Questo articolo è il seguito del primo articolo su Corsi di analisi strutturale negli Stati Uniti. Quando si esaminano i corsi di analisi, c'è una progressione nella complessità generale. Con il design, la differenza principale deriva dal fatto che ogni singolo materiale strutturale o da costruzione agisce in modo diverso, quindi gli ingegneri devono considerare ciascuno di questi materiali diversi in modo diverso. I corsi di progettazione prendono tutti i principi che gli studenti apprendono sulla fisica dell'analisi strutturale e la applicano ai materiali della vita reale, sezioni, e strutture.

Corsi di design

Design in acciaio 1/2

Perché l'acciaio è probabilmente il materiale da costruzione più comunemente usato, gli studenti di solito finiscono per prendere Steel Design 1 per il loro primo corso di design. La prima iterazione del design in acciaio attraversa la storia del materiale come materiale da costruzione, com'è fatto, così come le pratiche del settore. Gli studenti vengono esposti alle diverse forme e sezioni di acciaio disponibili tramite il Specifiche AISC per edifici in acciaio strutturale. Alla fine del corso, gli studenti sono in grado di progettare semplici elementi in acciaio, comprese travi e colonne, oltre a identificare la differenza tra le connessioni a taglio e quelle a momento. Per la seconda iterazione, Design in acciaio 2 esamina argomenti più avanzati del design. Come affermato da NCSEA, "Il contenuto di Steel Design II può variare ampiamente a seconda dell'istituzione, dovuto in parte alle esigenze regionali e al termine accademico [1]." Gli studenti dedicano molto tempo all'apprendimento e alla progettazione di travi composite, esibendo un comportamento sia parzialmente che completamente composito. Alla fine del corso, gli studenti dovrebbero anche avere una discreta padronanza della gravità e degli scenari di strutture in acciaio. Questo corso illustra anche il Manuale di costruzioni in acciaio AISC, uno degli strumenti più utili degli ingegneri strutturisti, per quanto riguarda gli argomenti di progettazione.

Esempio di verifica del codice di un membro in acciaio da un report SkyCiv Member Design

figura 1: Esempio di verifica del codice di un membro in acciaio da un report SkyCiv Member Design

 

Design concreto 1/2

Considerato un po 'più complesso, la progettazione in calcestruzzo di solito segue la progettazione in acciaio strutturale. Simile ai corsi di acciaio, il primo corso di concrete design si concentra molto sul materiale stesso, la sua storia, come e di cosa è fatto, e pratiche del settore. Anche, perché ci sono sfide costruttive specifiche per la progettazione del calcestruzzo, anche gli studenti imparano a conoscere questi processi. Gli studenti alla fine del corso sono in grado di progettare travi e pilastri di base. Un aspetto unico del primo corso è che la maggior parte delle università offre una sessione di laboratorio in cui fabbricano il proprio campione di cemento e lo testano. Gli studenti sono inoltre esposti alle considerazioni del principale codice di progettazione del calcestruzzo, ACI 318 - Requisiti del codice di costruzione per calcestruzzo strutturale. Per la seconda iterazione del progetto concreto, si suddivide in due sottocorsi: cemento armato avanzato e cemento armato precompresso. Per il corso avanzato di cemento, gli studenti ampliano le loro conoscenze di progettazione concreta apprendendo elementi in calcestruzzo più complessi come i sistemi di pavimento a 2 vie e le pareti di taglio. C'è anche un notevole onere sui telai momento concreti e sulla loro risposta alle forze sismiche.

Raffigurazione del cemento armato precompresso e dei suoi tendini

figura 2: Raffigurazione del cemento armato precompresso e dei suoi tendini (designingbuildings.co.uk)

Il corso precompresso si concentra sia sul calcestruzzo precompresso che su quello prefabbricato. Questo corso evidenzia le differenze, vantaggi, e svantaggi del cemento armato precompresso. Una buona parte di questo corso parla del processo di costruzione in dettaglio a causa della maggiore complessità nella costruzione di questo tipo di sistema di calcestruzzo. Alla fine del corso, gli studenti sono in grado di progettare elementi precompressi / prefabbricati.  

