Questions tagged «structural-engineering»

与完整性,设计要求或结构分析有关的问题。

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是永久性的平台,可以悬挂和移动自重或带电负载吗?
如果永久性房间或平台悬吊在较大的结构上(例如,连接到天花板上轨道上的钩子的电缆上),并且设计成恒定但不一定重复运动,则房间/平台放置在较大的结构上是静载荷还是活载荷? 一方面,它是永久性的,永远不会被移除(如恒载),但另一方面,它却会移动(如活载)。我并不是在谈论由...引起的负载。它的运动,仅靠其重量。

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如何在没有混凝土的情况下建造地下结构?
我正在阅读一篇文章,该文章链接到我经常在“印度被遗忘的阶梯井”上访问的另一个站点,该站点基本上是精心制作的井,有台阶可以下水至水位,有时在地表以下10 m左右(也许更多,请看图片) )。其中一些是整个地下寺庙,令人印象深刻。 所以我想知道人们将如何构建这样的东西,或者更确切地说,他们将如何在1000年前实现这一目标。您是否会挖一个很大的深孔,在内部构造一个结构,然后填充侧面(无法想象)?有没有一种方法可以从表面开始,然后自行研究,基本上在现有层下进行构建? 同样,一个人如何做得好?挖一个深洞,希望它不会塌陷在您的顶部,一旦在干旱季节触底,就从砖头开始?还是有办法在那工作呢?如今,它有所作为了吗?我的意思是,现代材料现在有新方法可以让您做1000,500或100年前无法做到的事情吗?

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如何计算钢筋混凝土结构的设计寿命?
大型结构项目的规范通常要求结构具有特定的设计寿命。可以是50年,100年等。 适应钢的设计寿命可以很简单,只需增加额外的厚度以考虑该时间段内的预期腐蚀。该计算还将考虑基于涂层或钢类型的任何变化。 历史表明,未加固的混凝土结构可以使用数百年。罗马人有一些这样的例子,例如万神殿。 钢筋混凝土的问题在于,钢筋最终会腐蚀,膨胀,并导致混凝土开裂。使用的聚合也可能存在问题。 设计者如何计算并通过合同保证钢筋混凝土结构的使用寿命?

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输油管道的最大长度是多少?
这是受到有关Keystone Pipeline的讨论和争议的启发。 Keystone Pipeline系统的主要部分长约3,400公里,横跨美国大部分地区。Keystone XL扩展名将为其添加另一个较长的部分。总而言之,所有段的长度为。。。哦,我想象中很大(尽管我承认所有的油都不会流过所有部分)。 输油管道能达到多长时间的实际极限是多少? 为了缩小范围,我想着重介绍两个子问题: 管道的结构完整性受到威胁的时间越长吗? 在较长的时间间隔内,是否有可能对石油产生不利影响?

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如何浇筑桥面封盖?
问题: 相对于大梁中心线应在哪里放置封堵物,封堵物的宽度应如何详细/设计? 现在,有一点背景: 当设计的钢梁桥采用静载荷挠度超过2英寸的分阶段施工时,我所在的州(美国内布拉斯加州)需要封闭浇筑。未提供有关如何定位或设计封闭浇筑的指导。作为参考,我正在处理100英尺跨度和44英寸深的大梁。 我已经进行了中等程度的谷歌搜索,并发现了各种各样的建议。将浇筑的边缘与梁的中心线对齐。不要将浇筑的边缘与大梁的中心线对齐。最小宽度2'。最小宽度3'。内华达州交通运输部(p。16-10)提出了一个有趣的建议: 可以通过考虑将封闭浇注物定为固定梁并通过将混凝土中的应力限制为开裂应力来估算所需的宽度。 听起来很有希望,尽管我还没有完全了解执行的细节。 当我开始考虑定相和封闭浇注将如何影响大梁的挠度时,我的头切真正开始受到伤害。假设我的大梁在完成状态下的支流甲板宽度为96英寸。但是在分阶段施工过程中,只会倾倒该甲板的左2/3。人们是否对所有中间条件和其他条件进行了一系列分析?渐进的挠度/应力?

