版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、4.1 INVESTIGATION OF STRUCTURAL BEHAVIORInvestigating how structures behave is an important part of structural design: it provides a basis for ensuring the adequacy and safety of a design, In this section I discuss structural investigation in general. As I do throughout this book. I focus on materia
2、l relevant to structural design tasks. Purpose of Investigation Most strructturees eexisst bbecaausee thhey aree neeedeed. Anyy evvaluuatiion of a sstruuctuure thuus mmustt beeginn wiith an anaalyssis of howw efffecctivvelyy thhe sstruuctuure meeets thee ussagee reequiiremmentts. Desiggnerrs mmustt
3、coonsiiderr thhe ffolllowiing thrree facctorrs: Functtionnaliity. orr thhe ggeneerall phhysiicall reelattionnshiips of thee sttruccturress foorm. deetaiil. durrabiilitty. firre rresiistaancee. ddefoormaatioon rresiistaancee. aand so on. Feasiibillityy. iinclludiing cosst. avaailaabillityy off maater
4、rialls aand prooductts. andd prractticaalitty oof cconsstruuctiion. Safetty. or cappaciity 10 ressistt annticcipaatedd looadss. Meanss An innvesstiggatiion of a ffullly ddefiinedd sttruccturre iinvoolvees tthe folllowwingg: Deterrminne tthe strructturees phyysiccal beiing-matteriialss, fformm, sscal
5、le. oriienttatiion. loocattionn. ssuppportt coondiitioons, annd iinteernaal ccharractter andd deetaiil. Deterrminne tthe demmandds pplacced on thee sttruccturre-tthatt iss. lloadds. Deterrminne tthe strructturees defformmatiion limmitss. Deterrminne tthe strructturees loaad rrespponsse-hhow it hannd
6、lees iinteernaal fforcces andd sttresssess annd ssignnifiicannt ddefoormaatioons. Evaluuatee whhethher thee sttruccturre ccan saffelyy haandlle tthe requiiredd sttruccturral tassks. Invesstiggatiion mayy taake sevveraal fformms. Youu caan Visuaalizze ggrapphiccallly tthe strructturees defformmatiion
7、 undder loaad. Manippulaate matthemmatiicall moodells. Test thee sttruccturre oor aa sccaleed mmodeel, meeasuurinng iits ressponnsess too looadss. When preecisse qquanntittatiive evaaluaatioons aree reequiiredd. uuse matthematticaal mmodeels bassed on relliabble theeoriies or dirrecttly meaasurre pp
8、hyssicaal rrespponsses. Orrdinnariily. maatheematticaal mmodeelinng ppreccedees aany acttuall coonsttrucctioon-eevenn off a tesst mmodeel. Limmit dirrectt meeasurremeenttto eexpeerimmenttal stuudiees oor tto vveriifyiing unttestted theeoriies or dessignn meethoods. Visuaal AAidss In thhis boook, I e
9、emphhasiize graaphiicall viisuaalizzatiion; skketcchess arrc iinvaaluaablee leearnningg annd pprobblemm-soolviing aidds. Thrree typpes of graaphiics aree moost useefull: tthe freee-bbodyy diiagrram. thhe eexagggerrateed pproffilee off a loaad-ddefoormeed sstruuctuure. annd tthe scaaledd piial. A fre
10、ee-bbodyy diiagrram commbinnes a ppictturee off ann issolaatedd phhysiicall cllemeen II wiith reppressenttatiionss off alll eexteernaal fforcces. Thhe iisollateed cclemmentt maay bbe aa whholee sttruccturre oor ssomee paart of it. For eexammplee. FFiguure 4.11a shhowss ann enntirre sstruuctuure-a bb
11、eammandd-eoolummn rrigiid bbentt-annd tthe extternnal forrcess (rreprreseenteed bby aarroows). wwhicch iinclludee grraviity. wiind. annd tthe reaactiive ressisttancce oof tthe suppporrts (caalleed tthe reaactiionss). Notte: Succh aa foorcee syysteem hholdds tthe strructturee inn sttatiic eequiilibbr
12、iuum. Figurre 44.lbb is a ffreee-boody diaagraam oof aa siinglle bbeamm frrom thee beent. Opperaatinng oon tthe beaam aare twoo foorcees: itss owwn wweigght andd thhe iinteeracctioon bbetwweenn thhe bbeamm ennds andd thhe ccoluumnss 100 whhichh thhe bbeamm iss alll aacheed. Theese intteraactiionss a
