Structural design is all about calculating loads. Inženýrská firma Nishkian nabízí výstižný popis: „Zatížení se běžně chápe jako síly, které způsobují napětí, deformace nebo zrychlení. Tato zatížení působí na konstrukci nebo její součásti, které způsobují napětí nebo posunutí.“ Z obecného pojmu „zatížení“ vycházejí dvě hlavní kategorie: mrtvá zatížení a živá zatížení. Jak se od sebe liší?“
Mrtvé zatížení
Zkráceně řečeno, vlastní zatížení konstrukce zahrnuje její dokončenou hmotnost, obvykle měřenou v librách na čtvereční stopu, před uvedením do provozu. Podlahy, stěny, střecha, sloupy, schodiště, trvalé vybavení a veškerá pevná výzdoba tvoří statické zatížení, které se v průběhu životnosti budovy obvykle nemění. Opět citujme Nishkiana: „ead load account for the non-dynamic forces that place continuous and permanent force on a structure.“
Výpočty mrtvého zatížení před tím, než budova převezme dodatečné zatížení z obývání nebo užívání, hmotnost jejích komponentů a tlaky působící směrem dolů na zem musí tedy zahrnovat beton pro základový systém, plánované stavební materiály plus veškerá servisní zařízení, jako jsou výtahy, jednotky a potrubí HVAC, instalatérské práce, pevné výrobní zařízení atd.
ŽIVÁ ZATÍŽENÍ
Živá zatížení se týkají dynamických sil od obsazenosti a zamýšleného použití. Představují přechodné síly, které se mohou pohybovat budovou nebo působit na určitý konstrukční prvek. Tato zatížení, která se rovněž měří v psf, zahrnují předpokládanou hmotnost osob, nábytku, spotřebičů, automobilů, pohyblivých zařízení a podobně.
Americká společnost stavebních inženýrů (ASCE) požaduje, aby minimální živá zatížení v návrhu vždy převyšovala maximální předpokládaná živá zatížení v průběhu životnosti budovy pro případ, že zatížení budou ve skutečnosti překročena. Směrnice ASCE předepisují živá zatížení podle kategorií předpokládaného pobytu a použití pro jednotlivé typy budov.
Protože živá zatížení závisí na pevnosti konstrukce, je rozhodující znalost přesného plánovaného použití budovy. Mohutnost vlastního zatížení nebo jeho nedostatek často určuje, jak velké živé zatížení může přenést. Železobeton vytváří nejtěžší mrtvá zatížení, ale také díky své obrovské pevnosti v tlaku unese největší hmotnost. Konstrukční ocel nabízí mnohem menší mrtvé zatížení a poskytuje vynikající podporu pro živá zatížení ve vícepodlažních budovách. Přírodní a konstrukční dřevo spočívá na základech relativně lehce, ale podporuje menší živá zatížení než ocel a beton.
Součet mrtvých plus živých zatížení se rovná „gravitačnímu zatížení“ konstrukce. Na budovy však působí ještě další zatížení.
ENVIRONMENTÁLNÍ ZATÍŽENÍ
Předtím, než stavba vyhoví předpisům, musí konstrukční návrh zahrnout i další dynamická zatížení, která na ni působí bočně. Tato zatížení od prostředí mohou pocházet od sněhu, větru, pohybu půdy a seismické činnosti. Předpisy pro Colorado Front Range přirozeně seismické kontroly příliš nezohledňují, ale rozhodně počítají s extrémními sněhovými, větrnými a půdními podmínkami.
Bezpečnost vs. hospodárnost
Při navrhování jedno- a vícerodinných obytných, komerčních, obchodních, kancelářských, parkovacích, zemědělských nebo průmyslových budov stojí projektant před úkolem splnit a překročit předpisy, aniž by došlo k nadměrné výstavbě. Zatímco bezpečnost by měla mít vždy přednost, budování nadměrné pevnosti konstrukce (vlastní zatížení) zbytečně zvyšuje konečné náklady na projekt. Volba nosné a rámové konstrukce ze dřeva, oceli, betonu nebo jejich kombinace se tak stává rozhodujícím prvkem návrhu. Živá zatížení, která budou v konstrukci působit značným tlakem a/nebo činností, jakou lze očekávat například u garáží, mohou vyžadovat beton. Avšak ta, která přenášejí menší hmotnost nebo pohyb v interiéru, jako je tomu u dvoupodlažních kancelářských budov, mohou vystačit s ocelí nebo dřevem. Než získáte povolení ke stavbě, musíte ve svém návrhu zohlednit všechna zatížení.
Naštěstí nemusíte při zahájení návrhu konstrukce začínat od nuly a snažit se určit hmotnosti stavebních materiálů, průměrná zatížení od uživatelů a běžné síly prostředí. Nahromaděné bohatství inženýrských a architektonických znalostí se spojuje ve snadno dostupných počítačových programech, jako jsou ty, které používá společnost Barton Supply. Určitě s námi konzultujte svůj projekt. Můžeme vám pomoci s odhadem, dílenskými výkresy a řízením projektu!