115
Chapter 7
Structural design
Introduction
Structural design is the methodical investigation of the
stability, strength and rigidity of structures. The basic
objective in structural analysis and design is to produce
a structure capable of resisting all applied loads without
failure during its intended life. The primary purpose
of a structure is to transmit or support loads. If the
structure is improperly designed or fabricated, or if the
actual applied loads exceed the design specifications,
the device will probably fail to perform its intended
function, with possible serious consequences. A wellengineered
structure greatly minimizes the possibility
of costly failures.
Structural design process
A structural design project may be divided into three
phases, i.e. planning, design and construction.
Planning: This phase involves consideration of the
various requirements and factors affecting the general
layout and dimensions of the structure and results in
the choice of one or perhaps several alternative types
of structure, which offer the best general solution. The
primary consideration is the function of the structure.
Secondary considerations such as aesthetics, sociology,
law, economics and the environment may also be
taken into account. In addition there are structural and
constructional requirements and limitations, which
may affect the type of structure to be designed.
Design: This phase involves a detailed consideration
of the alternative solutions defined in the planning phase
and results in the determination of the most suitable
proportions, dimensions and details of the structural
elements and connections for constructing each
alternative structural arrangement being considered.
Construction: This phase involves mobilization of
personnel; procurement of materials and equipment,
including their transportation to the site, and actual
on-site erection. During this phase, some redesign
may be required if unforeseen difficulties occur, such
as unavailability of specified materials or foundation
problems.
Philosophy of designing
The structural design of any structure first involves
establishing the loading and other design conditions,
which must be supported by the structure and therefore
must be considered in its design. This is followed by the
analysis and computation of internal gross forces, (i.e.
thrust, shear, bending moments and twisting moments),
as well as stress intensities, strain, deflection and
reactions produced by loads, changes in temperature,
shrinkage, creep and other design conditions. Finally
comes the proportioning and selection of materials for
the members and connections to respond adequately to
the effects produced by the design conditions.
The criteria used to judge whether particular
proportions will result in the desired behavior reflect
accumulated knowledge based on field and model tests,
and practical experience. Intuition and judgment are
also important to this process.
The traditional basis of design called elastic design is
based on allowable stress intensities which are chosen
in accordance with the concept that stress or strain
corresponds to the yield point of the material and should
not be exceeded at the most highly stressed points of
the structure, the selection of failure due to fatigue,
buckling or brittle fracture or by consideration of the
permissible deflection of the structure. The allowable
– stress method has the important disadvantage in that
it does not provide a uniform overload capacity for all
parts and all types of structures.
The newer approach of design is called the strength
design in reinforced concrete literature and plastic design
in steel-design literature. The anticipated service loading
is first multiplied by a suitable load factor, the magnitude
of which depends upon uncertainty of the loading, the
possibility of it changing during the life of the structure
and for a combination of loadings, the likelihood,
frequency, and duration of the particular combination. In
this approach for reinforced-concrete design, theoretical
capacity of a structural element is reduced by a capacityreduction
factor to provide for small adverse variations
in material strengths, workmanship and dimensions.
The structure is then proportioned so that depending
on the governing conditions, the increased load cause
fatigue or buckling or a brittle-facture or just produce
