Bestimmung der strukturellen Belastungen, die wir bei der Durchführung von statischen Berechnungen und Konstruktionen berücksichtigen müssen

In diesem Artikel, Wir werden tiefer in die Arten von Lasten eintauchen, die wir bei der Analyse und Konstruktion von Strukturen berücksichtigen müssen, wie z:

• Eigengewicht;
• Live laden;
• Schneelast;
• Windlast;
• Seismische Belastung;
• Eislast;
• Bodenbelastung;
• Flutlast;
• Regenlast;
• Temperaturbelastung; und
• Differenzielle Abrechnung.

Eigengewicht

Eigenlasten bestehen aus dem Gewicht des in das Gebäude eingebauten Baumaterials, aber nicht beschränkt auf, Struktur, Wände, Böden, Dächer, Decken, Treppen, Rampen, endet, Verkleidung, und andere eingebaute architektonische und strukturelle Systeme, und fest installierte Servicegeräte (ASCE 7-16). Diese dauerhaften Belastungen beeinflussen das Verhalten der Struktur stark, insbesondere wenn die Struktur dynamischen Belastungen wie Wind und Erdbeben in Kombination mit der Eigenlast ausgesetzt ist.

Die Werte für diese Belastungen werden meistens auf dem verwendeten Referenzcode in Bezug auf das entsprechende Stückgewicht multipliziert mit der Dicke oder dem Volumen des Materials, wie in den Konstruktionszeichnungen angegeben, angegeben.

Zahl 1. Einheitsgewicht gängiger Baumaterialien (NSCP 2010).

Live laden

Eine weitere Last, die immer berücksichtigt werden sollte, ist die Nutzlast. Verkehrslasten sind Lasten, die durch die Nutzung und Belegung des Gebäudes oder einer anderen Struktur entstehen und keine Bau- oder Umweltlasten beinhalten, wie Windlast, Schneelast, Regenlast, Erdbebenlast, und Hochwasserbelastung (ASCE 7-16). Verkehrslasten schließen die Bewohner des Bauwerks ein, Fahrzeugverkehr, Möbel, Ausrüstung, bewegliche Trennwände, und einige temporäre Strukturen, die nur für kurze Zeit genutzt werden.

Schneelast

Für schneebedeckte Gebiete, Strukturen sollten so ausgelegt sein, dass sie ausgeglichen oder nicht abgedriftet und unausgeglichen oder abgedriftet sind Schneelasten. Die ausgeglichenen oder unverwehten Schneelasten sind die Lasten, die durch Schneeanhäufung ohne Windeinfluss entstehen. Andererseits, die unausgeglichene oder verwehte Schneelast wird durch die Windrichtung und die Konfiguration der Struktur beeinflusst – wo sich Schnee auf Hindernissen über dem Dach wie z. B. Brandwänden ansammeln kann, Schornsteine, und Brüstungen relativ zur Windquelle.

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Windlast

Ingenieure müssen Windstärken während Taifune oder Hurrikane berücksichtigen Tragwerksanalyse und Entwurf von Tragwerken. Diese Winddrücke erzeugen Kräfte, die den gesamten strukturellen Rahmen zerstören oder einige Gebäudekomponenten wie Verkleidungen beschädigen können, Pfetten, Fachwerke, etc.

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Seismische Belastung

Ingenieure müssen auch Erdbebenlasten für Länder in seismisch aktiven Regionen sorgfältig berechnen, um eine sichere und solide Struktur zu haben. Die gleichzeitig auf die Bauteile einwirkenden horizontalen und vertikalen Kräfte können Schäden verursachen und, schlimmsten Fall, zerstört die Gebäude, was schließlich zum Verlust von Menschenleben führen wird. Besondere Anforderungen an das Design, Detaillierung, und Konstruktion müssen gemäß den örtlichen Bauvorschriften erfüllt werden, um diesem Effekt entgegenzuwirken.

Eislast

Im Gegensatz zu Schneelasten, Eislasten werden durch Eisregen verursacht, Schnee, und Wolkenvereisung auf eisempfindlichen Strukturen wie Kabeln, Gitterstrukturen, Fahnenmasten, Zeichen, etc. Das gefrorene Eis auf der Struktur, wenn nicht richtig berücksichtigt, kann zu erheblichen Belastungen der Bauteile führen und, in Kraft, führt zur Beschädigung oder Zerstörung des Systems.

Bodenbelastung

Strukturen wie Kellergeschosse, Fundamente, und Stützmauern seitlichen Belastungen aus dem angrenzenden Erdreich ausgesetzt sind. Wasser am Grundwasserspiegel und Auflasten über dem Boden erzeugen einen auf diese unterirdischen Bauteile wirkenden Auftriebsdruck.

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Flutlast

Hochwasserlasten sind hydrostatische Lasten, die durch eine Wassertiefe bis zur Höhe der Bemessungshochwasserhöhe verursacht werden, sowohl über als auch unter der Erdoberfläche, einschließlich der dynamischen Effekte von bewegtem Wasser.

Regenlast

Unter Regenlast versteht man den Druck, der durch die Ansammlung von Wasser aufgrund verstopfter Abflüsse entsteht, speziell auf Dachterrassen oder Balkonen.

Temperaturbelastung

Baumaterialien wie Beton und Stahl dehnen sich bei Temperaturänderungen aus oder ziehen sich zusammen, was zu Anfangsspannungen führen kann, die die Kapazität und Lebensdauer des Materials verringern. Daher werden Dehnungsfugen hinzugefügt, um die Auswirkung der Temperatur auf das Material zu mildern.

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Differenzielle Abrechnung

Auf das Fundament übertragene Lasten können zu Bodensetzungen durch Verdichtung oder Ausdehnung von Bodenmaterialien unterhalb der Kontaktfläche führen. Die Setzung von Fundamenten in diesen Bereichen ist aufgrund unterschiedlicher Belastungen unterschiedlich. Deshalb, die Unterschiede in der Verschiebung, bekannt als Differenzausgleich, können die Bauteile erheblich belasten und zur Beschädigung und Zerstörung der gesamten Struktur führen.

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Patrick Aylsworth Garcia
Statiker, Produktentwicklung
MS Bauingenieurwesen
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Verweise

• Verband der Bauingenieure der Philippinen. (2010). Nationales Strukturgesetz der Philippinen: Gebäude, Türme und andere vertikale Strukturen. Verband der Bauingenieure der Philippinen.
• Amerikanische Gesellschaft der Bauingenieure. (2017, Juni). Minimale Auslegungslasten und zugehörige Kriterien für Gebäude und andere Strukturen. Amerikanische Gesellschaft der Bauingenieure.
• Arten der strukturellen Belastung. (n.d.). Mai abgerufen 10, 2022, von https://www.designingbuildings.co.uk/wiki/Types_of_structural_load.