13、rre nnot vissiblle iin tthe Ireeeboddy ddiaggramm off thhe wwholle bbentt. sso oone purrposse oof tthe diaagraam ffor thee beeam is to illlusttratte tthesse iinteeracctioons. Foor eexammplee. nnotee thhat thee coolummns traansmmit to theeenddsoffthee beeamss hoorizzonttal andd veertiicall foorcees a
14、as wwelll ass rootattionnal benndinng aactiionss. Figurre 44.lcc shhowss ann issolaatedd poortiion oftthe beaam llenggth. illlusstraatinng tthe beaamss innterrnall foorcee acctioons. Opperaatinng oon tthiss frree boddy aarc itss owwn wweigght andd thhe aactiionss off thhe bbeamm seegmeentss onn thhe
15、 ooppoositte ssidees oof tthe sliicinng pplannes. siincee itt iss thhesee acctioons thaat hholdd thhe rremoovedd poortiion in plaace in thee whholee beeam. Figurre 44.ldd. aa tiiny seggmennt. or parrticcle. off thhe bbeamm maaterriall iss issolaatedd, iilluustrratiing thee innterracttionns bbetwween
16、n thhis parrticcle andd thhosee addjaccentt too itt. TThiss deevicce hhelpps ddesiigneers vissuallizee sttresss: in thiis ccasee. ddue to itss loocattionn inn thhe bbeamm. tthe parrticcle is subbjecctedd too a commbinnatiion of sheear andd liineaar ccomppresssioon sstreessees. An exxagggeraatedd prr
17、ofiile of a lloadd-deeforrmedd sttruccturre hhelpps eestaabliish thee quualiitattivee naaturre oof tthe rellatiionsshipps bbetwweenn foorcee acctioons andd shhapee chhangges. Inndeeed. youu caan iinfeer tthe forrm ddefoormaatioon ffromm thhe ttypee off foorcee orr sttresss. andd viice verrsa. FIGURR
18、E 44.1 Frree-boddy ddiaggramms.For eexammplee. FFiguure 4.laa shoows hee exxagggeraatedd deeforrmattionn off thhe bbentt inn Fiigurre 44.1 undder winnd lloaddingg. NNotee hoow yyou cann deeterrminne tthe natturee off beendiing acttionn inn eaach memmberr off thhe fframme ffromm thhis figguree. FFigu
19、ure 4.2bb shhowss thhe nnatuure of defformmatiion of indivviduual parrticcless unnderr vaarioous typpes of strresss. FIGURRE 44.2 SStruuctuurall deeforrmattionnThe sscalled ploot iis aa grraphh off soome matthemmatiicall reelattionnshiip oor rreall daata. Foor eexammplee, tthe graaph in Figguree 4.3
20、 reppressentts tthe forrm oof aa daampeed iibraatioon oof aan eelassticc spprinng. It connsissts of thee pllot of thee diispllaceemennts agaainsst eelappsedd tiime t. andd reepreesennts thee grraphh off thhe eexprresssionn.FIGURRE 44.3 Graaphiicall pllot of a ddampped cycclicc mootioon.Althooughh th
21、he eequaatioon iis ttechhniccallly ssuffficiientt too deescrribee thhe pphennomeenonn, tthe graaph illlusttrattes manny aaspeectss off thhe rrelaatioonshiip. succh aas tthe ratte oof ddecaay oof tthe dissplaacemmentt. tthe inttervval of thee viibraatioon. thee sppeciificc poosittionn att soome speec
22、iffic elaapseed ttimee. aand so on.4.2 MMETHHODSS OFF INNVESSTIGGATIION ANDD DEESIGGN Tradiitioonall sttruccturral dessignn ceenteeredd onn thhe wworkkingg sttresss mmethhod. a metthodd noow rrefeerreed tto aas sstreess dessignn orr alllowwablle sstreess dessignn (AASD). TThiss meethood. whiich rell
23、iess onn thhe cclasssicc thheorriess off ellasttic behhaviior, meeasuuress a dessignns saffetyy aggainnst twoo liimitts: an acccepttablle mmaxiimumm sttresss (callledd alllowwablle wworkkingg sttresss) andd a tollerablle eexteent of defformmatiion (deefleectiion. sttrettch. errc.). TThesse llimiits
24、reffer to a sstruuctuures rrespponsse tto sservvicee looadss-thhat is. thhe lloadds ccaussed by norrmall ussagee coondiitioons. Thhe sstreengtth mme/hhod, meeanwhiile, meeasuuress a dessignns adeequaacy agaainsst iits abssoluute loaad llimiit-tthatt iss. wwhenn thhe sstruuctuure musst ffaill. To coo
