Što je koncentrirano opterećenje?

Koncentrirano opterećenje je sila koja se primjenjuje u jednoj točki na gredi ili konstrukciji. Grede se obično koriste za konstrukcijsku potporu u kućama, poslovnim zgradama i mostovima. Greda mora biti projektirana tako da izdrži sile i naprezanje, a minimizira težinu, zahtjeve prostora i troškove materijala. Pogrešno dizajnirane grede mogu prerano otkazati i imati katastrofalne učinke.

Opterećenje ili sila mogu biti koncentrirani ili raspoređeni. Raspodijeljeno opterećenje je raspoređeno na velikom području. Može se ravnomjerno rasporediti, pri čemu je količina sile ista u cijelom području na koje se primjenjuje; ili neujednačen, što znači da nije ravnomjerno raspoređen. Distribuirano opterećenje će utjecati na dizajn grede drugačije od koncentriranog opterećenja. Koncentrirani se može primijeniti na više od jednog mjesta na gredi, a na jednoj gredi može postojati više točaka opterećenja.

U stvarnosti, sva opterećenja se primjenjuju na neko konačno područje, u odnosu na jednu točku. Kada je površina mala, obično se pretpostavlja da je to koncentrirano opterećenje, kako bi se pojednostavili izračuni inženjerskog dizajna. Na primjer, težina osobe na kraju skakačke daske smatrala bi se koncentriranom vrstom opterećenja, iako je težina osobe uistinu raspoređena samo na područje koje pokriva donji dio njegovih stopala.

Dvije najvažnije karakteristike koncentriranog opterećenja u dizajnu grede su veličina sile i mjesto gdje se primjenjuje. Način na koji je greda ili konstrukcija poduprta igra važnu ulogu u njezinoj sposobnosti da izdrži ovu vrstu opterećenja. Koncentrirano opterećenje primijenjeno na središte dugačke grede, koje je poduprto na oba kraja, ponašat će se vrlo drugačije od istog opterećenja primijenjenog na kraj konzolne grede.

Koncentrirano opterećenje može uzrokovati otklon ili savijanje grede kada se primijeni sila. Dizajn i konstrukcija grede će utjecati na njenu sposobnost da se odupre savijanju kada je izložena takvoj težini. Otklon grede je funkcija njezina poprečnog presjeka, načina na koji je poduprta, materijala od kojeg je izrađena i mjesta primjene sila. Čelične grede najčešće se koriste u poslovnim zgradama zbog svoje čvrstoće i otpornosti na savijanje, no grede se proizvode i od drugih materijala, kao što su drvo i aluminij.

Koncentrirana opterećenja su važno razmatranje u strojarstvu i dizajnu. Grede i konstrukcije obično su projektirane sa sigurnosnim faktorom koji im omogućuje da izdrže opterećenja ili druge sile koje se ne mogu predvidjeti u projektu. Inženjerski softver je lako dostupan za analizu greda i drugih konstrukcija na temelju njihovog opterećenja i drugih kriterija projektiranja, kako bi se osiguralo da ispunjavaju zahtjeve izvedbe.