Design in legno

L'innovazione e l'espansione del legno come materiale da costruzione significa che gli studenti devono essere pronti a conoscere la nuova ondata di prodotti in legno ingegnerizzato. Nel design in legno, gli studenti imparano prima la storia del legno come materiale da costruzione, le sue proprietà meccaniche, e le norme del settore. Seguiranno gli studenti per tutta la durata del corso NDS per costruzioni in legno, il documento del codice governativo per la progettazione. Nel corso, gli studenti imparano a progettare una varietà di diversi elementi in legno e compositi che vanno da semplici pali e travi a capriate, diaframmi in legno, e pareti in legno tranciato. Un altro aspetto importante discusso qui sono i vari connettori e connessioni utilizzati nel settore. Infine, gli studenti apprendono le tendenze del legno ingegnerizzato menzionate in precedenza, comprese cose come legname composito strutturale (SCL) e legno lamellare a strati incrociati (CLT). Rappresentazione di come sono costruiti i pannelli CLT

figura 3: Rappresentazione di come sono costruiti i pannelli CLT (thinkwood.com).

 

Progettazione in muratura

Dei principali materiali, la muratura è la meno comune nella pratica. Gli studenti di questo corso imparano di nuovo prima il materiale e la storia, durante l'utilizzo ACI 530 / TMS 402 Requisiti del codice edilizio per le strutture in muratura. I principali elementi strutturali che gli studenti imparano a progettare sono le travi in ​​muratura e le pareti di taglio, con un'enfasi su quest'ultimo, poiché la muratura è comunemente usata un sistema di resistenza alla forza laterale (LFRS). Anche in questo corso ci si concentra sui dettagli costruttivi.  

Progetto di fondazione

Questo in realtà viene insegnato come corso introduttivo poiché c'è un intero altro campo dell'ingegneria civile dedicato alle fondazioni / meccanica del suolo. A causa di ciò, gli studenti sono in grado di acquisire una buona base di conoscenza delle varie proprietà fondamentali del suolo e della stabilità. Quando gli studenti completano questo corso, dovrebbero essere in grado di descrivere e riconoscere i vari metodi di fallimento del progetto dal punto di vista del suolo, nonché progettare semplici muri di sostegno e fondazioni poco profonde, così come

Rappresentazione delle modalità di cedimento del muro di sostegno

figura 4: Rappresentazione delle modalità di cedimento del muro di sostegno (mdpi.com).

Mentre l'industria avanza, ancora di più, i materiali vengono utilizzati per il design, quindi è importante che gli studenti e gli attuali ingegneri siano studenti continui. Fortunato per gli ingegneri strutturali di tutti i tipi, SkyCiv supporta la capacità di progettare una grande varietà di elementi strutturali in conformità con una pletora di codici di progettazione, Puoi vedi tutti i diversi design supportati qui  

Fonti

  1. Dong, Kevin. "CURRICULUM DI INGEGNERIA STRUTTURALE CONSIGLIATO PER IL CONSIGLIO NAZIONALE DELLE ASSOCIAZIONI DEGLI INGEGNERI STRUTTURALI". CONSIGLIO NAZIONALE DELLE ASSOCIAZIONI DEGLI INGEGNERI STRUTTURALI, www.ncsea.com/downloads/comm Committee/docs/.
  2. Fasano, Anthony. “Chiedi ad Anthony: Ottieni un Master in Ingegneria Civile o un MBA?” Fonte di ingegneria civile, 29 luglio 2016, source.asce.org/ask-anthony-get-a-masters-degree-in-civil-engineering-or-an-mba/.
  3. "NCSEA Education Committee." Comitati NCSEA, www.ncsea.com/committees/basiceducationcomm Committee/