Структурная поддержка - Structural support

Структурная поддержка является частью здания или структура обеспечение необходимой жесткости и прочности для того, чтобы противостоять внутренним силам (вертикальным силам тяжести и боковым силам из-за ветра и землетрясений) и безопасно направлять их к земле. Внешние нагрузки (действия других тел), действующие на здания, вызывают внутренние силы (силы и пары остальной частью конструкции) в опорных конструкциях здания. Опоры могут быть либо в конце, либо в любой промежуточной точке вдоль структурный элемент или составная часть здания, и они называются соединениями, соединениями или ограничениями.^[1]

Опорные конструкции здания, независимо от материалов, должны давать точные и безопасные результаты. Конструкция меньше зависит от веса и жесткости материала, а больше от его геометрии для устойчивости.^[2] Какими бы ни были условия, для конструкций соединений необходима определенная жесткость. Тип соединения опоры влияет на грузить несущая способность каждого элемента, составляющего конструктивную систему. Каждое условие поддержки влияет на поведение элементов и, следовательно, на систему. Конструкции могут быть как горизонтальными, так иразмах системы поддержки (перекрытия и конструкции крыши) или системы вертикальных конструкций здания (стены, стержни каркаса и т. д.)^[3]

Структура

Структура необходима для зданий, но архитектура, как идея, не требует структуры. В каждом здании есть как несущие конструкции, так и ненесущие части. Структурные элементы форма системы и передавать нагрузки, действующие на структурные системы, через ряд элементов на землю. Элементы конструкции здания включают линии (балки, столбцы, кабели, рамы или арки, космические рамки, элементы поверхности (стены, плита или снаряды ) и Freeform.^[3]

Функциональные требования конструкции сузят возможные формы, которые можно рассмотреть. Другие факторы, такие как доступность материалов, состояние фундамента, эстетические требования и экономические ограничения, также играют важную роль в определении структурной формы. ^[4] Структурные системы или все их элементы и части считаются находящимися в равновесии, если системы изначально находятся в состоянии покоя, и остаются в покое, когда на них действует система сил и пар.^[5] Это не аспекты модели, о которых следует угадывать. Чтобы иметь возможность анализировать структуру, необходимо четко понимать силы, которые могут быть довольно сложными.

Существует два типа сил: внешние силы, которые представляют собой действия других тел на рассматриваемую конструкцию, и внутренние силы, которые остальная часть конструкции оказывает на элемент или часть конструкции в виде сил и пар.^[6] Немного отклонение или для защиты конструкции от этих сил требуется игра.

Структура поддержки

Существует пять основных типов идеализированных опорных конструкций, классифицированных по типам отклонения, которые они сдерживают: ролик, приколот, исправлено, вешалка и простая поддержка.^[1]

Роликовые опоры

Роликовая опора допускает тепловое расширение и сжатие пролета и предотвращает повреждение других элементов конструкции, таких как опора с штифтами. Типичное применение роликовых опор - большие мосты. В гражданском строительстве роликовые опоры можно увидеть на одном конце моста.

Роликовая опора не может предотвратить поступательные движения в горизонтальном или поперечном направлениях и любое вращательное движение, но предотвращает вертикальные перемещения.^[1][5] Его сила реакции представляет собой единую линейную силу, перпендикулярную поверхности и от нее (направленную вверх или вниз). Предполагается, что этот тип опоры способен противостоять нормальному смещению.

Может быть резиновые подшипники, рокер или набор шестерен, допускающих ограниченное поперечное перемещение. Например, конструкция на роликовых коньках остается на месте до тех пор, пока она должна только поддерживать себя. Как только боковая нагрузка воздействует на конструкцию, конструкция на роликовых коньках откатится под действием силы.

