Yapısal analizler, binaların tasarımının ve köprüler ve tüneller gibi diğer yapılı varlıkların tasarımının çok önemli bir parçasıdır, çünkü yapısal yükler yapısal sorunlara ve hatta arızalara neden olabilecek stres, deformasyon ve yer değiştirmeye neden olabilir.
Yapı yönetmelikleri, yapıların kullanım ömrü boyunca karşılaşabilecekleri tüm yük tiplerine dayanabilecek şekilde tasarlanmaları ve inşa edilmelerini gerektirir.
Bir yapı üzerine etki edebilecek, doğası kullanılan tasarıma, kullanıma, lokasyona ve malzemeye göre değişecek çeşitli yük tipleri vardır. Tasarım gereksinimleri genellikle bir yapının dayanabileceği maksimum yükler cinsinden belirtilir.
Yükler genellikle ölü yük (DL) veya hareketli yük (LL) olarak sınıflandırılır:
Ölü yükler yapının kendi ağırlığına atıfta bulunur ve genellikle yapının ömrü boyunca sabit kalır.
Trafik yükleri gibi canlı yükler değişebilir.
Yükler ayrıca şu şekilde de sınıflandırılabilir:
Konsantre yükler (veya nokta yükleri): Sütun yükleri gibi nispeten küçük bir alana etki eden tek yükler.
Hat yükleri: Yükler, hat üzerindeki bölümün ağırlığı gibi bir hat boyunca yük gösterir.
Dağıtılmış (veya yüzey) yükler: Bunlar, zeminlerin ve çatı kaplama malzemelerinin ağırlığı gibi bir yüzey alanı üzerine bir yük uygular.
Ölü yükler (DL)
Kalıcı veya statik yük olarak da bilinen ölü yükler, ağırlıklı olarak yapının ağırlığına bağlı olanlardır ve bu nedenle zaman içinde sabit ve nispeten sabit kalırlar. Ölü yükler herhangi bir yapısal elemanın ağırlığını, kalıcı yapısal olmayan bölümleri, alçıpan gibi taşınmaz parçaları, gömme dolapları vb. İçerebilir.
Ölü yükler, belirtilen malzemelerin ağırlıkları ve çizimleri üzerindeki hacimleri değerlendirilerek hesaplanabilir. Bu, teoride ölü yükleri iyi bir hassasiyetle hesaplamanın mümkün olduğu anlamına gelir. Bununla birlikte, yapısal mühendisler bazen tahminleriyle muhafazakar, olası sapmaları en aza indirir, bir hata payına izin verir ve zaman içinde değişiklik yapılmasına izin verir ve bu nedenle tasarım ölü yükleri çoğu zaman uygulamada deneyimli olanları aşar.
Canlı yükler (LL)
Dayatılan yükler olarak da bilinen canlı yükler genellikle geçici, değişken ve dinamiktir. Bunlar, araç trafiği, yolcu, mobilya ve diğer ekipmanlar gibi yükleri içerir. Bu yüklerin yoğunluğu günün saatine bağlı olarak değişebilir, örneğin bir ofis binası hafta içi çalışma saatleri sırasında artan canlı yükler yaşayabilir, ancak gece veya hafta sonları çok daha küçük yükler yaşayabilir.
Hareketli yükler konsantre olabilir veya dağılabilir ve darbe, titreşim veya hızlanma içerebilir.
Çevresel yükler
Çevresel yükler, topografik ve hava koşullarının bir sonucu olarak bir yapıya etki edebilir.
Rüzgar yükü (WL)
Rüzgar yükleri havanın bir yapıya göre hareketi ile uygulanabilir ve analiz meteoroloji ve aerodinamik yapıların yanı sıra bir anlayışa dayanır. Rüzgar yükü, küçük, büyük, alçak seviyeli binalar için önemli bir endişe olmayabilir, ancak yükseklik, daha hafif malzemelerin kullanımı ve havanın akışını etkileyen şekillerin kullanımı, tipik olarak çatı formları ile önem kazanır. Bir yapının ölü ağırlığının rüzgar yüklerine dayanmakta yetersiz kalması durumunda, ilave yapı ve sabitlemeler gerekebilir.
Bir binanın tasarım rüzgar hızı, genellikle gelecekte oluşabilecek olağandışı rüzgar hızlarını tahmin etmek için aşırı değer teorisi kullanan tarihsel kayıtlardan belirlenir.
Göz önünde bulundurulması gerekebilecek özel etkiler şunları içerebilir:
Bina köşelerinde oluşan köşe akarsuları veya jetler.
Bir binanın ardından meydana gelen girdap dökümü.
Bir binadan geçen bir geçitteki veya iki bina arasındaki küçük bir boşluktan geçen akış yolu veya geçiş jetleri.
Karmaşık durumlarda, bir yapının varlığından kaynaklanan hava akımlarındaki değişimi değerlendirmek için bina formlarının rüzgar tüneli testini yapmak gerekebilir. Artan şekilde, hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı kullanılarak da analiz mümkündür.
Kar yükü (SL)
Bu, kar birikiminin neden olabileceği yüktür ve kar yağışlarının yoğun ve sık olabileceği coğrafi bölgelerde daha çok endişe vericidir. Bir yapıya büyük miktarda yük ekleyerek önemli miktarda kar birikebilir. Tavanın şekli, kar yükünün büyüklüğünde özellikle önemli bir faktördür. Düz bir çatıya düşen kar birikmesi olasıdır, oysa karın daha dik bir çatıya düşmesi daha olasıdır.
Bu, durgunluğun olabileceği yoğun yağış alanlarında benzer sorunlar olabilir.
Deprem yükü
Bir deprem sırasında bir yapıya önemli yatay yükler yüklenebilir. Sismik faaliyet alanlarındaki binaların dikkatli bir şekilde analiz edilmesi ve bir deprem olması durumunda bozulmamasını sağlayacak şekilde tasarlanması gerekir.
Termal yükler
Tüm malzemeler genleşir veya sıcaklık değişimi ile büzülür ve bu durum bir yapıya önemli yükler yükleyebilir. Genleşme derzleri, duvarlar ve döşemeler gibi yapıların uzun bölümlerindeki noktalarda sağlanabilir, böylece yapının elemanları fiziksel olarak ayrılır ve yapısal hasara neden olmadan genişleyebilir.
Yerleşim yükleri
Bir kısım diğerinden daha fazla yerleşirse, binalarda gerilmeler meydana gelebilir. Esnek bir yapı küçük gerilmeleri barındırabilecektir, oysa zemin kaplama birim fiyat sert bir yapı uygulanabilecek daha ağır gerilmeleri hafifletmek için dikkatli bir tasarıma ihtiyaç duyacaktır.
Tavan Sitesi 