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装有混凝土的PE管会成为好支柱吗?
这个想法一直在我脑海中浮现,我不了解足够的结构/土木工程,从技术的角度来看它是否好。 取一块聚乙烯(PE)管道,在其中填充混凝土,使混凝土粘结。我的理解是,在受压下,混凝土(或其他)支柱会“想”在与受压方向成45°的平面上剪切开(假设我们不弯曲支柱)。这是向外运动。由于PE的拉力非常好,因此剪切力可能会被周围的管道所抑制。我说PE的其他材料可能也一样,因为它非常耐腐蚀。 我知道每个人都在建造带有钢筋的混凝土支柱,但我并不认为自己的想法更好。我对理解为什么每个人都像构建每个人一样构建支柱不感兴趣,我想了解我的想法的缺陷和局限性。一些想法: 我认为将压力视为管道中的压力很有用,因为我们可以轻松获得这些数据-如果使用PN10,则可能需要10 bar等,并且我们无需考虑管道的厚度,屈服强度。但是压缩力将如何转化为管道上的压力?混凝土不是液体,因此压力将小于压缩载荷/管道面积。多少?我认为了解这一点将告诉我们,我们的支柱将承载多少。 另一个可能的问题是PE相当平滑。在我看来,管道无法通过摩擦来承受力,而这在混凝土最容易变形的地方转化为点载荷。

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不锈钢在海水中的耐腐蚀性
不锈钢有多种品质。 AISI 303(1.4305)(不锈钢A1)约为304,但由于硫而更易于加工。 AISI 304(1.4301)(不锈钢A2)包含18%的铬和8%的镍。 AISI 316(EN 1.4401)(不锈钢A4)为16%铬,10%镍和2%钼。 AISI 316L是低碳型号,可增强可焊接性。 对于海水316,通常建议质量。我想了解: 钼通过什么工艺使金属更耐海水腐蚀? 在这些等级的不锈钢以及普通结构钢(S235,S275或S355)之间,材料损失率如何比较?

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建造拖车的钢材选择
我正在考虑建造另一个拖车。过去,我已经制造了许多小型拖车,但是这次我想为自己制造一个重7,500磅的小型串联鹅颈管。 我是一名合格的焊工,拥有物理学学士学位,并且是软件开发人员。我知道如何使用,但是我想在材料选择方面提供一些建议。 圆管 角钢 工字梁 矩形管 我目前倾向于将矩形管作为最好的支持,但似乎找不到任何可以证实这一点的在线方法。 在确定适合拖车的最佳材料之后,我在哪里可以找到好的图表来告诉我应该使用什么尺寸和厚度?显然,我可能会矫kill过正,但我​​想更智能地构建它,而不是给它扔太多的铁。 有人有任何输入吗?是否有更好的小组可以发布此信息?我一直在寻找工业工程方面的东西,但这就是全部。 编辑: 我试图保持一个通用的问题,有人可以告诉我,例如“这是我们使用的公式,这是如何使用它……”看来我不会明白。 我最重的负载是一台拖拉机,其前端装有装载机,背面配有割灌机,总重量为5500至6500磅。具有两(2)个3500磅车桥的串联车轴拖车可以承受此载荷。我从西南车轮的扭力轴中选择了带制动器的轴(前轴将带制动器,但后轴则没有)。 拖车的长度将为18英尺,并具有鹅颈状的配置(与保险杠拖车相比,它可以更好地分散重量并拉得更顺畅)。为了进行计算,我将使用7500磅的容量。 我正在使用规格表HERE来查看方管的结构数据(尝试不做广告其他网站,但这是我看到的数据)。第21页显示了各种尺寸和厚度的数据值。 有一行叫做弯曲因子。对于18英尺的拖车(18 x 12 = 216英寸),3/8英寸厚的4x2方形管显示的弯曲系数为(x = 1.03,y = 1.55)。 昨天我使用了Rogue Fabrication的计算器,在其中输入了以下值:管形状=方形管,外径= 4英寸,壁厚= 0.1875英寸,材料=“密封缝管”,载荷= 3800磅,管长度= 216英寸,危险因子= 1,我得到的材料强度是装载条件的1.22倍。 接下来,我尝试了EasyCalculation的“梁挠度计算器”,其值是Length = 216,Width = 2,Height = 4,Wall Thickness = 0.1875,Force = 3750。它显示了2种长度的矩形管大约100英寸的挠度。如果我使用4种长度,则每个梁的力降低到7500/4 = 1875,挠度降低到50英寸。这些偏转值似乎很高。这比大多数拖车的铁多。 我现在使用的旧式串联轴拖车只有两(2)个长度为4英寸的角铁(1/4厚)。它可以弯曲几英寸,但不能弯曲50英寸。我肯定错过了什么。 我如何计算20英尺长的材料的弯曲量? 如果方管不是最好的,那很好,只要您让我知道什么会更好,以及在发表评论时如何选择该配置即可。

