A szerkezetekre ható terhek típusai az épületek és egyéb szerkezetek esetében nagyjából a függőleges terhek, a vízszintes terhek és a hosszirányú terhek közé sorolhatók. A függőleges terhek a holtterhelésből, az élőterhelésből és az ütőterhelésből állnak.

A vízszintes terhek a szélterhelésből és a földrengésből állnak. A hosszirányú terheket, azaz a vonó- és fékerőket a hidak, portálgerendák stb. tervezésének különleges eseteiben veszik figyelembe.

A szerkezetekre és épületekre ható terhek fajtái

Az épületek építésénél két fő tényezőt veszünk figyelembe: a biztonságot és a gazdaságosságot. Ha a terheket nagyobbnak ítélik és nagyobbnak veszik, akkor az befolyásolja a gazdaságosságot. Ha a gazdaságosságot figyelembe vesszük, és a terheket kisebbnek vesszük, akkor a biztonság sérül.

Az egyes ható terhek becslését tehát pontosan ki kell számítani. Az IS: 875-1987 indiai szabványkódex és az ASCE 7 amerikai szabványkódex: Az épületek és egyéb szerkezetek minimális tervezési terhei különböző tervezési terheket határoznak meg az épületekre és szerkezetekre.

A szerkezetre ható terhek típusai a következők:

1. Holtterhek
2. Elhelyezett terhek
3. Szélterhek
4. Hóterhek
5. Földrengés terhek
6. Speciális terhek

Holtterhek (DL)

Az első függőleges teher, amelyet figyelembe veszünk, a holtteher. A holtterhek olyan állandó vagy helyhez kötött terhek, amelyek a szerkezetre az élettartam során átadódnak. A holtterhelés elsősorban a szerkezeti elemek, az állandó válaszfalak, a rögzített állandó berendezések és a különböző anyagok súlya miatt keletkezik. Elsősorban a tetők, gerendák, falak és oszlopok stb. súlyából áll, amelyek egyébként az épület állandó részei.

Az egyes szerkezetek holtterheinek számítása az egyes szakaszok térfogatával és az egységnyi tömeggel való szorzásával történik. Néhány gyakori anyag egységsúlyát az alábbi táblázat tartalmazza.

olvasd: Különböző építőanyagok fajsúlya / sűrűsége

Kényszerterhek vagy élőterhek (IL vagy LL)

A második függőleges terhelés, amelyet egy szerkezet tervezésénél figyelembe vesznek, a kényszermegterhelések vagy élőterhek. Az élőterhek vagy mozgó vagy mozgó terhek, amelyeken nincs gyorsulás vagy ütközés. Ezeket a terheket feltételezhetően az épület rendeltetésszerű használata vagy használata okozza, beleértve a mozgatható válaszfalak vagy bútorok stb. súlyát is.

Az élő terhek időről időre változnak. Ezeket a terheket a tervezőnek megfelelően fel kell vennie. Ez az egyik legfontosabb terhelés a tervezés során. Az IS 875 (2. rész)-1987 szabvány tartalmazza az élőterhek minimális értékeit. Ez az épület rendeltetésétől függ.

A szabályzat az élőterhek értékeit a következő használati osztályozáshoz adja meg:

• lakóépületek – lakóházak, szállodák, szállók, kazánházak és üzemcsarnokok, garázsok
• oktatási épületek
• intézményi épületek
• összeszerelő épületek
• üzemi és irodaépületek
• kereskedelmi épületek
• ipari épületek, és
• raktárak.

A szabályzat egyenletesen elosztott terhelést, valamint koncentrált terhelést ad meg. A födémeket vagy egyenletesen elosztott terhek, vagy koncentrált terhek felvételére kell tervezni, attól függően, hogy melyik okoz nagyobb feszültséget a vizsgált részen. Mivel nem valószínű, hogy egy adott időpontban az összes födém nem viseli egyidejűleg a maximális terhelést, a szabályzat az oszlopok, teherhordó falak, pillértámaszok és alapozások tervezésekor lehetővé teszi az előírt terhek bizonyos mértékű csökkentését.

Az alábbi táblázatban néhány fontos értéket mutatunk be, amelyek a minimális értékek, és ahol szükséges, ott ezeknél az értékeknél többet kell feltételezni.

Egy többszintes épületben azonban nagyon ritka annak az esélye, hogy az összes emeletre egyszerre ható teljes terhelés egyszerre érvényesüljön. Ezért a szabályzat rendelkezik a terhek csökkentéséről az oszlopok, teherhordó falak, támaszaik és alapjaik tervezése során, amint azt az alábbi táblázat mutatja.

.

