米国では, 構造工学の学生が修士号をますます考慮する必要がある傾向が高まっています [2], 構造の複雑さがますます拡大しているために必要な多数のトピックとコースワークのおかげで. これらの学生が通っている大学または大学によって異なります, 必要なコースワークの一部が利用できない場合があります, ですから、構造工学の教育的側面が専門家の側に追いつくという課題があります。. 構造技術者協会の全国評議会 (NCSEA) 開業医と専門エンジニアの調査を使用して、大学や学校が構造工学の学生のために将来のカリキュラムを計画できるように、実践内で使用されている/知られている構造工学のトピックを継続的に測定します. 全体, 構造工学の基礎は、2つの主要なカテゴリに分類できます: 分析と設計. この記事では、NCSEAの推奨事項を使用して最初のカテゴリに焦点を当てます [1] ガイドラインとして.  

分析のレベル

構造解析 1 - 分析を決定する

静力学で学んだ原理に基づく, 構造解析 1 すべての構造工学の原則の基礎として機能します. コースは主に、静力学を使用して確定システムを解くことに分かれています。, 力学に関連するトピックを見て (ストレス, ひずみ, 材料, 変形, 等). このコースの最後に, 学生は単純な構造の平衡方程式を確立できるはずです, サポートとリリースの種類を理解する, 膜力図を見つける.  

構造解析 2 - 不確定な分析

構造解析 2 より高度な力学に焦点を当て、不確定なシステムを解決することにより、それをもう少し進めます. このコースでは、仮想仕事のようなアイデアがあります, たわみ角法, 不確定システムを解くモーメント分布法を導入. ここで学んだ高度な力学には、トルクのアイデアが含まれています, 座屈, 複合応力, および塑性変形. このコースでは, 実世界のコンテキストが導入されているため、学生は重力と重力などを区別できます。. 横荷重またはさまざまなタイプの接続 (固定, 修繕, 等).

米国の構造コースワーク - 不確定な分析

図 1: 終了条件が異なる柱の座屈形状の描写 (researchgate.net)

 

構造解析 3 - マトリックス分析

このコースでは, 学生は主に大規模構造への行列代数と仮想仕事の応用について学んでいます, 同時に業界の構造解析ソフトウェアに導入されています. 構造ソフトウェアは実際には非常に一般的に使用されているため, 大規模な分析を行うためにソフトウェアで剛性法がどのように使用されているかを理解できる学生は、教室からオフィスへの移行に役立ちます. 学生にとって幸運なことに, NCSEAは、ソフトウェアが舞台裏で何をしているのかを説明するために、手作業によるマトリックス分析の簡略版のみを推奨しています。. 私たちの構造解析コースワーク - マトリックス分析

図 2: SkyCiv Structural3Dでのマトリックス分析を使用したたわみ/分析結果の描写

 

構造ダイナミクス

このコースは、次のようなシナリオの読み込みに焦点を当てています。 動的. これらの高度な負荷メカニズムには、地震の負荷と応答という非常に大きなトピックが含まれています, 爆風荷重のような珍しい荷重と同様に, 歩行者の負荷, 等. これらの動的荷重の使用, 学生は見つける方法を学びます 動的 構造自体の応答. また, さまざまな横力抵抗システムと、これらの動的タイプの荷重に対するそれらの反応について学ぶために多大な努力が払われています。. 全体, このコースは、地震活動が蔓延しているため、横荷重のケースとして一般的に管理されている設計に参加するエンジニアにとって非常に重要です。.   SkyCivプラットフォームは、経験豊富な新しいエンジニアに、構造のほぼすべての分析タイプを取得するためのツールを提供します。, 線形静的から応答スペクトルおよび動的周波数までの範囲. ここでこれらのさまざまな分析タイプを確認してください.

追加のコースワーク

構造システムの荷重経路

必ずしも特定のコースではありません, しかし、構造工学のコースワーク全体を通して学ぶ必要がある一般的な考え方はもっとそうです. 構造上の任意の場所から荷重経路を体系的かつ本能的にたどることを学ぶことは、実際に行う必要のある工学的仮定のために重要です。. また, 学生とエンジニアは、同じ荷重下での異なる構造システム間の荷重経路の違いを考慮する必要があります.

米国の構造コースワーク - 構造システムの荷重経路

図 3: 吊り下げられたコンクリートスラブの単純な荷重経路 (www.engineersdaily.com).

現在の構造工学の学生が4年間の学位にそれを適合させることができない方法を簡単に理解できます (そして、デザインのコースワークはここにもリストされていませんでした), これが部分的に、この高度な学位の成長傾向が存在する理由です。. 業界が技術と材料の進歩で革新を続けるにつれて, 大学院レベルの構造エンジニアが労働力に完全に対応できるようにするには、ますます多くのトピックを取り上げる必要があります。. さまざまなデザインコースワークにも焦点を当てた2番目の記事を必ずお読みください.  

ソース

  1. ドン, ケビン. 「構造工学者協会の全国評議会は、構造工学カリキュラムを推奨しました。」 構造技術者協会の全国評議会, www.ncsea.com/downloads/committee/docs/.
  2. ファサーノ, アンソニー. 「アンソニーに聞いてください: 土木工学またはMBAの修士号を取得する?」 土木工学ソース, 29 七月 2016, source.asce.org/ask-anthony-get-a-masters-degree-in-civil-engineering-or-an-mba/.
  3. 「NCSEA教育委員会」。 NCSEA委員会, www.ncsea.com/committees/basiceducationcommittee/