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惯性极矩有什么区别,
这个问题从根本上来说是如此基础,以至于我几乎不敢问这个问题,但是那天又出现了这个问题,办公室里几乎没人能给我一个很好的答案。我正在使用等式计算构件的切应力,TrJTTrJT\frac{Tr}{J_T} 并注意到,对于具有圆形横截面的轴, JT=IPJT=IPJ_T = I_P。 都 一世P一世PI_P 和 ĴŤĴŤJ_T 用于描述物体的抗扭转能力。 一世P一世PI_P 被定义为 ∫一个ρ2d一个∫一个ρ2d一个 \int_{A} \rho^2 dA 哪里 ρρ\rho =到轴的径向距离 一世P一世PI_P正在计算中。但ĴŤĴŤJ_T 没有精确的解析方程,并且很大程度上由近似方程计算得出,而我没有看过任何参考。 所以我的问题是,惯性的极矩之间有什么区别 一世P一世P I_P ,以及扭转常数, ĴŤĴŤ J_T ?不仅在数学上,而且在实践上。每个代表什么物理或几何性质?为什么是ĴŤĴŤJ_T 很难计算?

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在设计结构元件时,为什么不使用主要的最大应力?
考虑一个混凝土柱受顶部加载压缩,并承受一些剪切应力。 如果在柱中采用具有这些应力的平面2d元素并将其旋转到该点,则给出最大法向应力,然后旋转它以给出最大剪切应力,这两个值应该高于我们原始计算应力。 为什么我们不将这些值与混凝土的压缩和剪切强度进行比较呢? 如果我的问题太简单,我很抱歉,我还是土木工程新生。

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是否可以实时测量桥梁的结构完整性以确保安全?
作为这个问题的后续,我想知道是否可以实时提供结构完整性监测信息,并且在足够的程度上可以从信息中切实地做出安全决策。 为了解决问题,在美国和世界其他地区,联邦,州和地方政府定期收到有关基础设施的结构完整性报告,包括桥梁。这些报告是按计划进行的评估结果,评估之间可能需要数月或数年。 桥梁是联邦,州和地方政府经济的重要组成部分,因为它们提供关键基础设施。保护金门大桥等历史地标也很重要。 金门大桥,在美国的标志性桥梁 信息不足的后果可能非常严重。例如,2007年8月,I-35W密西西比河大桥倒塌,导致许多人丧生。 I-35W倒塌后 题: 是否存在能够提供实时状态的技术,以便它们能够帮助联邦,州和地方政府预防即将发生的桥梁故障?例如,有没有什么可以预测I-35崩溃并通知公众以避免生命损失?看起来这种监控桥梁结构完整性的无线传感器可行,但我不确定该域名是否超出了我的经验。

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可以安全地从故意损坏螺纹的螺栓上卸下螺母吗?
在旧的桥梁计划中,我偶尔会看到“安装后毛刺螺纹”的注释。这样做是为了防止螺栓连接的螺母完全松脱并从螺栓上掉落。 可以从Bridge Engineering第2卷的Google图书摘录中看到这种做法的示例: 地梁式衣架上的螺母容易松动。通常,我们可以通过在螺纹足够长的地方穿上防松螺母来进行补救。如果没有,我们在调整后对螺纹进行毛刺处理。 那本书是1916年写的,但是我在最近的过渡计划中已经看到了。有时,该注释遵循“故意损坏线程...”的思路。 根据AISC的响应,破坏线程的做法仍然是一种选择。 对于普通的螺栓连接而言,这并不是什么大问题,在这种情况下,可以将螺栓切割(或以其他方式销毁)并用新的螺栓替换。对于其中地脚螺栓的一端嵌入混凝土中的地脚螺栓连接而言,这是一个问题。这些螺栓不易更换。 损坏螺栓螺纹的目的是防止螺母松动。期望似乎是,以足够的扭矩,螺母将在卸下螺栓时有效地重新敲击螺栓。 将螺母从螺栓上松开而不破坏螺栓是否可行? 是否有信心在完成此过程后重新使用地脚螺栓?