A figyelembe vett elem által viselendő emeletek száma (beleértve a tetőt is)	A teljes elosztott terhek csökkentése %-ban
1	0
2	10
3	20
4	30
5-10	40
Több mint 10	50

Szélterhelés

A szélterhelés elsősorban a levegő földhöz viszonyított mozgása által okozott vízszintes terhelés. A szélterhelést a szerkezeti tervezésnél különösen akkor kell figyelembe venni, ha az épület magassága meghaladja a kitett szélfelületre keresztirányú méretek kétszeresét.

Az alacsony épületeknél, mondjuk négy-öt emeletig, a szélterhelés nem kritikus, mert a padlórendszer és az oszlopkapcsolat folytonossága és az oszlopok között biztosított falak által biztosított ellenállási nyomaték elegendő ezen erők hatásának befogadására. Továbbá a határállapot-módszerben a tervezési teher tényezője 1,2-re csökken (DL+LL+WL), ha a szelet figyelembe veszik, szemben az 1,5(DL+LL) tényezővel, ha a szelet nem veszik figyelembe.

A szél összetevői által kifejtett vízszintes erőket az épület tervezése során szem előtt kell tartani. A szélterhek számítása két tényezőtől függ, nevezetesen a szél sebességétől és az épület méretétől. A szerkezetekre ható szélterhelés számításának teljes részleteit az alábbiakban adjuk meg (az IS-875 (3. rész) -1987).

A színkódok használatával a “Vb” alapvető szélnyomás India térképén látható. A tervező a Vb értékét az épület helyétől függően választhatja ki.

A Vz tervezési szélsebesség kiszámításához a következő kifejezést kell használni:

Vz = k1.k2.k3.Vb

Hol k1 = kockázati tényező

k2 = a terepviszonyok, a magasság és az építmény mérete alapján számított együttható.

k3 = domborzati tényező

A tervezési szélnyomás a következővel adódik:

pz = 0,6 V2z

ahol pz N/m2-ben van megadva Z magasságban és Vz m/sec-ben. 30 m magasságig a szélnyomás egyenletesnek tekinthető. 30 m magasság felett a szélnyomás növekszik.

Hóterhek (SL)

A hóterhek az épület függőleges terheléseit jelentik. Az ilyen típusú terheket azonban csak a hóesés helyein veszik figyelembe. Az IS 875 (4. rész) – 1987 az épületek tetőszerkezetére ható hóterhekkel foglalkozik.

A tetőfelületre vagy bármely más, hófelhalmozódásnak kitett föld feletti területre ható minimális hóterhelés a

Hol S = a tető alaprajzi területére eső tervezési hóterhelés.

= alaki együttható, és

S0 = földi hóterhelés.

Földrengési terhek (EL)

A földrengési erők az épületre ható függőleges és vízszintes erőket jelentik. A földrengés által okozott teljes rezgés három egymásra merőleges irányra bontható, amelyeket általában függőleges és két vízszintes iránynak vesznek.

A függőleges irányú mozgások nem okoznak jelentős mértékű erőket a felépítményben. A tervezés során azonban figyelembe kell venni az épület vízszintes irányú mozgását a földrengés idején.

A szerkezetnek a talajrezgésre adott válasza az alapozó talaj jellegétől, az építmény méretétől és módjától, valamint a talajmozgás időtartamától és intenzitásától függ. Az IS 1893- 2014 megadja az ilyen számítások részleteit az olyan talajon álló szerkezetek esetében, amelyek földrengés hatására nem ülepednek vagy csúsznak jelentősen.

A tervezéshez szükséges szeizmikus gyorsulások a szeizmikus együtthatóból nyerhetők, amelyet a földrengés okozta gyorsulás és a gravitáció okozta gyorsulás hányadosaként határoznak meg. A 2. és 3. szeizmikus zónában elhelyezkedő monolit vasbeton szerkezetek esetében, amelyek nem magasabbak 5 emeletnél és a fontossági tényező kisebb, mint 1, a szeizmikus erők nem kritikusak.

A szerkezetekre ható egyéb terhek és hatások

A 19. pont szerint.6. pontja szerint a fent tárgyalt terheken kívül a következő erőket és hatásokat is figyelembe kell venni, ha azok jelentősen befolyásolhatják a szerkezet biztonságát és használhatóságát:

(a) Az alapozás mozgása (lásd IS 1904)

(b) Rugalmas axiális rövidülés

(c) Talaj- és folyadéknyomás (lásd IS 875, 5. rész)

(d) Rezgés

(e) Fáradás

(f) Ütés (lásd IS 875, 5. rész)

(g) Felállítási terhek (lásd IS 875, 2. rész) és

(h) Pontterhelésből és hasonlókból eredő feszültségkoncentrációs hatás.