Kuormitukset

Kuormitus on yleistermi, jolla tarkoitetaan voimia ja muita rasituksia, joita kohdistuu rakenteeseen, järjestelmään tai elintoimintaan. Se voi syntyä sekä ulkoisista tekijöistä kuten tuulesta, liikenteestä ja käytöstä että sisäisistä tekijöistä kuten rakenteen massasta tai lämpötilan vaihteluista. Kuormitus voi olla staattista eli pysyvää sekä dynaamista eli ajassa vaihtelevaa; lisäksi siihen liittyy usein iskua, tärinää tai toistuvaa väsytysrasitusta sekä lämpötilaan liittyviä lämpökuormituksia.

Mekaaninen kuormitus voidaan jakaa staattiseen ja dynaamiseen. Staattinen kuormitus pysyy pääosin samana ajan mittaan, kun taas dynaaminen vaihtelee. Isku- ja tärinäkuormitus aiheuttavat äkillisiä muodonmuutoksia. Lämpökuormitus johtuu lämpötilan muutoksista rakenteessa. Väsytysrasitus syntyy toistuvasta kuormituksesta, joka pitkällä aikavälillä voi johtaa materiaalin väsymiseen ja lopullisiin vaurioihin.

Kuormitus on keskeinen osa suunnittelua ja analyysiä. Kuormituslaskenta ja jännitysanalyysi arvioivat suurimmat jännitteet, muodonmuutokset sekä rakenteen toimintakyvyn. Kansainväliset ja kansalliset standardit, kuten Eurocodes, sekä muut säädökset ohjaavat kuormien suuruutta, jakautumista ja varmuustekijöitä, jotta järjestelmä täyttää turvallisuusvaatimukset.

Sovelluksia ovat rakennukset ja sillat, koneet ja laitteet sekä liikennevälineet. Biologiassa kuormitus kuvaa kudosten ja elinten kykyä kantaa rasitusta, kun ergonominen ja kognitiivinen kuormitus kuvaavat ihmisen työ- ja suorituskykyyn vaikuttavia tekijöitä.