Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Welke krachten kunnen tegen een structuur handelen?

Krachten handelen tegen een structuur:

Structuren zijn ontworpen om verschillende krachten te weerstaan ​​die tegen hen kunnen handelen. Deze krachten kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdgroepen:

1. Externe krachten: Deze krachten werken rechtstreeks op de structuur van buitenaf.

* zwaartekracht: De zwaartekracht werkt op het gewicht van de structuur en trekt het naar beneden. Dit is een belangrijke kracht voor alle structuren, vooral hoge gebouwen en bruggen.

* wind: Wind kan aanzienlijke druk uitoefenen op structuren, met name hoogbouwgebouwen en bruggen. Deze kracht kan trillingen, zwaaien of zelfs instorten.

* seismische activiteit: Aardbevingen genereren grondbeweging die structuren kan schudden en destabiliseren, waardoor schade wordt veroorzaakt of zelfs instort.

* Hydrostatische druk: Waterdruk werkt op structuren ondergedompeld in water, zoals dammen, bruggen en onderwatertunnels. Deze druk kan aanzienlijke stress op de structuur veroorzaken.

* Wave Action: Golven kunnen een enorme druk uitoefenen op structuren die zich in de buurt van kustlijnen bevinden, zoals zeewaaren en golfbrekers.

* Temperatuurschommelingen: Thermische expansie en samentrekking als gevolg van temperatuurveranderingen kunnen stress uitoefenen op structuren, met name in gebieden met aanzienlijke temperatuurschommelingen.

* Sneeuw- en ijsbelastingen: Gecumuleerde sneeuw en ijs kunnen aanzienlijke belastingen op daken en andere structurele elementen veroorzaken, waardoor het risico op instorting wordt vergroot.

* Live -ladingen: Dit zijn dynamische belastingen die worden gegenereerd door menselijke activiteit of bewegende objecten, zoals mensen die lopen, voertuigen rijden of machines werken.

* Impactbelastingen: Dit zijn plotselinge en krachtige effecten van objecten zoals voertuigen die botsen met gebouwen of puin die structuren raken tijdens stormen.

2. Interne krachten: Deze krachten ontstaan ​​binnen de structuur zelf vanwege de interactie van zijn componenten en externe krachten.

* Shear Forces: Deze krachten werken parallel aan het oppervlak van de structuur, waardoor het glijdt of vervormt. Ze komen voor door windbelastingen, seismische krachten of het gewicht van de structuur zelf.

* spanningskrachten: Deze krachten werken om de structuur uit elkaar te trekken en strekt zich uit. Ze kunnen worden veroorzaakt door windbelastingen, seismische krachten of het gewicht van de structuur zelf.

* Compressiekrachten: Deze krachten werken om de structuur samen te duwen en erin te knijpen. Ze komen voor als gevolg van zwaartekracht, het gewicht van de structuur of andere externe krachten.

* torsietroepen: Deze krachten werken om de structuur te verdraaien, waardoor deze roteert. Ze kunnen voortkomen uit windbelastingen, seismische krachten of het gewicht van de structuur.

* buigkrachten: Deze krachten werken om de structuur te buigen of af te wijken. Ze kunnen optreden als gevolg van windbelastingen, seismische krachten of het gewicht van de structuur zelf.

Andere factoren:

* Materiaaleigenschappen: De sterkte en het gedrag van de in de structuur gebruikte materialen spelen een belangrijke rol in hoe het op krachten reageert.

* ontwerp en constructie: De gebruikte ontwerp- en constructiemethoden kunnen het vermogen van de structuur om krachten te weerstaan, beïnvloeden.

* onderhoud: Regelmatig onderhoud en inspecties zijn cruciaal om te zorgen voor de voortdurende integriteit en het vermogen van de structuur om krachten te weerstaan.

Door al deze krachten en factoren zorgvuldig te overwegen, kunnen ingenieurs structuren ontwerpen en construeren die veilig, stabiel zijn en in staat zijn om de krachten die ze gedurende hun hele leven zullen tegenkomen te weerstaan.