In de Verenigde Staten, er is een groeiende trend dat studenten bouwtechniek steeds meer moeten nadenken over de masteropleiding [2], dankzij een groot aantal onderwerpen en cursussen die vereist zijn vanwege de steeds groter wordende complexiteit van structuren. Afhankelijk van de universiteit of hogeschool waar deze studenten naar toe gaan, sommige van de vereiste cursussen zijn mogelijk niet beschikbaar, er is dus die uitdaging van het educatieve aspect van bouwtechniek om gelijke tred te houden met de professionele kant. De National Council of Structural Engineers Associations (NCSEA) gebruikt een enquête onder beoefenaars en professionele ingenieurs om continu te peilen welke structurele technische onderwerpen worden gebruikt / bekend in hun praktijk, zodat universiteiten en scholen toekomstig curriculum kunnen plannen voor hun studenten bouwtechniek. Al met al, basisprincipes van bouwtechniek kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën: analyse en ontwerp. In dit artikel wordt de eerste categorie belicht met behulp van de NCSEA-aanbevelingen [1] als richtlijn.  

Analyseniveaus

Structurele analyse 1 - Bepaal de analyse

Gebaseerd op de principes die zijn geleerd in statica, Structurele analyse 1 dient als basis voor alle bouwtechnische principes. De cursus is grotendeels verdeeld over het oplossen van bepaalde systemen met behulp van statica, en het bekijken van onderwerpen met betrekking tot mechanica (spanning, stam, materialen, vervorming, enzovoort). Aan het einde van deze cursus, studenten moeten in staat zijn om evenwichtsvergelijkingen op te stellen voor eenvoudige constructies, begrijp ondersteuning en releasetypen, en vind membraankrachtdiagrammen.  

Structurele analyse 2 - Onbepaalde analyse

Structurele analyse 2 gaat een beetje verder door zich te concentreren op meer geavanceerde mechanica en het oplossen van onbepaalde systemen. Deze cursus is waar ideeën zoals virtueel werken, hellingafbuiging, en momentverdelingsmethoden voor het oplossen van onbepaalde systemen worden geïntroduceerd. De geavanceerde mechanica die hier wordt geleerd, omvat de ideeën van koppel, knikken, gecombineerde spanningen, en plastische vervorming. In deze cursus, real-world context wordt geïntroduceerd, zodat studenten dingen als zwaartekracht versus. zijdelingse belastingen of de verschillende soorten verbindingen (vastgemaakt, gemaakt, enzovoort).

Structurele cursussen in de VS - Onbepaalde analyse

Figuur 1: afbeelding van knikvorm in kolommen met verschillende eindcondities (researchgate.net)

 

Structurele analyse 3 - Matrixanalyse

In deze cursus, studenten leren vooral over de toepassing van matrixalgebra en virtueel werk op grootschalige structuren, terwijl ze tegelijkertijd kennis maken met structurele analysesoftware in de industrie. Omdat structurele software in de praktijk heel veel wordt gebruikt, studenten die in staat zijn om te begrijpen hoe stijfheidsmethoden in software worden gebruikt om grootschalige analyses te krijgen, helpt hen bij de overgang van het klaslokaal naar het kantoor. Gelukkig voor studenten, NCSEA beveelt alleen een vereenvoudigde versie van de matrixanalyse met de hand aan om te helpen illustreren wat de software achter de schermen doet. cursussen structurele analyse in de vs - Matrixanalyse

Figuur 2: weergave van doorbuiging / analyseresultaten met behulp van matrixanalyse op SkyCiv Structural 3D

 

Structurele dynamiek

Deze cursus richt zich op laadscenario's die zijn dynamisch. Deze geavanceerde laadmechanismen omvatten het zeer grote onderwerp van seismische belastingen en reacties, evenals ongebruikelijke ladingen zoals ontploffing, ladingen voor voetgangers, enzovoort. Met behulp van deze dynamische belastingen, leerlingen leren hoe ze de dynamisch reactie van de structuur zelf. Ook, er wordt veel moeite gedaan om meer te weten te komen over de verschillende systemen die laterale kracht weerstaan ​​en hun reacties op deze dynamische soorten belasting. Al met al, deze cursus is erg belangrijk voor ingenieurs die deelnemen aan het ontwerp waar seismische activiteit heerst en daarom algemeen geldt als een lateraal belastingsgeval.   Het SkyCiv-platform geeft nieuwe en ervaren ingenieurs de tools om bijna elk analysetype voor hun structuur te verkrijgen, variërend van lineair statisch via responsspectrum en dynamische frequentie. Bekijk deze verschillende analysetypes hier.

Extra cursussen

Laadpad in structurele systemen

Niet per se een specifieke cursus, maar meer nog een algemeen idee dat moet worden geleerd tijdens de bouwtechnische cursussen. Het systematisch en instinctief leren volgen van het belastingspad vanaf elke locatie op de constructie is belangrijk vanwege de technische aannames die in de praktijk moeten worden gemaakt. Ook, studenten en ingenieurs moeten rekening houden met de verschillen in belastingspaden tussen verschillende structurele systemen onder dezelfde belasting.

Structurele cursussen in de VS - Laadpad in structureel systeem

Figuur 3: Eenvoudig laadpad van een hangende betonplaat (www.engineersdaily.com).

Het is gemakkelijk in te zien hoe huidige studenten bouwtechniek het niet zouden kunnen inpassen in een 4-jarige opleiding (en de ontwerpcursussen werden hier niet eens vermeld), dat is gedeeltelijk de reden waarom deze groeiende trend van gevorderde graden bestaat. Terwijl de industrie blijft innoveren met technologische en materiële vooruitgang, er zullen steeds meer onderwerpen moeten worden behandeld voordat structurele ingenieurs op graduate niveau volledig klaar zijn voor het personeelsbestand. Lees ook het tweede artikel waarin de verschillende ontwerpcursussen worden belicht.  

Bronnen

  1. Dong, Kevin. "NATIONALE RAAD VAN STRUCTURELE INGENIEURS VERENIGINGEN AANBEVOLEN STRUCTURELE ENGINEERING CURRICULUM." NATIONALE RAAD VAN VERENIGINGEN VAN STRUCTURELE INGENIEURS, www.ncsea.com/downloads/committee/docs/.
  2. Fasano, Anthony. 'Vraag het aan Anthony: Haal een masterdiploma in civiele techniek of een MBA?" Bron voor civiele techniek, 29 juli- 2016, source.asce.org/ask-anthony-get-a-masters-degree-in-civil-engineering-or-an-mba/.
  3. "NCSEA Education Committee." NCSEA-commissies, www.ncsea.com/committees/basiceducationcommittee/