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謝菲爾德大學(xué)土木工程課程輔導(dǎo)之結(jié)構(gòu)分析

發(fā)布時間:2023-10-04 08:21

土木工程處于改善我們生活方式的最前沿。無論是提供使我們?nèi)粘I铐樌M行的設(shè)施(從公路和鐵路到清潔水供應(yīng)),還是努力滿足社會在可持續(xù)發(fā)展、可再生能源和氣候變化領(lǐng)域不斷變化的需求,你將幫助創(chuàng)造和保護我們生活的世界。
謝菲爾德大學(xué)土木工程課程輔導(dǎo)之結(jié)構(gòu)分析

一、課程概述

在前兩年,你將從分析和設(shè)計的角度專注于結(jié)構(gòu)工程、水利基礎(chǔ)設(shè)施工程、流體力學(xué)和巖土力學(xué)的核心學(xué)科。

課程的后半部分將讓你專注于更專業(yè)和更先進的水工程領(lǐng)域,例如海岸工程、地下水工程、流體動力學(xué)、洪水風險、可持續(xù)排水和水資源。你還將開發(fā)并開展一個研究項目。

在最后一年,你將花費整個學(xué)期進行集成設(shè)計項目。該項目鼓勵你根據(jù)謝菲爾德的真實地點制定整個城市復(fù)興項目的計劃,大規(guī)模地釋放你的創(chuàng)造力。你將研究新的設(shè)計方法和建筑材料,同時開發(fā)詳細設(shè)計,例如優(yōu)雅的橋梁、可持續(xù)且環(huán)境敏感的多層建筑或最先進的體育場館。它將為你提供寶貴的項目經(jīng)驗,并讓你了解你在職業(yè)生涯中可能遇到的問題。

二、什么是結(jié)構(gòu)分析?

結(jié)構(gòu)分析是計算和確定荷載和內(nèi)力對結(jié)構(gòu)、建筑物或物體的影響。結(jié)構(gòu)分析對于土木工程師充分了解荷載路徑和荷載對結(jié)構(gòu)的影響尤為重要。它使工程師和設(shè)計師能夠確保設(shè)備或結(jié)構(gòu)安全地承受預(yù)期荷載。結(jié)構(gòu)分析可在設(shè)計、測試或施工后進行,通常會考慮到所用材料、結(jié)構(gòu)的幾何形狀和所施加的載荷。

結(jié)構(gòu)分析通常檢查單個結(jié)構(gòu)元件及其所承受的力。結(jié)構(gòu)工程師將檢查梁、板、纜和墻的結(jié)構(gòu)分析結(jié)果。所有這些構(gòu)件都受到風荷載、自重(如自重)和自重(如人或車輛)等力的作用。因此,工程師必須檢查每個構(gòu)件在這些荷載作用下的表現(xiàn)。這就是靜強度分析的主要目的。

三、結(jié)構(gòu)分析的方法

1.手工計算

簡單的手工計算是評估簡單結(jié)構(gòu)上簡單力的影響的一種非常快速簡便的方法。例如,計算水平梁上的彎矩。這種 "封套后 "計算是土木工程中的常見做法,適用于那些不想花費大量時間設(shè)計結(jié)構(gòu),而只想知道梁在荷載作用下的大致受力情況的人。我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計指南中有一些關(guān)于如何使用手工計算進行簡單結(jié)構(gòu)分析的精彩教程。

2.有限元分析

有限元分析(FEA)是一種復(fù)雜的數(shù)值方法,用于解決涉及許多變量輸入的復(fù)雜問題,如邊界條件、應(yīng)用載荷和框架類型。與手工計算相比,有限元分析是一種更復(fù)雜但更精確的結(jié)構(gòu)分析方法。有限元分析要求將結(jié)構(gòu)分解成較小的部分(或元素),對其進行單獨評估,以獲得更精確的估算解。這可能是一個極其困難和耗時的設(shè)置和實施過程。有限元分析模型通常由數(shù)千個輸入矩陣組成,幾乎不可能通過人工計算進行評估。然而,有限元分析是一種高效、準確的結(jié)構(gòu)分析方法,是大多數(shù)結(jié)構(gòu)分析程序的支柱。

3.結(jié)構(gòu)分析軟件

有許多結(jié)構(gòu)分析程序可以進行精確的有限元分析計算,而無需手動設(shè)置復(fù)雜的過程。它允許用戶評估點荷載、彎矩和分布荷載對結(jié)構(gòu)或設(shè)計的影響,這種方法,應(yīng)用廣泛,精度高,計算時間短,然而它的一些缺點是難以使用或價格昂貴。

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