Dit artikel is het vervolg op het eerste artikel over Structurele analysecursussen in de VS.. Bij het bekijken van analysecursussen, er is een progressie in algehele complexiteit. Met het ontwerp, het belangrijkste verschil komt doordat elk afzonderlijk constructie- of bouwmateriaal anders werkt, dus ingenieurs moeten elk van die verschillende materialen op een andere manier bekijken. Ontwerpcursussen nemen alle principes die studenten leren over de fysica van structurele analyse en passen die toe op real-life materialen, secties, en structuren.

Ontwerp cursussen

Stalen ontwerp 1/2

Omdat staal waarschijnlijk het meest gebruikte bouwmateriaal is, studenten nemen meestal Steel Design 1 voor hun eerste ontwerpcursus. De eerste iteratie van staalontwerp doorloopt de geschiedenis van het materiaal als bouwmateriaal, hoe het gemaakt is, evenals industriële praktijken. Studenten worden blootgesteld aan de verschillende stalen vormen en secties die beschikbaar zijn via de AISC-specificatie voor constructieve stalen gebouwen. Aan het einde van de cursus, studenten zijn in staat om eenvoudige stalen elementen te ontwerpen, inclusief balken en kolommen, en identificeer het verschil tussen afschuif- en momentverbindingen. Voor de tweede iteratie, Stalen ontwerp 2 kijkt naar meer geavanceerde onderwerpen van ontwerp. Zoals vermeld van NCSEA, "De inhoud in Steel Design II kan sterk verschillen per instelling, gedeeltelijk als gevolg van regionale behoeften en academische termijn [1]." Studenten besteden veel tijd aan het leren over en het ontwerpen van samengestelde liggers, zowel gedeeltelijk als volledig samengesteld gedrag vertonen. Aan het einde van de cursus, studenten moeten ook een goed begrip hebben van scenario's voor zwaartekracht en stalen frames. Deze cursus loopt ook door de AISC Steel Construction Manual, een van de meest bruikbare gereedschappen van de bouwkundig ingenieurs, aangezien het betrekking heeft op de ontwerponderwerpen.

Voorbeeld van controle van stalen leden op basis van een SkyCiv Member Design-rapport

Figuur 1: Voorbeeld van controle van stalen leden op basis van een SkyCiv Member Design-rapport

 

Concreet ontwerp 1/2

Beschouwd als een beetje ingewikkelder, betonontwerp volgt meestal direct na constructiestaalontwerp. Vergelijkbaar met de stalen koersen, de eerste cursus betonontwerp richt zich veel op het materiaal zelf, het is geschiedenis, hoe en waar het van gemaakt is, en industriële praktijken. Ook, omdat er specifieke bouwuitdagingen zijn voor betonontwerp, studenten leren ook over die processen. Studenten aan het einde van de cursus zijn in staat om basisbalken en kolommen te ontwerpen. Uniek aan de eerste cursus is dat de meeste universiteiten een laboratoriumsessie aanbieden waar ze hun eigen betonnen exemplaar fabriceren en testen. Studenten worden ook blootgesteld aan de overwegingen van de belangrijkste concrete ontwerpcode, ACI 318 - Bouwvereisten voor constructief beton. Voor de tweede iteratie van concreet ontwerp, het valt uiteen in twee subcursussen: geavanceerd gewapend beton en voorgespannen beton. Voor de gevorderde betoncursus, studenten breiden hun concrete ontwerpkennis uit door meer te leren over complexere betonnen items zoals 2-weg vloersystemen en schuifwanden. Er is ook een aanzienlijke last van betonnen momentframes en hun reactie op seismische krachten.

Afbeelding van voorgespannen beton en zijn spanelementen

Figuur 2: Afbeelding van voorgespannen beton en zijn spanelementen (designingbuildings.co.uk)

De voorgespannen cursus richt zich op zowel voorgespannen als prefabbeton. Deze cursus belicht de verschillen, voordelen, en nadelen van voorgespannen en gewapend beton. Een groot deel van deze cursus gaat in detail in op het bouwproces vanwege de extra complexiteit bij het bouwen van dit type betonsysteem. Aan het einde van de cursus, studenten zijn in staat om voorgespannen / geprefabriceerde elementen te ontwerpen.  

Hout Design

De innovatie en uitbreiding van hout als bouwmateriaal betekent dat studenten snel moeten leren over de nieuwe golf van bewerkte houtproducten. In Wood Design, studenten leren eerst over de geschiedenis van hout als bouwmateriaal, zijn mechanische eigenschappen, en industrienormen. Studenten volgen tijdens de duur van de cursus mee NDS voor houtconstructie, het regerende codedocument voor ontwerp. In de loop van, studenten leren hoe ze een verscheidenheid aan verschillende houtelementen en composieten kunnen ontwerpen, variërend van eenvoudige palen en balken tot spanten, houten diafragma's, en houten scheermuren. Een ander belangrijk aspect dat hier wordt besproken, zijn de verschillende connectoren en verbindingen die in de industrie worden gebruikt. Tenslotte, studenten leren over de eerder genoemde trends op het gebied van technisch hout, inclusief zaken als constructief samengesteld timmerhout (SCL) en kruislings gelamineerd hout (CLT). Afbeelding van hoe CLT-panelen zijn opgebouwd

Figuur 3: Afbeelding van hoe CLT-panelen zijn opgebouwd (thinkwood.com).

 

Metselwerkontwerp

Van de belangrijkste materialen, metselwerk komt in de praktijk het minst voor. Studenten in deze cursus leren eerst opnieuw over de stof en de geschiedenis, Tijdens het gebruik ACI 530 / TMS 402 AISC-specificatie voor constructieve stalen gebouwen. De belangrijkste structurele elementen die studenten leren ontwerpen, zijn metselwerkbalken en afschuifwanden, met de nadruk op het laatste, aangezien metselwerk gewoonlijk een lateraal krachtbestendig systeem wordt gebruikt (LFRS). Ook in deze cursus is er aandacht voor constructiedetails.  

Stichting ontwerp

Dit wordt eigenlijk gegeven als een inleidende cursus, aangezien er een heel ander gebied van civiele techniek is dat zich toelegt op funderingen / grondmechanica. Door dit, studenten kunnen een goede kennisbasis verwerven over de verschillende fundamentele eigenschappen van bodem en stabiliteit. Wanneer studenten deze cursus afronden, ze moeten in staat zijn om de verschillende faalmethoden van het ontwerp te beschrijven en te herkennen vanuit een bodemperspectief, en om eenvoudige keermuren en ondiepe funderingen te ontwerpen, net zoals

Afbeelding van faalwijzen van keermuren

Figuur 4: Afbeelding van faalwijzen van keermuren (mdpi.com).

Naarmate de industrie vordert, nog meer, materialen worden gebruikt voor het ontwerp, het is dus belangrijk dat studenten en huidige ingenieurs voortdurend leren. Gelukkig voor alle soorten constructeurs, SkyCiv ondersteunt de mogelijkheid om een ​​grote verscheidenheid aan structurele elementen te ontwerpen in overeenstemming met een overvloed aan ontwerpcodes, jij kan bekijk alle verschillende ontwerpen die hier worden ondersteund  

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/