Strukturanalyse Kursarbeit in den USA

In den Vereinigten Staaten, Es gibt einen wachsenden Trend, dass Studenten des Bauingenieurwesens immer mehr über den Master-Abschluss nachdenken müssen [2], Dank einer Vielzahl von Themen und Kursen, die aufgrund der ständig wachsenden Komplexität der Strukturen erforderlich sind. Abhängig von der Universität oder Hochschule, an der diese Studenten teilnehmen, Einige der erforderlichen Kursarbeiten sind möglicherweise nicht verfügbar, Es gibt also die Herausforderung, dass der pädagogische Aspekt des Bauingenieurwesens mit der professionellen Seite Schritt hält. Der Nationalrat der Bauingenieurverbände (NCSEA) verwendet eine Umfrage unter Praktikern und professionellen Ingenieuren, um kontinuierlich zu beurteilen, welche strukturtechnischen Themen in ihrer Praxis verwendet / bekannt sind, damit Universitäten und Schulen künftige Lehrpläne für ihre Studenten des strukturellen Ingenieurwesens planen können. Insgesamt, Die strukturtechnischen Grundlagen können in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: Analyse und Design. In diesem Artikel wird die erste Kategorie anhand der NCSEA-Empfehlungen hervorgehoben [1] als Richtlinie.  

Analyseebenen

Strukturanalyse 1 - Analyse bestimmen

Basierend auf den in der Statik erlernten Prinzipien, Strukturanalyse 1 dient als Grundlage für alle baulichen Grundsätze. Der Kurs gliedert sich hauptsächlich in das Lösen bestimmter Systeme mithilfe der Statik, und Blick auf Themen im Zusammenhang mit Mechanik (Stress, Belastung, Materialien, Verformung, etc). Am Ende dieses Kurses, Die Schüler sollten in der Lage sein, Gleichgewichtsgleichungen für einfache Strukturen aufzustellen, Support- und Release-Typen verstehen, und finden Sie Membrankraftdiagramme.  

Strukturanalyse 2 - Unbestimmte Analyse

Strukturanalyse 2 geht noch einen Schritt weiter, indem es sich auf fortgeschrittenere Mechaniken konzentriert und unbestimmte Systeme löst. In diesem Kurs finden Sie Ideen wie virtuelle Arbeit, Neigungsauslenkung, und Momentverteilungsmethoden zum Lösen unbestimmter Systeme werden vorgestellt. Zu den hier erlernten fortgeschrittenen Mechaniken gehören die Ideen des Drehmoments, Knicken, kombinierte Belastungen, und plastische Verformung. In diesem Kurs, Der reale Kontext wird eingeführt, damit die Schüler Dinge wie Schwerkraft und Schwerkraft unterscheiden können. Querbelastungen oder die verschiedenen Arten von Verbindungen (festgesteckt, Fest, etc).

Abbildung 1: Darstellung der Knickform in Säulen mit unterschiedlichen Endbedingungen (researchgate.net)

 

Strukturanalyse 3 - Matrixanalyse

In diesem Kurs, Die Studierenden lernen vor allem die Anwendung von Matrixalgebra und virtueller Arbeit auf großräumige Strukturen, Gleichzeitig wird die Strukturanalyse-Software in der Branche eingeführt. Weil strukturelle Software in der Praxis sehr häufig verwendet wird, Wenn die Schüler verstehen, wie Steifheitsmethoden in Software verwendet werden, um umfassende Analysen zu erhalten, können sie vom Klassenzimmer ins Büro wechseln. Zum Glück für die Studenten, NCSEA empfiehlt nur eine vereinfachte Version der Matrixanalyse von Hand, um zu veranschaulichen, was die Software hinter den Kulissen tut.

Abbildung 2: Darstellung der Ablenkungs- / Analyseergebnisse mittels Matrixanalyse auf SkyCiv Structural 3D

 

Strukturdynamik

Dieser Kurs konzentriert sich auf Ladeszenarien dynamisch. Diese fortschrittlichen Belastungsmechanismen umfassen das sehr große Thema der seismischen Belastungen und Reaktionen, sowie ungewöhnliche Belastungen wie Explosionsbelastung, Fußgängerlasten, etc. Verwendung dieser dynamischen Lasten, Die Schüler lernen, wie man das findet dynamisch Antwort der Struktur selbst. Ebenfalls, Es gibt erhebliche Anstrengungen, um die verschiedenen Seitenkraft-Widerstandssysteme und ihre Reaktionen auf diese dynamischen Lasttypen kennenzulernen. Insgesamt, Dieser Kurs ist sehr wichtig für Ingenieure, die an Konstruktionen teilnehmen, bei denen seismische Aktivitäten vorherrschen, und daher häufig als seitlicher Lastfall gelten.   Die SkyCiv-Plattform bietet neuen und erfahrenen Ingenieuren die Werkzeuge, um nahezu jeden Analysetyp für ihre Struktur zu erhalten, von linear statisch über Antwortspektrum bis hin zu dynamischer Frequenz. Schauen Sie sich diese verschiedenen Analysetypen hier an.

Zusätzliche Kursarbeit

Lastpfad in strukturellen Systemen

Nicht unbedingt ein bestimmter Kurs, Vor allem aber eine allgemeine Idee, die während des gesamten Kurses des Bauingenieurwesens erlernt werden muss. Aufgrund der technischen Annahmen, die in der Praxis getroffen werden müssen, ist es wichtig zu lernen, dem Lastpfad von jedem Ort der Struktur aus systematisch und instinktiv zu folgen. Ebenfalls, Studenten und Ingenieure müssen die Unterschiede in den Lastpfaden zwischen verschiedenen strukturellen Systemen unter derselben Last berücksichtigen.

Abbildung 3: Einfacher Lastweg einer abgehängten Betonplatte (www.engineersdaily.com).

Es ist leicht zu erkennen, dass derzeitige Studenten des Bauingenieurwesens nicht in der Lage wären, einen 4-Jahres-Abschluss zu erreichen (und die Designkurse wurden hier nicht einmal aufgelistet), Dies ist teilweise der Grund, warum dieser wachsende Trend zu fortgeschrittenen Abschlüssen besteht. Da die Branche weiterhin mit technologischen und materiellen Fortschritten innoviert, Es müssen immer mehr Themen behandelt werden, damit Bauingenieure auf Hochschulniveau vollständig für die Belegschaft bereit sind. Lesen Sie auch den zweiten Artikel, in dem die verschiedenen Designkurse hervorgehoben werden.  

Quellen

1. Dong, Kevin. "NATIONALER RAT DER STRUCTURAL ENGINEERS ASSOCIATIONS EMPFOHLENES STRUCTURAL ENGINEERING CURRICULUM." NATIONALER RAT DER STRUCTURAL ENGINEERS ASSOCIATIONS, www.ncsea.com/downloads/committee/docs/.
2. Fasano, Anthony. „Frag Anthony: Holen Sie sich einen Master-Abschluss in Bauingenieurwesen oder einen MBA?” Bauingenieur Quelle, 29 Juli 2016, source.asce.org/ask-anthony-get-a-masters-degree-in-civil-engineering-or-an-mba/.
3. "NCSEA Education Committee." NCSEA-Ausschüsse, www.ncsea.com/committees/basiceducationcommittee/