Szerkezetépítés

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. december 19-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 15 szerkesztést igényelnek .

A szerkezettechnika egy tudományos (mérnöki) tudományág [ 1] , amely elemzi és előrejelzi a szerkezet tulajdonságait annak összetevőinek (szerkezeti elemeinek) ismert tulajdonságai alapján [  2 ] .

Az építőipar egyik ágaként a szerkezetépítés nagy épületek és építmények (például hidak, gyárak, tornyok, stadionok) tervezésével és kivitelezésével foglalkozik. A szerkezettervezés feladatai közé tartozik többek között az anyagok tulajdonságainak vizsgálata, a szerkezet jövőbeli terheléseinek felmérése és a szerkezet építészeti és funkcionális előnyei közötti legoptimálisabb egyensúly megtalálása, valamint a jövőbeni javítások és karbantartások. költségek [3] [4] .

A szerkezeti tervezés mechanikai, űrhajózási és nanoméretű szerkezetek tervezésében, valamint az orvostudományban is alkalmazható (az orvosi berendezések gyártásához tervezése a szerkezettechnika mély ismereteit igényli).

A szerkezettervezés elmélete alkalmazott fizikai törvényeken és a különféle anyagok és geometriák szerkezeti jellemzőinek empirikus ismeretein alapul . A szerkezeti tervezés számos viszonylag egyszerű szerkezeti elemet használ összetett szerkezeti rendszerek felépítéséhez. A tervezőmérnökök feladata az eszközök, szerkezeti elemek és anyagok kreatív és hatékony felhasználása e célok elérése érdekében.

Evolúció

A szerkezeti tervezés Kr.e. 2700-ig nyúlik vissza, amikor Imhotep , a történelem első név szerint ismert mérnöke megépítette Dzsoser fáraó lépcsőpiramist . A piramisok voltak a legelterjedtebb nagy építmények, amelyeket az ókori civilizációk építettek, mivel a piramis szerkezeti formája eredendően stabil, és szinte korlátlanul méretezhető (ellentétben a legtöbb más szerkezeti formával, amelyek mérete nem növelhető lineárisan növekvő terhelés mellett).

Az egyiptomi obeliszkeknek is volt szerkezete, és speciális gödrökbe helyezték őket.

A piramis szerkezeti stabilitása, bár főként az alakjával érhető el, a kő szilárdságától is függ, amelyből épül, és attól, hogy képes-e elviselni a felette lévő kő súlyát. A mészkőtömböket gyakran az építkezéshez közeli kőbányából veszik, nyomószilárdságuk 30-250 MPa (MPa=Pa*10^6). Ezért a piramis szerkezeti (szerkezeti) szilárdsága azon kövek anyagi tulajdonságaiból fakad, amelyekből épült, és nem a piramis geometriájából.

Az ókori és középkori történelem során a legtöbb építészeti tervezést és építkezést kézművesek végezték , például kőművesek és ácsok, akikből építőmesterek lettek. A szerkezettervezés elmélete még nem létezett, és ezeknek a szerkezeteknek a létrehozásának megértése rendkívül korlátozott volt, és szinte teljes mértékben empirikus adatokon alapult arról, hogy "mi működött korábban". A tudást a céhek birtokolták, és ritkán váltották fel a teljesítmények. A szerkezetek ismétlődőek voltak, és a méretezés fokozatos volt.

A szerkezeti elemek szilárdsági számításairól vagy a szerkezeti anyagok viselkedéséről nincsenek feljegyzések, de az építőmérnöki szakma csak az ipari forradalom és a beton újragondolása után öltött testet. A szerkezettervezés alapjául szolgáló fizikai tudományok a reneszánsz idején kezdtek fejlődni, és azóta informatikává fejlődtek, először az 1970-es években.

Épületszerkezeti tervezés

Az épületgépészet (épületszerkezeti tervezés, épülettervezés) magában foglalja az épületek, építmények tervezésével kapcsolatos összes szerkezeti tervezést. A szerkezeti tervezésnek az építészethez szorosan kapcsolódó ága.

Napjainkban az épületszerkezeti tervezés (épületszerkezeti tervezés) az építészmérnökséggel együtt az egyik legelterjedtebb terület az építőiparban és az építészetben .

Szerkezeti szilárdság

A szerkezeti szilárdság a szerkezeti tervezés és a mechanika fogalma  , az épületek és építmények egyik jellemzője. Az építési anyag szilárdságát jelzi, figyelembe véve a szerkezeti, technológiai és működési tényezőket. A szerkezeti szilárdság négy fő kritérium alapján határozható meg: a szerkezet mechanikai merevsége, az anyag szilárdsága, a szerkezet megbízhatósága és tartóssága.

