Как геометрия используется в структурной инженерии

Автор: Monica Porter
Дата создания: 15 Март 2021
Дата обновления: 23 Ноябрь 2024
Anonim
Кинематический анализ и структурный анализ конструкций. Опоры. Связи.  Мгновенная изменяемость.
Видео: Кинематический анализ и структурный анализ конструкций. Опоры. Связи. Мгновенная изменяемость.

Содержание

Структурная инженерия изучает проектирование и анализ конструкции, которая выдерживает нагрузки, в том числе здания, машины и транспортные средства. Большая часть работы инженера сосредоточена на обеспечении безопасности, когда люди используют конструкцию; обычно это достигается за счет того, что рама становится достаточно жесткой для нагрузок, превышающих ожидаемые. Геометрия, раздел математики, который изучает формы, меры и относительное положение, является жизненно важным инструментом для инженеров.


Строительство небоскреба было бы невозможно без геометрии (Thinkstock / Comstock / Getty Images)

материалы

Геометрия помогает инженерам определить количество материалов, необходимых для данной конструкции. Например, если используются стальные балки "I", возникает важный вопрос: сколько нужно стали? Сколько это будет стоить? Какой будет вес? Чтобы ответить на два последних вопроса, инженер должен рассчитать объем балки, используя геометрию.

Площадь поверхности

Иногда, а не объем материала, инженер должен знать площадь поверхности, например, установка стеклянных панелей различными способами. Поэтому он должен использовать формулы для двумерных фигур, таких как трапеции и ромбоиды.

углы

Инженеры должны рассчитать углы, используя геометрию, чтобы убедиться, что здание безопасно, и принять соответствующие меры. Например, наклонная рампа доступа должна иметь угол подъема не более 10 градусов; инженер будет манипулировать высотой и длиной ската до тех пор, пока с помощью тригонометрии (подраздела геометрии) рампа не получит соответствующий угол.


масштаб

Чтобы показать проект коллегам, руководителям и, в конечном итоге, строителям, которые будут его выполнять, инженер должен использовать масштабные проекты. Они уменьшают размер структуры, так что можно визуализировать проект, сохраняя формы в одинаковой пропорции относительно друг друга. Идея масштаба и подобных форм (то есть формы имеют одинаковый угол, но разные размеры) происходят из геометрии.