25、nviinciinglly eestaabliish strresss. sstraain. annd ffailluree liimitts, tessts werre pperfformmed exttenssiveely in thee fiieldd (oon rreall sttruccturres) annd llaboorattoriies (onn sppeciimenn prrotootyppes. orr moodells). Noote: Reeal-worrld strructturaal ffaillurees aare stuudieed bbothh foor r
26、reseearcch ssakee annd tto eestaablissh lliabbiliity. In esssennce. thhe wworkkingg sttresss mmethhod connsissts of dessignningg a strructturee too woork at somme eestaabliisheed pperccenttagee off itts ttotaal ccapaacityy. TThe strrenggth metthodd coonsiistss off deesiggninng aa sttruccturre ttofaa
27、il. buut aat aa looad conndittionn weell beyyondd whhat it shoouldd exxperriennce. Cllearrly thee sttresss aand strrenggth metthodds aarc diffferrentt. bbut thee diiffeerennce is mosstlyy prroceedurral.The SStreess Metthodd (AASD) The sstreess metthodd iss ass foolloows: Visuaalizze aand quaantiify
28、thee seerviice (woorkiing) looad conndittionns aas iinteelliigenntlyy ass poossiiblee. YYou cann maake adjjusttmennts by dettermminiing staatissticcallly llikeely loaad ccombbinaatioons (i.e , deead loaad ppluss liive loaad ppluss wiind loaad). coonsiiderringg looad durratioon. andd soo onn. Estabbl
29、issh sstanndarrd sstreess. sttabiilitty, andd deeforrmattionn liimitts ffor thee vaarioous strructturaal rrespponsses-in tennsioon. benndinng, sheear, buuckllingg. ddefllecttionn, aand so on. Evaluuatee thhe sstruuctuures rrespponsse. An addvanntagge oof wworkkingg wiith thee sttresss mmethhod is th
30、aat yyou foccus on thee ussagee coondiitioon (reaal oor aantiicippateed). Thhe pprinncippal dissadvvanttagee coomess frrom youur fforcced dettachhmennt ffromm reeal faiilurre ccondditiionss-moost strructturees ddeveelopp muuch diffferrentt foormss off sttresss aand strrainn ass thhey appproaach thee
31、ir faiilurre llimiits. The SStreengtth MMethhod (LRRFD) The sstreengtth mmethhod is as folllowws: Quanttifyy thhe sservvicee looadss. TThenn muultiiplyy thhem by an adjjusttmennt ffacttor( eesseentiiallly aa saafetty ffacttor) too prroduuce theejacclOrred loaad. Visuaalizze tthe varriouus sstruuctuu
32、rall reespoonsees aand quaantiify thee sttruccturress ulltimmatee (mmaxiimumm, ffailluree) rresiistaancee inn appproopriiatee teermss (rresiistaancee too coomprresssionn, bbuckklinng. benndingg. eetc.). Sommetiimess thhis ressisttancce iis ssubjjectt too ann addjusstmeent facctorr, ccallled theeress
33、isttanccefaacroor. Wheen yyou empployy looad andd reesisstannce facctorrs. thee sttrenngthh meethood iis nnow sommetimmes callledd fooad andd reesisstannceffaaoor ddesiign (LRRFD) (ssee Secctioon 55.9). Compaare thee ussablle rresiistaancee offthee sttrucctu re to thee u ltiirnaatc ressisttancce rrequuireed (an invvestt
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年度玻璃隔斷行業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評估與控制合同3篇
- 二零二五版美容美發(fā)產(chǎn)品跨境電商銷售合作協(xié)議4篇
- 玻璃幕墻維修施工方案
- 二零二五版美容院供應(yīng)鏈管理及股權(quán)投資協(xié)議4篇
- 環(huán)氧砂漿施工方案
- 2025年P(guān)DA市場拓展專用采購合同3篇
- 2025年度智能家居公司成立合作協(xié)議書正式版4篇
- 2025年度新型農(nóng)業(yè)貸款合同標(biāo)的特征分析3篇
- 2024版鋁單板采購合同
- 會展搭建施工方案
- 地測防治水技能競賽理論考試題庫(含答案)
- 以諾書-中英對照
- 三角形與全等三角形復(fù)習(xí)教案 人教版
- 《朝天子·詠喇叭-王磐》核心素養(yǎng)目標(biāo)教學(xué)設(shè)計(jì)、教材分析與教學(xué)反思-2023-2024學(xué)年初中語文統(tǒng)編版
- 成長小說智慧樹知到期末考試答案2024年
- 紅色革命故事《王二小的故事》
- 海洋工程用高性能建筑鋼材的研發(fā)
- 英語48個(gè)國際音標(biāo)課件(單詞帶聲、附有聲國際音標(biāo)圖)
- GB/T 6892-2023一般工業(yè)用鋁及鋁合金擠壓型材
- 冷庫安全管理制度
- 2023同等學(xué)力申碩統(tǒng)考英語考試真題
評論
0/150
提交評論