Закрепленная поддержка

Прикрепленная опора прикрепляет единственную стенку балки к ферма называется соединением сдвига. Опора может оказывать силу на элемент, действующий в любом направлении, и предотвращать поступательные движения или относительное смещение концов элементов во всех направлениях, но не может предотвратить любые вращательные движения.^[1] Его силы реакции представляют собой одиночные линейные силы неизвестного направления или горизонтальные и вертикальные силы, которые являются компонентами единой силы неизвестного направления.^[5]

Прикрепленная опора похожа на человеческий локоть. Его можно растягивать и сгибать (вращение), но нельзя двигать предплечьем слева направо (перевод). Одним из преимуществ шарнирных опор является отсутствие внутренних сил момента, а только их осевая сила, играющая большую роль при их проектировании. Однако одиночная опора не может полностью удержать конструкцию. Чтобы выдержать момент, нужны как минимум две опоры.^[7] Применение в фермы - один из частых способов использования этой поддержки.

Фиксированная поддержка

Жесткие или неподвижные опоры поддерживают угловое соотношение между соединенными элементами и обеспечивают как силовое, так и моментное сопротивление. Он создает силы, действующие в любом направлении, и предотвращает все поступательные движения (горизонтальные и вертикальные), а также все вращательные движения элемента. Силы реакции этих опор представляют собой горизонтальные и вертикальные составляющие линейный результат; момент.^[5] Это жесткий тип опоры или соединения. Применение фиксированной поддержки выгодно, когда мы можем использовать только одну опору, и люди наиболее широко использовали этот тип как единственную опору для консоль.^[7] Они распространены в соединениях балка с колонной в прочных стальных каркасах и соединениях балок, колонн и плит в бетонных каркасах.

Подвесная опора

Подвесная опора лишь оказывает силу и предотвращает действие или перемещение элемента в направлении подвески. Однако эта опора не может предотвратить поступательное движение во всех направлениях и любое вращательное движение.^[1][5] Это одна из простейших структурных форм, в которой элементы находятся в чистом растяжении. Конструкции этого типа варьируются от простых конструкций с оттяжками или карнизами до больших мостов с опорой на тросах и систем крыши.^[4]

Простая поддержка

Простая опора - это, в основном, место, где структурный элемент опирается на внешнюю конструкцию, например, в двух бетонных блоках, удерживающих деревянную доску на своих вершинах. Эта опора похожа на опору ролика в том смысле, что сдерживает вертикальные силы, но не горизонтальные силы. Следовательно, он не широко используется в реальных структурах, если инженер не уверен, что член не будет переводить.^[7]

Разновидности опоры

Разновидности опоры^[8]

имя	Принципиальная схема	Простая фигура	Разрешенное движение			Реакция
			Вертикальный	По горизонтали	Вращение (момент)	Направление	Число
Роликовая или простая (подвижная) опора			Нет	да	да		1
Штифтовая или навесная опора			Нет	Нет	да		2
Средний шарнир (для осевого элемента)			Нет	Нет	да		2
Фиксированная поддержка			Нет	Нет	Нет		3
Средняя петля (для балки)			Нет	да	Нет		2

использованная литература

1. Ашвани Беди и Рэмси Дабби (2012). Структура для архитекторов: грунтовка. Канада: Джон Вилис и сыновья.
2. Чинг, Фрэнсис Д.К .; Оноуэ, Барри; Zuberbuhler, Дуглас (2009). Иллюстрированные строительные конструкции: образцы, системы и дизайн. Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons.
3. Шюллер, Вольфганг (25 августа 2015 г.). «Строительные конструкции как архитектура». SlideShare. LinkedIn Corporation. Получено 18 сентября 2018.
4. Запад, Гарри Х. (1993). Основы структурного анализа. John Wilsey & Sons, Inc.
5. «Статика опор конструкций» (PDF). Инженерный колледж Университета Кентукки. Получено 16 октября 2018.
6. Крис Х. Любкеман и Дональд Петинг (1998). «Поддержка и типы подключения». MIT (Массачусетский технологический институт). Пользовательский поиск Google. Получено 18 сентября 2018.
7. «Опорные виды-примечания члена (гражданское, архитектурное сооружение)». SlideShare. LinkedIn Corporation. 2 февраля 2017 г.. Получено 22 октября 2018.
8. Тацуро Сакимото (1991). Козо рикигаку. 001 [Структурная динамика 001]. Kiso doboku k shgaku shirīzu (на японском языке). Morikitashuppan. С. 36–40. ISBN  4-627-42510-4.