yielding at one internal section or sections or cause
elastic-plastic displacement of the structure or cause the
entire structure to be on the point of collapse.
Design aids
The design of any structure requires many detailed
computations. Some of these are of a routine nature.
An example is the computation of allowable bending
moments for standard sized, species and grades of
dimension timber. The rapid development of the
116 Rural structures in the tropics: design and development
computer in the last decade
115 .บทที่ 7ออกแบบโครงสร้างแนะนำการออกแบบโครงสร้างการตรวจสอบเป็นวิธีการของความมั่นคง , ความแข็งแรงและความแข็งแกร่งของโครงสร้าง พื้นฐานวัตถุประสงค์ในการวิเคราะห์และออกแบบโครงสร้างคือการ ผลิตโครงสร้างสามารถต่อต้านทั้งหมดโดยไม่ต้องใช้โหลดความล้มเหลวในช่วงที่มีชีวิต วัตถุประสงค์หลักของโครงสร้างคือการส่งหรือสนับสนุนโหลด ถ้าโครงสร้างไม่ได้ออกแบบหรือสร้าง หรือถ้าจริงใช้โหลดเกินกำหนดออกแบบอุปกรณ์อาจจะล้มเหลวที่จะแสดงความตั้งใจฟังก์ชัน ที่ร้ายแรงที่สุด เป็น wellengineeredโครงสร้างอย่างมากช่วยลดความเป็นไปได้ความล้มเหลวของราคาแพงกระบวนการออกแบบโครงสร้างโครงการออกแบบโครงสร้างอาจแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน คือ วางแผน ออกแบบ และก่อสร้างการวางแผน ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการพิจารณาของและปัจจัยที่มีผลต่อความต้องการต่าง ๆทั่วไปรูปแบบและขนาดของโครงสร้างและผลลัพธ์ในเลือกหนึ่งหรืออาจจะหลายทางเลือก ประเภทโครงสร้างซึ่งมีโซลูชั่นทั่วไปที่ดีที่สุด ที่พิจารณาหลักการทำงานของโครงสร้างการพิจารณารอง เช่น การศึกษา สังคมวิทยากฎหมายและเศรษฐศาสตร์สิ่งแวดล้อม อาจจะเป็นเข้าบัญชี นอกจากนี้ มีโครงสร้าง และความต้องการ และข้อจำกัดอื่นๆ ซึ่งอาจมีผลต่อชนิดของโครงสร้างถูกออกแบบออกแบบ : ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการพิจารณารายละเอียดของโซลูชั่นทางเลือกที่กำหนดไว้ในขั้นตอนการวางแผนและผลลัพธ์ในการหาค่าเหมาะที่สุดสัดส่วน มิติและรายละเอียดของโครงสร้างองค์ประกอบและความสัมพันธ์ในการสร้างแต่ละการจัดโครงสร้างได้รับการพิจารณาก่อสร้าง : ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการระดมทุนของบุคลากร การจัดหาวัสดุและอุปกรณ์รวมทั้งการขนส่งไปยังเว็บไซต์และจริงโรงแรมลุก ในระหว่างขั้นตอนนี้ บางออกแบบอาจจะต้องใช้ถ้าปัญหาเกิดขึ้นไม่คาดฝันดังกล่าวเป็นพร้อมระบุวัสดุหรือมูลนิธิปัญหาปรัชญาของการออกแบบการออกแบบโครงสร้างของโครงสร้างใด ๆ แรก เกี่ยวข้องกับการสร้างภาระและเงื่อนไขการออกแบบอื่น ๆซึ่งจะต้องได้รับการสนับสนุนโดยโครงสร้าง และดังนั้นจึงที่ต้องพิจารณาในการออกแบบ นี้จะตามด้วยการวิเคราะห์และการคำนวณแรงรวมภายใน ( เช่นแรงผลักดัน , แรงเฉือน , โมเมนต์ดัดและโมเมนต์บิด )รวมทั้งความเครียดและความเข้ม ความเครียดปฏิกิริยาที่ผลิตโดยโหลด , การเปลี่ยนแปลงในอุณหภูมิการหดตัว , การคืบและเงื่อนไขการออกแบบอื่น ๆ ในที่สุดมาถึงวิธีออกแบบและเลือกวัสดุสำหรับสมาชิกและการเชื่อมต่อที่จะตอบสนองอย่างเพียงพอที่จะผลที่ผลิตโดยเงื่อนไขการออกแบบเกณฑ์ที่ใช้ตัดสินว่า โดยเฉพาะสัดส่วนจะส่งผลถึงพฤติกรรมที่ต้องการสะสมความรู้บนพื้นฐานข้อมูลและการทดสอบแบบและประสบการณ์จริง สัญชาตญาณและการตัดสินเป็นยังสำคัญกับกระบวนการนี้พื้นฐานดั้งเดิมของการออกแบบ การออกแบบที่ยืดหยุ่น คือเรียกว่าขึ้นอยู่กับความเข้มของด่างที่ถูกเลือกให้สอดคล้องกับแนวคิดที่ความเครียดหรือความเครียดสอดคล้องกับประเด็นผลผลิตของวัสดุ และควรไม่เกินที่เน้นจุดสูงที่สุดโครงสร้างการล้มเหลวเนื่องจากความเหนื่อยล้าการโก่งเดาะหรือหักหรือเปราะ โดยพิจารณาจากการอนุญาตของโครงสร้าง การอนุญาต- ความเครียด วิธีมีข้อเสียที่สำคัญในมันไม่ได้ให้ใช้เครื่องแบบความจุทั้งหมดส่วนและทุกประเภทของโครงสร้างแนวทางใหม่ของการออกแบบ เรียกว่าแรงการออกแบบคอนกรีตเสริมวรรณกรรมและพลาสติกออกแบบวรรณกรรมในการออกแบบโครงสร้างเหล็ก คาดว่าบริการโหลดเป็นแรกคูณด้วยตัวประกอบโหลด เหมาะสม ขนาดซึ่งขึ้นอยู่กับความไม่แน่นอนของโหลดที่ความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงในช่วงชีวิตของโครงสร้างและการรวมกันของภาระ , โอกาสความถี่และระยะเวลาของการรวมกันที่เฉพาะเจาะจง ในวิธีการนี้สำหรับการออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็กทฤษฎีความจุขององค์ประกอบโครงสร้างลดลง โดย capacityreductionปัจจัยเพื่อให้สำหรับการเปลี่ยนแปลงที่ไม่พึงประสงค์ขนาดเล็กกำลังวัสดุ คุณภาพ และมิติโครงสร้างและสัดส่วน ดังนั้นขึ้นอยู่กับในว่าด้วยเงื่อนไขการโหลดเพิ่มขึ้นเพราะความเมื่อยล้าหรือโก่งงอหรือ facture เปราะ หรือผลิตผลผลิตที่ 1 ภายในส่วนหรือส่วนหรือสาเหตุพลาสติกแบบโครงสร้าง หรือ เพราะทั้งโครงสร้างอยู่ในจุดของการล่มสลายช่วยออกแบบการออกแบบโครงสร้างที่ต้องมีหลายรายละเอียดการคำนวณ . บางส่วนของเหล่านี้เป็นลักษณะของงานประจำตัวอย่างการคำนวณของการอนุญาตช่วงเวลาสำหรับขนาดมาตรฐาน ชนิดและเกรดของขนาดไม้ การพัฒนาอย่างรวดเร็วของ116 ชนบทโครงสร้างในเขตร้อน : การออกแบบและพัฒนาคอมพิวเตอร์ในช่วงทศวรรษ
การแปล กรุณารอสักครู่..
