Wat is een geconcentreerde belasting?

Een geconcentreerde belasting is een kracht die op een enkel punt op een balk of constructie wordt uitgeoefend. Balken worden vaak gebruikt voor structurele ondersteuning in huizen, commerciële gebouwen en bruggen. Een balk moet ontworpen zijn om krachten en spanningen te weerstaan, terwijl het gewicht, de benodigde ruimte en de materiaalkosten tot een minimum worden beperkt. Verkeerd ontworpen stralen kunnen voortijdig uitvallen en catastrofale gevolgen hebben.

Een belasting of kracht kan geconcentreerd of verdeeld zijn. Een verdeelde last wordt verspreid over een groot gebied. Het kan uniform worden verdeeld, waarbij de hoeveelheid kracht hetzelfde is over het hele gebied waarop het wordt uitgeoefend; of niet-uniform, wat betekent dat het niet gelijkmatig is verspreid. Een verdeelde belasting zal het ontwerp van een balk anders beïnvloeden dan een geconcentreerde belasting. Een geconcentreerde kan op meer dan één locatie op een balk worden toegepast en er kunnen meerdere laadpunten op een enkele balk voorkomen.

In werkelijkheid worden alle belastingen toegepast over een eindig gebied, in plaats van op een enkel punt. Als het gebied klein is, wordt normaal gesproken aangenomen dat het een geconcentreerde belasting is, om de technische ontwerpberekeningen te vereenvoudigen. Het gewicht van een persoon op het uiteinde van een duikplank zou bijvoorbeeld worden beschouwd als een geconcentreerde belasting, ook al wordt het gewicht van de persoon echt alleen verdeeld over het gebied dat door de onderkant van zijn voeten wordt bedekt.

De twee belangrijkste kenmerken van een geconcentreerde belasting in het ontwerp van een balk zijn de grootte van de kracht en de locatie waar deze wordt uitgeoefend. Hoe een balk of constructie wordt ondersteund, speelt een belangrijke rol bij het vermogen om dit type belasting te dragen. Een geconcentreerde belasting die wordt uitgeoefend in het midden van een lange balk, die aan beide uiteinden wordt ondersteund, zal zich heel anders gedragen dan dezelfde belasting die wordt uitgeoefend op het uiteinde van een vrijdragende balk.

Een geconcentreerde belasting kan ervoor zorgen dat een balk afbuigt of buigt wanneer de kracht wordt uitgeoefend. Het ontwerp en de constructie van een balk hebben invloed op het vermogen om buiging te weerstaan ​​bij blootstelling aan een dergelijk gewicht. De doorbuiging van een balk is een functie van zijn dwarsdoorsnede, hoe hij wordt ondersteund, het materiaal waarvan hij is gemaakt en waar de krachten worden uitgeoefend. Stalen balken worden het meest gebruikt in commerciële gebouwen vanwege hun sterkte en buigweerstand, maar balken worden ook gemaakt van andere materialen, zoals hout en aluminium.

Geconcentreerde belastingen zijn een belangrijke overweging in de machinebouw en het ontwerp. Balken en constructies zijn doorgaans ontworpen met een veiligheidsfactor waardoor ze bestand zijn tegen belastingen of andere krachten die niet in het ontwerp kunnen worden voorspeld. Engineeringsoftware is direct beschikbaar om balken en andere constructies te analyseren op basis van hun belasting en andere ontwerpcriteria, om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan de prestatie-eisen.