Carico strutturale
I carichi o le azioni strutturali sono forze, deformazioni o accelerazioni applicate ad una struttura o ai suoi componenti. Un carico è la quantità di peso che una struttura deve sopportare. I carichi causano sollecitazioni, deformazioni e spostamenti nelle strutture. L'analisi strutturale è il calcolo degli effetti dei carichi sulle strutture fisiche. Un carico eccessivo o un sovraccarico può causare cedimenti strutturali. Questa è una considerazione nella progettazione e nella costruzione di una struttura.
Le strutture meccaniche, come aerei, satelliti, razzi, stazioni spaziali, navi e sottomarini, hanno i loro particolari carichi strutturali e azioni. In un veicolo, specialmente nei camion, il telaio è progettato per sostenere il carico strutturale. In molte automobili si usa la costruzione unibody dove il rivestimento metallico (o altri materiali) è progettato per sostenere il carico.
La gravità sulla Terra è una forza attrattiva che colpisce tutti gli oggetti. Un carico gravitazionale è un carico che la forza di gravità verso il basso influenza.
Il carico strutturale è il peso che una struttura deve portare, qui un edificio
Carichi strutturali
Di seguito sono riportati i carichi tipici esercitati contro la maggior parte delle strutture:
- Il carico morto è il carico che agisce in modo permanente sulla struttura. Esso include la struttura stessa. Un carico morto è un carico gravitazionale.
- Il carico in tensione è tutto ciò che la struttura è progettata per trasportare. I carichi sotto tensione possono muoversi all'interno della struttura esercitando carichi diversi in diverse parti della struttura in momenti diversi. Non sono permanenti. Un carico sotto tensione può essere costituito da mobili e persone in un edificio. Può essere costituito da passeggeri e bagagli in un veicolo.
- Il carico del vento è la forza del vento contro la superficie di una struttura. I carichi del vento sono forze laterali orizzontali. Il carico del vento è molto importante nella progettazione di edifici più alti. Il taglio del vento è una forza che può influenzare le strutture verticalmente o orizzontalmente. Il sollevamento è una forza negativa causata dal vento. Può causare il sollevamento di un tetto verso l'alto.
- Il carico di neve è il carico causato dalla neve. Simile a un carico vivo non è permanente e può spostarsi a causa del vento causando la deriva della neve su un tetto.
Altri carichi ambientali
- Carichi sismici
- Le variazioni di temperatura che portano alla dilatazione termica causano carichi termici
- Carichi di incollaggio
- Il gelo che si solleva
- Pressione laterale del terreno, delle acque sotterranee o dei materiali sfusi
- Carichi da fluidi o inondazioni
- Scioglimento del permafrost
Carichi strutturali degli aeromobili
Per gli aeromobili, il carico è diviso in due categorie principali: carichi limite e carichi finali. I carichi limite sono i carichi massimi che un componente o una struttura può trasportare in sicurezza. I carichi finali sono i carichi limite per un fattore di 1,5 o il punto oltre il quale il componente o la struttura si guasteranno. I carichi di raffica sono determinati statisticamente e sono forniti da un'agenzia come l'Amministrazione federale dell'aviazione. I carichi d'urto sono liberamente delimitati dalla capacità delle strutture di sopravvivere alla decelerazione di un forte impatto a terra. Altri carichi che possono essere critici sono i carichi di pressione (per aerei pressurizzati ad alta quota) e i carichi a terra. I carichi a terra possono essere dovuti a frenate o manovre avverse durante il rullaggio. Gli aerei sono costantemente sottoposti a carichi ciclici. Questi carichi ciclici possono causare affaticamento del metallo.
Domande e risposte
D: Che cos'è un carico strutturale?
R: Un carico strutturale è una forza, una deformazione o un'accelerazione applicata a una struttura o ai suoi componenti. È la quantità di peso che una struttura deve sopportare.
D: Come influiscono i carichi sulle strutture?
R: I carichi causano sollecitazioni, deformazioni e spostamenti nelle strutture.
D: Che cos'è l'analisi strutturale?
R: L'analisi strutturale è il calcolo degli effetti dei carichi sulle strutture fisiche.
D: Cosa succede quando c'è un carico eccessivo o un sovraccarico?
R: Quando c'è un carico eccessivo o un sovraccarico, può causare un cedimento strutturale che deve essere preso in considerazione durante la progettazione e la costruzione di una struttura.
D: Ci sono carichi e azioni particolari per le strutture meccaniche come gli aerei e le navi?
R: Sì, le strutture meccaniche come gli aerei, i satelliti, i razzi, le stazioni spaziali, le navi e i sottomarini hanno carichi e azioni strutturali particolari.
D: Come vengono progettati i veicoli per sostenere il carico strutturale?
R: Nei veicoli come gli autocarri, il telaio è progettato per sostenere il carico strutturale, mentre molte auto utilizzano la costruzione unibody, dove la pelle metallica (o altri materiali) sostiene il carico.
D: Quale tipo di forza influenza tutti gli oggetti sulla Terra?
R: La gravità sulla Terra influisce su tutti gli oggetti, in quanto è una forza attrattiva. Un carico gravitazionale si riferisce a questa forza di gravità verso il basso che influisce su qualcosa.
