În Proiectare Structurală, Less Is More

{h1}

Studenta doctorală kara peterman discută despre inginerii clădirilor rezistente la cutremur și rezultatele unui test recent de masă de agitare.

Acest articol din spatele scenelor a fost furnizat WordsSideKick.com în parteneriat cu Fundația Națională de Știință.

Dacă v-aș ruga să proiectați o clădire care să reziste forțelor necunoscute, ce ați face?

S-ar putea să vă aruncați mâinile în sus și să vă îndepărtați, incertitudinea prea insurmontabilă sau puteți continua să construiți cea mai puternică structură pe care o puteți. Dacă v-am spune atunci forțe specifice pentru a proiecta, de exemplu, vânturi de 50 mph și cutremure cu magnitudinea 6,9, s-ar putea să vă revizuiți proiectarea puternică și grea și să examinați ce părți sunt inutile. Aveți nevoie cu adevărat de ziduri care sunt adâncime de trei metri?

Aceasta este esența ingineriei structurale moderne. Cu cât știți mai multe despre cererea dvs. de forță, cu atât puteți perfecționa capacitatea structurii dvs. pentru a răspunde acestor cerințe. Mai puțin (atunci când este proiectat eficient) este mai mult.

Foarte pe larg, aceasta este ceea ce își propune să realizeze: proiectarea structurală eficientă. Câmpul meu particular este oțelul format la rece, un material de construcție care este format prin laminarea oțelului în foi subțiri, apoi plierea acestuia în forme eficiente pentru a realiza grinzi și coloane. Oțelul format la rece, ca toate materialele de construcție, este proiectat printr-un set de reguli denumite coduri de construcție. Acestea se asigură că toate clădirile sunt proiectate pentru a fi în siguranță pentru ocupanții lor, fie că este un spital, o casă sau un zgârie-nori.

Construiește-ți propriul cutremur

Evident, siguranța este cel mai important factor în proiectarea clădirilor. Probabil cel de-al doilea factor cel mai important este costul. Dacă un inginer bun poate proiecta o clădire sigură care costă jumătate din preț, de ce să plătească mai mult?

Codul de construcție din oțel format la rece pentru forțele cutremurului este destul de subțire și plin de conservatorism, din cauza lipsei de informații despre modul în care clădirile din oțel format din rece răspund la cutremure. O modalitate de a obține mai multe informații despre astfel de răspunsuri ar fi construirea unei clădiri din oțel formate la rece și așteptarea unui cutremur.

Cu toate acestea, datorită Laboratorului structural și de simulare a cutremurelor de la Universitatea din Buffalo, nu este nevoie să aștepți un cutremur - se poate crea cu ușurință în laborator! Aceste simulatoare de cutremure sau mese de agitare cum le numim noi sunt platforme mari pe care se pot construi și agita clădiri la scară largă. Am profitat de aceste mese de agitare și am construit o clădire din oțel formată la rece.

Nebun cum sună, a funcționat.

Ne-a arătat cum se comportă o clădire din oțel formată la rece sub un cutremur cu magnitudinea de 6,9 ​​și ne-a furnizat informații care ne permit să determinăm modul în care diverse părți ale forței de transfer ale clădirii și cum se adaugă componente precum gips-carton, pereți interiori, scări și rezistență la intemperii la performanța clădirii.

Proiectat pentru siguranță maximă

Există încă reams de date pe care să le sting, dar un rezultat interesant a fost cât de bine a funcționat clădirea noastră. Am zguduit clădirea cu două cutremure - unul a numit un cutremur de bază, conform căruia clădirea a fost proiectată să reziste fără daune sau minime, iar cealaltă a numit cutremurul maxim considerat că clădirea nu a fost proiectată să reziste.

Care este diferența dintre DBE și MCE? MCE este semnificativ mai puternic decât DBE și este destul de rar. De obicei, există o cantitate semnificativă de daune după un MCE, deși nu există o colaps; structura rămâne în poziție verticală, astfel încât ocupanții să poată evacua în siguranță.

Însă, în testele noastre, clădirea a depășit așteptările și a suferit doar o cantitate mică de daune după MCE. Asta e super! Structuri sigure pentru toată lumea!

Totuși, acest lucru duce la ideea de proiectare eficientă. Acum, când știm cum se construiește o clădire din oțel formată la rece la un cutremur puternic, cum putem îmbunătăți proiectarea și eficientizarea structurilor? Cu cat stii mai mult…

Nota editorului: Cercetătorii descriși în articolele din spatele Scenelor au fost susținuți de Fundația Națională de Știință, agenția federală însărcinată cu finanțarea cercetării și educației de bază pe toate domeniile științei și ingineriei. Orice opinii, concluzii și concluzii sau recomandări exprimate în acest material sunt cele ale autorului și nu reflectă în mod necesar opiniile Fundației Naționale a Științei. Vezi În spatele Arhivei Scenelor.





RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2019 RO.WordsSideKick.com