Wstępne obciążenie

Jak sugeruje przedrostek „pre-”, termin ten odnosi się do wstępnego obciążenia, które zostaje przyłożone do obiektu zanim zacznie działać główne, zewnętrzne obciążenie.

Gdzie w praktyce stosuje się wstępne obciążenie?

Na przykład, podczas budowy konstrukcji betonowej, zbrojony beton mający właściwości ciągliwe wewnątrz jest utwardzany w celu zapobieżenia pękaniu spowodowanemu kruchością betonu. Taka konstrukcja nazywana jest konstrukcją sprężoną (sprężonym betonem), a siła naciągająca przyłożona do prętów zbrojeniowych w betonie, aby utrzymać siłę rozciągającą nawet po stwardnieniu betonu, to właśnie wstępne obciążenie.

Innym przykładem jest lina w moście wiszącym. Lina nośna pełni funkcję podpory utrzymującej wagony poruszające się na moście w wiązce wielu metalowych lin. Dlatego lina otrzymuje odpowiednie napięcie wstępne, aby zapobiec nadmiernemu ugięciu pod obciążeniem eksploatacyjnym. Dodatkowo, podczas produkcji elementów metodą odlewania lub formowania tworzyw sztucznych, po zakończeniu procesu chłodzenia w produkcie pozostaje naprężenie resztkowe spowodowane niejednorodnym rozkładem temperatury — to również jest forma wstępnego obciążenia.

Przykłady zastosowania wstępnego obciążenia:

• sprężony beton w konstrukcjach żelbetowych
• napięcie wstępne lin w mostach wiszących
• naprężenia resztkowe po odlewaniu lub formowaniu tworzyw
• obciążenia początkowe w analizach nieliniowych MES

W analizie metodą elementów skończonych wstępne obciążenie jest jednym z typów warunków obciążeniowych uwzględnianych w analizie. Szczególnie w analizie nieliniowej, przed rozpoczęciem analizy konieczne jest uwzględnienie wpływu wstępnego obciążenia na zachowanie obiektu.