Was ist eine konzentrierte Ladung?

Eine konzentrierte Last ist eine Kraft, die an einem einzelnen Punkt auf einen Träger oder eine Struktur wirkt. Balken werden üblicherweise zur strukturellen Unterstützung in Wohnhäusern, Geschäftsgebäuden und Brücken verwendet. Ein Balken muss so konstruiert sein, dass er Kräften und Belastungen standhält und gleichzeitig Gewicht, Platzbedarf und Materialkosten minimiert. Falsch konstruierte Träger können vorzeitig ausfallen und katastrophale Auswirkungen haben.

Eine Last oder Kraft kann entweder konzentriert oder verteilt sein. Eine Streckenlast wird über eine große Fläche verteilt. Es kann gleichmäßig verteilt werden, wobei der Kraftbetrag über den gesamten Bereich, auf den es ausgeübt wird, gleich ist; oder ungleichmäßig, was bedeutet, dass es nicht gleichmäßig verteilt ist. Eine verteilte Last beeinflusst die Konstruktion eines Trägers anders als eine konzentrierte Last. Ein konzentrierter kann an mehr als einer Stelle auf einem Träger angewendet werden, und mehrere Belastungspunkte können auf einem einzelnen Träger vorhanden sein.

In Wirklichkeit werden alle Lasten über einen begrenzten Bereich und nicht an einem einzelnen Punkt aufgebracht. Wenn die Fläche klein ist, wird normalerweise angenommen, dass es sich um eine konzentrierte Last handelt, um die Konstruktionsberechnungen zu vereinfachen. Beispielsweise würde das Gewicht einer Person am Ende eines Sprungbretts als konzentrierte Belastung angesehen, obwohl das Gewicht der Person wirklich nur über die Fläche verteilt ist, die von ihren Fußsohlen bedeckt ist.

Die beiden wichtigsten Eigenschaften einer konzentrierten Last bei der Balkenkonstruktion sind die Größe der Kraft und der Ort, an dem sie aufgebracht wird. Wie ein Balken oder eine Struktur unterstützt wird, spielt eine wichtige Rolle bei der Fähigkeit, diese Art von Last zu tragen. Eine konzentrierte Last, die in der Mitte eines langen Balkens aufgebracht wird, der an beiden Enden gestützt wird, verhält sich ganz anders als die gleiche Last, die auf das Ende eines freitragenden Balkens angewendet wird.

Eine konzentrierte Last kann dazu führen, dass sich ein Träger durchbiegt oder verbiegt, wenn die Kraft ausgeübt wird. Das Design und die Konstruktion eines Trägers beeinflussen seine Fähigkeit, einer Biegung zu widerstehen, wenn er einem solchen Gewicht ausgesetzt wird. Die Durchbiegung eines Balkens ist eine Funktion seines Querschnitts, seiner Lagerung, seines Materials und der Stelle, an der die Kräfte wirken. Stahlträger werden aufgrund ihrer Stärke und Biegefestigkeit am häufigsten in gewerblichen Gebäuden verwendet, aber Träger werden auch aus anderen Materialien wie Holz und Aluminium hergestellt.

Punktlasten sind ein wichtiger Aspekt im Maschinenbau und in der Konstruktion. Balken und Strukturen werden typischerweise mit einem Sicherheitsfaktor entworfen, der es ihnen ermöglicht, Belastungen oder anderen Kräften standzuhalten, die in der Konstruktion nicht vorhergesagt werden können. Engineering-Software ist leicht verfügbar, um Träger und andere Strukturen basierend auf ihrer Belastung und anderen Konstruktionskriterien zu analysieren, um sicherzustellen, dass sie die Leistungsanforderungen erfüllen.