük hesaplamalarında binanın ölü yükünün ihmal edilmesinden kaynaklanan
- etki çizgisi
- olasılıksal tasarım
- mekanik yük