A nagy szilárdság önmagában még nem elégséges mutatója az anyag minőségének és egy adott minta gyártására való alkalmasságának. Az anyag teljesítményének biztosításához kellően nagy szilárdság, hajlékonyság, alacsony hőmérsékletű ridegségi küszöb és hasonló kombinációja szükséges. Ebben a tekintetben a modern technológiában a minták szabványos vizsgálata során kapott szilárdsági mutatók mellett, amelyek az anyag úgynevezett összszilárdságának jellemzői, olyan fogalmat használnak, mint szerkezeti szilárdság, amely halmazként értendő. mutatók, amelyek meghatározzák egy anyag teljesítményét egy adott kivitelben, adott működési feltételek mellett.

A szerkezeti szilárdság értékelésére vonatkozó kritériumok kiválasztásának általános alapelvei a próbatestek és termékek feszültségi állapotának analógiája; a minták vizsgálatának feltételei és a működési feltételek ( hőmérséklet , környezet, töltési eljárás stb.), valamint a megsemmisítés jellege és a mintában és a termékben történő megsemmisítés módja.

A szabványosított anyagminták vizsgálógépekkel végzett mechanikai vizsgálatának eredményeként a következő jellemzőket kapjuk:

Mindegyik jellemzi az anyag általános szilárdságát, függetlenül a tervezési céltól és az üzemeltetési feltételektől. Az alkatrész magas teljesítményjellemzői az alkatrész működése során előforduló összes jellemző figyelembe vételével és szerkezeti szilárdságának meghatározásával biztosíthatók.

A szerkezeti szilárdság egy összetett fogalom, amely magában foglalja magának az anyagnak a jellemzőit és a valós szerkezetben való működésének megbízhatóságát és tartósságát. A szerkezeti szilárdság és az anyagszilárdság közötti eltérés, amelyet egy mintán vizsgálógépekkel határoztak meg, a következőktől függ:

A szerkezeti szilárdság értékelése számítások alapján történik, az anyagok rugalmasság-, plaszticitás-, kúszás- és állóképesség-elméleti módszereivel, törésmechanikai módszerekkel. Vannak kísérleti vizsgálatok is. A szerkezeti szilárdság a szerkezeti anyagok egyik fő jellemzője a szerkezetépítésben.

Az épület tervezése elsősorban az anyagok és formák kreatív manipulálásával, valamint a mögöttes matematikai és tudományos elképzelésekkel épül fel, hogy olyan célt érjenek el, amely megfelel a funkcionális követelményeinek, és szerkezetileg biztonságos, ha minden elvárható igénybevételnek van kitéve. Ez némileg eltér az építészeti tervezéstől, amelyet az anyagok és formák, a tömeg, a tér, a térfogat, a textúra és a fény kreatív manipulációja vezérel az esztétikus , funkcionális és gyakran művészi eredmény elérése érdekében.

Az építész általában az épületek vezető tervezője, míg az építőmérnök altanácsadóként dolgozik. Az, hogy az egyes tudományágak milyen mértékben vezetik ténylegesen a projektet, nagymértékben függ a struktúra típusától. Sok szerkezet szerkezetileg egyszerű és építészetileg vezérelt, mint például a sokemeletes irodaházak és lakóépületek, míg más szerkezetek, például a húzószerkezetek szilárdsága nagymértékben függ formájuktól, és a mérnök nagyobb mértékben befolyásolhatja forma..

Az épület kialakításának biztosítania kell, hogy biztonságosan álljon, túlzott elhajlás vagy elmozdulás nélkül működjön, ami a szerkezeti elemek elfáradását, a vasalás vagy válaszfalak repedését, törését, a lakók kényelmetlenségét okozhatja. A szerkezetmérnöknek figyelembe kell vennie a hőmérséklet, repedés és feszültség okozta mozgásokat és erőket. Biztosítania kell azt is, hogy a szerkezet lényegében az anyagok megengedett gyártási tűrésein belül építhető legyen. Egy modern épület szerkezeti tervezése rendkívül összetett lehet, és gyakran nagy csapatot igényel.

Az épületgépészeti szakok a következők:

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ A 7 legkeresettebb szakma a világon . Iroda "Közvetlen beszélgetés" . Letöltve: 2019. március 18. Az eredetiből archiválva : 2019. március 09.
  2. ↑ Alekszandr Zagoskin. Kvantumszámítógépek, kvantumtechnika és kvantumtudomány . Beszélgetés Tudományos Klub Tudományos NUST "MISiS" (2017. szeptember 12.). Letöltve: 2019. március 18. Az eredetiből archiválva : 2019. március 14.
  3. ↑ Schweizerische Akademie der Technischen Wissenschaften. Lehre und Forschung an der ETH Zürich: Eine Festschrift zum 150-Jahr-Jubiläum  (német) . - Springer Science & Business Media , 2005. - S. 35 -. — ISBN 978-3-7643-7533-1 .
  4. ↑ David Blockley. Szerkezeti tervezés: Nagyon rövid bevezető  . — Oxford University Press , 2014. — 18. o. — ISBN 978-0-19-165209-7 .
  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban