Belastningsmodellering

Belastningsmodellering är processen att beskriva externa krafter och deras variation i tid och rum som verkar på en konstruktion eller ett system. Den används för att analysera hur konstruktionen svarar under olika belastningar och ligger till grund för dimensionering, säkerhetsbedömningar och prestandaoptimering. Modellerna kan vara statiska eller dynamiska, deterministiska eller probabilistiska, och omfattar både fasta laster och tidsvarierande miljö- eller användarlaster.

Vanliga belastningstyper inkluderar dödlaster (konstruktionens egen vikt och permanenta installationer), varierande laster (t.ex. användning, trafik) samt miljölast såsom vind, snö, temperatur och fukt. För vissa tillämpningar ingår även seismiska laster och andra dynamiska krafter. Belastningsmodeller används för att skapa realistiska scenarier, inklusive lastkombinationer som tas i beaktning vid dimensionering.

Metoderna delas ofta in i deterministiska modeller (baserade på givna scenarier), probabilistiska modeller (som beskriver sannolikheter och osäkerheter) och tidsseriemodeller eller dynamiska modeller (för tidsberoende effekter över tiden). Extremvärdesanalys och Monte Carlo-simulering används för att karaktärisera sällsynta men kritiska händelser. Data från mätningar, historiska observationer eller fysikaliska och numeriska simuleringar används för att kalibrera och validera modellerna.

Praktisk belastningsmodellering kräver ett tydligt syfte, tillgång till relevanta data och en risk- eller tillförlitlighetsbaserad syn på mål. Resultaten används i strukturella analysprogram och i dimensioneringsstandarder som anger hur olika lasttyper ska representeras och kombineras.

Syftet är att balansera realism och beräkningskostnad samt att hantera osäkerheter i data och framtida förhållanden. Begränsningar inkluderar antaganden i modellen, korrelationer mellan laster och begränsad tillgång till långsiktiga data.