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横向扭转屈曲的无支撑长度与屈服强度
AISC 360-10《钢结构建筑规范》提供了计算压缩凸缘的最大无支撑长度的规定,该长度将屈服力矩与横向扭转屈曲(LTB)分开。此公式为(AISC 360-10,公式F2-5): 大号p= 1.76[RÿËFÿ---√Lp=1.76ryEFy L_p = 1.76r_y\sqrt{\frac{E}{F_y}} 哪里 大号p=Lp=L_p =分隔完全屈服力矩和LTB的极限长度绕轴的回转半径杨氏模量材料的屈服强度 [Rÿ=ry=r_y =yyy E=E=E = Fy=Fy=F_y = 假设使用的是普通结构钢,则该材料的杨氏模量假定为相同,而与钢种无关。 该方程式的计算结果是,屈服强度较低的钢实际上可以比屈服强度较高的钢以较小的间隔支撑。换句话说,在相同的光束尺寸下,具有较高屈服强度的材料首先会弯曲。 我还发现这适用于使用ASME 锅炉和压力容器规范进行设计,特别是用于支撑的Ⅲ部分,NF分节。考虑到温度对屈服强度和杨氏模量的影响,高温下的构件可能会比室温下的构件弯曲得更长。 这对我来说似乎违反直觉。在相同的给定长度下,为什么较弱的材料会表现出更少的LTB作用?

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端部光束的公差
我需要在横梁的两端制造一些横梁。它们将被放置在现有钢桁架的顶部,并用于替换尺寸过小的pur条来支撑现有的after子(因此需要相应的应对措施)。 我的结构工程师指定了4“长的顶盖。两端都有顶盖。钢桁架上的凸缘边缘之间的距离为186”。 问题是实用性。如果我让制造商将横梁的精确长度精确地设置为186“,那么我感觉很难将横梁固定到位。因此,我希望有一点容忍度,给我腾出空间将横梁滑到上方一个桁架,然后将其旋转到另一个之上。 在不降低设计完整性的前提下,我应该允许多大的容差使我自己轻松地安装在横梁上?在下面的CAD图中,我只是随意选择表明,对位的端到端的结束距离应该给我在光束两端的1/4“游隙。 我不想对此想太多,但是这些吸盘很重,安装它们将很有趣,而不必解决公差问题。 在这种情况下有容忍度的规则吗?您将使用什么公差?

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桥梁上的垂直波作用
目前,巴西里约热内卢(Rio de Janeiro)感到震惊,因为昨天沿海岸的一座全新的自行车桥(于1月启用)的跨度在遭受海浪袭击时倒塌了,杀死了当时在路上的人。 一些视频浮出水面: 这一瞬间是它坍塌的瞬间,但是相机后面的那个人直到一会儿才注意到发生了什么,因此您无法清楚地看到波浪对结构的影响,但是您可以看到波浪如何影响结构重定向并几乎垂直撞击该结构。 这是从崩溃后开始的,但清楚地显示了后果。在2:15处,您可以看到另一个波浪在岩石上奔波的例子,它的喷射比道路高。在2:30,您可以看到圆柱(包括其顶部,支撑梁的位置处于理想状态,似乎没有任何损坏)。 本文显示了发生了什么的视频录像:海浪将光束从柱子上抬起,引起刚体绕其自身轴旋转。这与柱顶的薄荷状态一起暗示该项目可能未采用能抵抗拉力的梁柱连接,因此会阻碍梁的“提离”。 现在,我的实际问题是:如何计算一种结构来抵抗这种载荷?我进行了一些搜索,发现了一些有关桥梁上波浪作用的文章([A] [B] [C] [D]),但他们都考虑了更常见的情况:波浪在水平方向撞击侧面一座桥。现在,在波浪被垂直推入(并可能加速)的情况下,如何将其转换为这种情况? 有没有考虑这种情况的法规?而且,更一般而言,是否有任何代码甚至可以定义标准波动?国际代码很好。(对于该部分,我有点依赖Rick Teachey在“推荐/发现的东西”中继文章上的立场)。

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