土木工程英语论文.docx

土木工程英语论文.docx

《土木工程英语论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程英语论文.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

土木工程英语论文

Structure of Bulidings

A building is closely bound up with people, for it provides people

with the necessary space to work and live in. As classified by their use,

buildings are mainly of two types:

 industrial buildings and civil buildings.

Industrial buildings are used by various factories or industrial production

while civil buildings are those that are used by people for dwelling,

employment, education and other social activities.

The construction of industrial buildings is the same as that of civil

buildings. However, industrial and civil buildings differ in the material

used, and in the structure forms or systems they are used.

Considering only the engineering essentials, the structure of a

building can be difined as the assemblage of those parts which exist for

the purpose of maintaining shape and stability. Is primy purpose is to

resist any loads applied to the building and to transmit those to the ground.

In terms of architecture, the structue of a building is and dose much

more than that. It is an inseparable part of the building form to varying

degrees is a generator of that form. Used skillfully, the building structure

can establish or reinforce orders and rhythms among the architecture

volumes and planes. It can be visually dominant or recessive. It can

develop harmonies or conflicts. It can be both confining and emincipating.

And, unfortunately in some cases, it cannot be ingored. It is physical.

The structure must also be engineered to maintain the architecture

form. The principles and tools of physics teand mathematics provide the

basis for differentiating between rational and inrational forms in terms of

construction. Artists can sometimes generate shapes that obviate any

consideration of science, but architects cannot.

There are at least three items that must be present in the structure of

a building:

 stabily, strength and stiffness, economy.

Taking the first of the three requiements, it is obvious that stability

is needed to maintain shape. An unstable building structure implies

unbalanced forces or a lack of equilibrium and a consequent acceleration

of the structure or its pieces.

The requirement of strength means that the materials selected to

resist the stresses generated by the loads and shapes of the structure（s）

must be adequate. Indeed, a “factor of safety” is usually provided so that

under the anticipated loads, a given material is not stressed to a level even

close to its rupture point. The material property called stiffness is

considered with the requirement of strength. Stiffness is different form

strength in that it directly involves how much a structure strains or

deflects under load. A material that is very strong but lacking in stiffness

will deform too much to be of value in resisting the forces applied.

Economy of a building structure refers to more than just the cost of

the material used. Construction economy is a complicated subject

invovling raw materials, fabrication, erection, and maintenance. Design

and construction labor costs and the costs of energy consumption

money（interest） are consumption must be consiedered. Speed of

construction and the cost of money（interest） are also factors. In most

design situations, more than one structural material requires consideration.

Completive alternatives almost always exist, and the choice is seldom

obvious.

Apart form these three primary requirements, several other factors

are worthy of emphasis. First, the structure or suctructural system must

relate to the building’s function. It should not be in conflict in terms of

form. For example, a linear function demands a linear structure, and

therefore it would be improper to roof a bowling alley with a dome.

Similarly, a theater must have large, unobstructed spans but a fine

restaurant probably should not. Stated simply, the structure must be

appropriate to the function it is to shelter.

Second, the structure must be fire-resistant. It is obvious that the

structural system must be able to maintain its integrity at least until the

occupuants are safely out. Building codes specify the number of hours for

which certain parts of a building must resist the heat without collapse.

The structural materials used for those elements must be inherently fire-

resistant or be adequently protected by fireproofing materials. The degree

of fire resistance to be provided will depend upon a number of items,

including the use and occupancy load of the space, its dimensions, and

the location of the building.

Third, the structure should integrate well with the building’s

circulation systems. It should not be in conflict with the piping systems

for water and waste, the ducting systems for air, or （most important） the

movement of people. It is obvious that the various building systems must

be coordinated as the design progresses. One can design in a sequential

step-by-step manner within any one system, but the design of all of them

should move in a parallel manner toward completion. Spatially, all the

various parts of a building are interdependent.

Fourth, the structure must be psychologically safe as well as

physically safe. A highrise frame that sways considerably in the wind

might not actually be dangerous but may make the building uninhabitable

just the same. Ligheweight floor systems that are too “bouncy” can make

the users very uncomfortable. Large glass windows, uninterrupted by

dividing motions, can bu quite safe but will appear very insecure to the

occupant standing next to on 40 floors above the street.

Sometimes the architect must make deliberate attempts to increase

the apparent strength or solidness of the structure. This apparent safety

may be more important than honestly expressing the building’s structure,

because the untrained viewer cannot distinguish between real and

perceived safety.

The building designer needs to understand the behavior of physical

structures under load. An ability to intuit or “feel” structural behavior is

possessed by those having much experience involving structural analysis,

both qualitative and quantitative. The consequent knowledge of how

forces, stresses, and deformations build up in different materials and

shapes is vital to development of this “sense”.

Structural analysis is the process of determining the forces and

deformations in structures due to specified loads so that the structure can

be designed rationally, and so that the state of safety of existing structures

can be checked.

In the design of structures, it is necessary to start with a concept

leading to a configuration which can then be analyzed. This is done to

members can be sized and the needed reinforcing determined, in order to:

a） carry the design loads without distress or excessive deformations （

serviceability or working condition）; and b） to preventcollapse before a

specified overload has been placed on the structure （safety or ultimate

condition）.

Since normally elastic conditions will prevail under working loads,

a structural theory based on the assumptions of elastic behavior is

appropriate for determining serviceability conditions. Collapse of a

structure will usually occur only long after the elastic range of the

materials has been exceeded at circal points, so that an ultimate strength

theory based on the inelastic behavior of the material is necessary for a

rational determination of the safety of a structure against collapse.

Neverthelese, an elastic theory can be used to determine a safe

approximation to the strength of ductile structures （the lower bound

approach of plasticity）, and this approach is customarily followed in

reinforced concrete practice. For this reasion only the elastic theory of

gtructure is pursued in this chapter.

Looked at critically, all structures are assemblies of three-

dimensional elements, the exact analysis of which is a forbdding task

even under ideal conditions and impossible to contemplate under

conditions of professional practice. For this reason, an important part of

the analyst’s work is the simplification of the actual structure and loading

conditions to a model which is susceptible to rational analysis.

Thus, a structural framing system is decomposed into a slab and

floor beams which in turn frame into girders carried by colums which

transmit the loads to the foundations. Since traditional structural analysis

has been unable to cope with the action of the slab, this has often been

idealized into a system of strips acting as beams. A lso, long-hand

methods have been unable to cope with three-dimensional framing

systems, so that the entire structure has been modeled by a system of

planner subassemblies, to be analyzed one at a time. The modern matrix-

computer methods have revolutionized structural analysis by making it

possible to analyze entrie systems, thus leading to more reliable

predictions about the behavior of structures under loads.

Actual loading conditions are also both difficult to determine and to

express realistically, and must be simplified for purposes of analysis.

Thus, traffic loads on a bridge structure, which are essentially both of

dynamic and random nature, are usually idealized into statically moving

standard trucks, or distributed loads, intended to simulate the most severe

loading conditions occurring in practice.

Similary, continuous beams are sometimes reduced to simple

beams, rigid joints to pin-joints, fillers-walls are neglected, shear walls

considered as beams; in deciding how to model a structure so as to make

it reasonably realistic but at the same time reasonably simple, the analyst

must remember that each such idealization will make the soulation more

suspect. The more realistic the analysis, the greater will be the confidence

which it inspires, and the smaller may be the safety factor （ or factor of

ignorance ）. Thus, unless code provisions control, the engineer m