Strukturer är utformade för att motstå olika krafter som kan agera mot dem. Dessa krafter kan kategoriseras i två huvudgrupper:
1. Externa krafter: Dessa krafter verkar direkt på strukturen från utsidan.
* tyngdkraft: Tyngdkraften verkar på strukturens vikt och drar den nedåt. Detta är en betydande kraft för alla strukturer, särskilt höga byggnader och broar.
* vind: Vind kan utöva betydande tryck på strukturer, särskilt höghus och broar. Denna kraft kan orsaka vibrationer, svängande eller till och med kollaps.
* seismisk aktivitet: Jordbävningar genererar markrörelse som kan skaka och destabilisera strukturer, orsakar skador eller till och med kollaps.
* Hydrostatisk tryck: Vattentrycket verkar på strukturer nedsänkta i vatten, som dammar, broar och undervattensunnlar. Detta tryck kan orsaka betydande stress på strukturen.
* Wave Action: Vågor kan utöva enormt tryck på strukturer som ligger nära kustlinjerna, till exempel sjöväggar och brytare.
* Temperaturfluktuationer: Termisk expansion och sammandragning på grund av temperaturförändringar kan utöva stress på strukturer, särskilt i områden med betydande temperatursvängningar.
* Snö- och isbelastningar: Ackumulerad snö och is kan skapa betydande belastningar på tak och andra strukturella element, vilket ökar risken för kollaps.
* live laster: Dessa är dynamiska belastningar som genereras av mänsklig aktivitet eller rörliga föremål, såsom människor som går, fordonskörning eller maskiner som arbetar.
* Påverkningsbelastningar: Dessa är plötsliga och kraftfulla effekter från föremål som fordon som kolliderar med byggnader eller skräp som träffar strukturer under stormar.
2. Interna krafter: Dessa krafter uppstår inom själva strukturen på grund av interaktionen mellan dess komponenter och yttre krafter.
* skjuvkrafter: Dessa krafter agerar parallellt med strukturens yta, vilket får den att glida eller deformeras. De förekommer på grund av vindbelastningar, seismiska krafter eller själva strukturen.
* spänningskrafter: Dessa krafter verkar för att dra strukturen isär och sträcker den. De kan orsakas av vindbelastningar, seismiska krafter eller själva strukturen.
* komprimeringskrafter: Dessa krafter verkar för att driva strukturen ihop och pressa den. De förekommer på grund av tyngdkraften, strukturens vikt eller andra yttre krafter.
* vridkrafter: Dessa krafter verkar för att vrida strukturen och får den att rotera. De kan uppstå från vindbelastningar, seismiska krafter eller strukturens vikt.
* böjkrafter: Dessa krafter verkar för att få strukturen att böjas eller avledas. De kan uppstå på grund av vindbelastningar, seismiska krafter eller själva strukturen.
Andra faktorer:
* Materialegenskaper: Styrkan och beteendet hos materialen som används i strukturen spelar en viktig roll i hur den svarar på krafter.
* Design &konstruktion: De använda design- och konstruktionsmetoderna kan påverka strukturens förmåga att motstå krafter.
* Underhåll: Regelbundet underhåll och inspektioner är avgörande för att säkerställa strukturens fortsatta integritet och förmåga att motstå krafter.
Genom att noggrant överväga alla dessa krafter och faktorer kan ingenjörer utforma och konstruera strukturer som är säkra, stabila och kunna motstå de krafter de kommer att möta under hela sin livstid.
