Tipi di forze:
* Carichi morti: Questi sono i pesi statici della struttura stessa, i suoi componenti e gli apparecchi permanenti. Gli esempi includono il peso di pareti, pavimenti, tetti e materiali da costruzione.
* Carichi live: Queste sono forze variabili che possono cambiare nel tempo. Esempi includono persone, mobili, attrezzature, neve e vento.
* Carichi ambientali: Questi includono forze di natura come vento, pioggia, neve, terremoti e variazioni di temperatura.
* Forze interne: Queste sono forze che esistono all'interno della struttura stessa, generate dai carichi esterni. Esempi includono tensione, compressione, taglio e flessione.
come le forze di impatto sulle strutture:
* Stress e tensione: Le forze applicate a una struttura causano sollecitazioni e ceppi interni. Lo stress è la forza che agisce su un'area unitaria, mentre la deformazione è la deformazione causata dallo stress.
* Equilibrio: Affinché una struttura sia stabile, le forze che agiscono su di essa devono essere bilanciate o in equilibrio. Se le forze sono sbilanciate, la struttura può diventare instabile, deformarsi o persino crollare.
* Deformazione: Le strutture si deformano sotto carico, il che significa che cambiano forma. Questa deformazione può essere temporanea (elastica) o permanente (plastica).
* Fallimento: Quando lo stress supera la forza del materiale, la struttura può fallire. Il fallimento può verificarsi in vari modi, come la deformazione, il cedimento, la frattura o il collasso.
Fattori che influenzano la risposta della struttura:
* Proprietà materiali: Il tipo e la resistenza dei materiali utilizzati in una struttura influenzano significativamente il modo in cui risponde alle forze. Ad esempio, l'acciaio è forte in tensione e compressione, mentre il calcestruzzo è forte nella compressione.
* geometria e forma: La forma e la geometria di una struttura influenzano la sua capacità di distribuire e resistere alle forze. Ad esempio, una capriata triangolare è altamente efficiente nel resistere alla tensione e alla compressione.
* Supporta: Il tipo e la posizione dei supporti (colonne, raggi, fondazioni) determinano come le forze vengono trasferite e distribuite all'interno di una struttura.
Considerazioni sul design:
* Fattori di sicurezza: Le strutture sono in genere progettate con fattori di sicurezza per tenere conto delle incertezze e del potenziale sovraccarico. Ciò garantisce che la struttura possa resistere alle forze oltre il suo carico previsto.
* Combinazioni di carico: Gli ingegneri strutturali considerano varie combinazioni di carico (morti, vivi, ambientali) per determinare lo scenario più critico per la struttura.
* Requisiti del codice: I codici di costruzione forniscono linee guida e standard minimi per la progettazione strutturale per garantire sicurezza e prestazioni.
Esempi di effetti di forza:
* Vento su un edificio: La pressione del vento può creare forze significative sulle pareti esterne e sul tetto di un edificio, causando potenzialmente deformazione o collasso.
* terremoto su un ponte: I terremoti possono generare potenti forze di agitazione che possono causare danni strutturali e persino crollare i ponti.
* Peso di un ponte: Il peso di un ponte stesso, insieme al peso dei veicoli che lo viaggiano, esercita forze significative sui supporti e sulla struttura.
Comprendere la relazione tra forze e strutture è fondamentale per garantire la sicurezza e la stabilità di edifici, ponti e altre strutture. Gli ingegneri strutturali analizzano attentamente queste forze e le strutture di progettazione che possono resistere.
