構造鉄骨設計とは?
スチールは、今日、世界で最も一般的に使用されている建築材料です。その強度対重量比、耐久性、弾力性、柔軟性、環境への優しさ、そして素朴な美的魅力により、発明以来 100 年以上にわたって、鋼は存在するほぼすべての大きな商業構造の不可欠な構造要素として確立されてきました。超高層ビルから橋、自動車から船、パイプラインからロケット ガントリーまで、鋼の耐久性と汎用性により、これらの現代文明の備品が可能になります。
もちろん、鋼の出現により、構造用鋼設計の概念が生まれました。適切に組み立てるためには、鉄骨構造の幾何学的構成、たとえば鉄骨の超高層ビルの建設に関連するさまざまな要素を計算し、改良する必要があります。多くの場合、使用する鉄骨を鋳造する前に行う必要があります。鉄骨構造の着想から建設までの過程で、鉄骨構造エンジニアは、建設プロセスに参加する最初の専門家の 1 人です。
建築設計とは対照的に、構造用鋼の設計の本質は、鋼製の建物、橋、車両、タワーなどの構造的完全性の保証です。構造用鋼の設計には、さまざまな種類の鋼および鋼ベースの合金に関する知識が含まれます。とりわけ、鋼鉄製の梁、柱、ブレース、コネクタ、およびハンガーの応力抵抗および耐荷重係数を示す公式への依存、ならびに幾何学的形状および建設の数学の膨大なコマンド。設計または物理コンポーネントのいずれかに障害が発生した場合、災害は避けられません。審美的な考慮事項は、より直接的には建築家の来歴であり、構造の鋼製骨格の適切な性能には関係ありません。
構造用鋼の設計は、鋼が構造を提供できる剛性のみに集中することから、構造の柔軟性において鋼が提供する利点へと進化し、構造が自然と人間のストレスによりよく抵抗できるようにしました。興味深いことに、構造用鋼の設計におけるこの進化の主な原動力は地震でした。多層鉄骨構造と長い鋼スパンの予備設計は、通常、構造が大地震にどれだけ効果的に耐えられるかを最初に前提としています。風の抵抗は、テロリズムと同様に、高層鋼構造物の設計と建設における主要な要因でもあります.
初期の段階では、構造用鋼の設計は、何時間にもわたる骨の折れる物理計算、製図、そして非常に頻繁に試行錯誤を経て完成されました。鋼自体の品質が向上したように、構造用鋼の設計の力学も向上しました。コンピューター支援設計 (CAD) は、構造用鋼設計の進歩においておそらく最も革新的で効果的なツールであり、構造エンジニアを物理的な計算や手作業での製図に固有の単調でエラーから解放します。 CAD は、はるかに少ないコストで、はるかに迅速かつはるかに正確な設計プロセスを保証します。
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