구조 강철 요소를 설계 할 때 엔지니어는 다음 요소를 고려해야합니다 정수기.
힘 구조 강철 설계에서 항상 가장 중요합니다. 구조는 고장없이 최대 예상 하중을 견딜 수 있어야합니다. 여기에는 강철 보강재가 굽힘, 전단 및 축력에 저항하기에 충분한 단면적 및 재료 특성을 갖도록하는 것이 포함됩니다. 예를 들어, 무거운 하중을 운반하는 빔에는 과도한 처짐이나 수율없이 굽힘 모멘트에 저항 할 수있는 단면이 있어야합니다. 마찬가지로, 큰 무게를지지하는 컬럼에는 좌굴없이 축 압축을 견딜 수있는 단면이 있어야합니다. 이 과정을 통해 건설은 앞으로 몇 년 동안 방해받지 않습니다.
안정 고려해야 할 또 다른 중요한 요소입니다. 구조는 다양한 하중 조건에서 의도 된 모양과 구성을 유지해야합니다. 이를 위해서는 좌굴, 비틀림 및 측면 안정성과 같은 요인을 신중하게 고려해야합니다. 좌굴은 압축 하중에서 날씬한 강화가 불안정 해져 갑자기 측면 편향이 발생할 때 발생합니다. 비틀림 불안정성은 복잡한 형상 또는 고르지 않은 하중 분포를 가진 구조에서 발생할 수 있습니다. 측면 안정성은 폭풍이나 전복 중에 과도한 흔들림을 방지하기 위해 높은 구조물에 중요합니다.
편향 하중 하의 구조에서 발생하는 변형의 양을 나타냅니다. 구조의 기능과 미적 매력을 보장하기 위해 과도한 처짐을 방지해야합니다. 예를 들어, 너무 많이 변하는 바닥 빔은 탑승자에게 불편 함을 유발할 수 있습니다. 편향은 부하의 크기 및 분포뿐만 아니라 회원의 재료 특성, 단면적 및 길이에 의해 영향을받습니다.
피로 반복적이거나 순환 적재를받는 구조에서 발생할 수있는 현상이다. 시간이 지남에 따라 반복적 인 응력 사이클은 균열과 궁극적으로 실패를 초래할 수 있습니다. 피로는 동적 하중에 노출 된 다리 및 해외 플랫폼과 같은 구조에서 특히 중요합니다. 피로 실패를 방지하기 위해 엔지니어는 응력 범위와 하중주기 수를 평가하여 적절한 안전 요인 및 설계 세부 사항을 결정해야합니다.
내화성 건물 및 산업 시설과 같은 특정 응용 분야에서 중요한 고려 사항입니다. 구조적 무결성을 유지하고 붕괴를 방지하기 위해 구조물을 화재로부터 보호해야 할 수도 있습니다. 이것은 화재로 핑 코팅 또는 내화성 클래딩을 사용하여 달성 할 수 있습니다. 방화 코팅은 강철 부재에게 적용되어 열과 불꽃을 방지하는 보호 층을 제공 할 수 있습니다. 내화성 클래딩은 구조물을 둘러싸고 화재가 퍼지는 것을 방지하는 데 사용될 수 있습니다.
부식 보호 구조 강철 설계의 또 다른 중요한 측면입니다. 강철이 수분, 산소 및 기타 부식제에 노출 될 때 부식이 발생할 수 있습니다. 확인되지 않은 상태로두면 부식이 강철을 약화시키고 구조적 무결성을 손상시킬 수 있습니다. 부식을 방지하거나 최소화하기 위해 엔지니어는 부식성 강철 등급을 사용하거나 보호 코팅을 적용하거나 음극 보호 기술을 사용할 수 있습니다. 스테인레스 스틸과 같은 부식 방지 강철 등급에는 합금 요소가 포함되어있어 부식에 더욱 저항력이 있습니다. 페인트 또는 에폭시 코팅과 같은 보호 코팅은 강철 표면에 적용되어 부식제에 대한 장벽을 형성 할 수 있습니다. 음극 보호에는 강철 구조를 희생 양극에 연결하는 것이 포함되며, 이는 스틸을 보호하여 우선적으로 부식됩니다.
이러한 기본 원칙 외에도 엔지니어는 다음 요소를 고려해야합니다.
로드 고려 사항 : 정확한 하중 추정은 구조용 강철 부품의 설계에 중요합니다. 하중은 두 가지 주요 범주로 분류 될 수 있습니다 : 데드 하중 (구조 및 영구 비품의 자체 가중치)과 라이브 하중 (점유 하중, 바람 하중, 눈 부하 및 지진 하중과 같은 시간이 지남에 따라 변할 수있는 가변 하중). 하중의 크기 및 분포는 구조의 특정 적용 및 위치에 따라 다릅니다. 로드 조합은 다른 하중 유형의 동시 발생을 설명하는 것으로 간주됩니다.
분석 방법 : 구조 강철 설계에는 적용된 하중에 대한 구조의 응답 분석이 포함됩니다. 일반적인 분석 방법에는 탄성 분석 (선형 재료 거동을 가정), 플라스틱 분석 (비선형 동작 고려) 및 유한 요소 분석 (복잡한 형상 및 하중 조건에 대한 수치 방법)이 포함됩니다.
디자인 코드 및 표준 : 구조 강철 구조의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해서는 설계 코드 및 표준을 준수하는 것이 필수적입니다. 이 코드는 재료 속성,로드 조합, 분석 방법 및 설계 기준에 대한 지침을 제공합니다. 일반적으로 사용되는 일부 코드에는 미국 철강 건설 연구소 (AISC) 철강 건설 매뉴얼, BSI (British Standards Institution) BS 5950 및 Eurocode 3 : 철강 구조 설계가 포함됩니다.
의 디자인 포트 링컨에 사용되는 구조 강철 부품 의도 된 용도에 따라 다릅니다. 예를 들어, 건물 구조의 설계는 점유 하중, 풍하 및 지진 하중과 같은 요소를 설명해야합니다. 교량의 경우 디자인에는 교통 하중, 풍하 및 수압과 관련된 고려 사항이 포함됩니다. 창고 및 공장과 같은 산업 구조물의 경우 중장비 부하 및 환경 적 요인이 적용될 수 있습니다. 해외 플랫폼은 가혹한 해양 환경과 동적 하중을 견딜 수 있도록 특별한 설계 고려 사항이 필요합니다.
