Strukturen: Typen, Elemente und Materialien

Probleme, die Strukturen lösen

• Lagerung von Materialien in Behältern: Pappe.
• Abdecken von Bereichen: Kuppel.
• Verhindern von geografischen Erhebungen: Leere Räume schaffen.
• Tunnel erstellen.
• Schwimmbäder: Leere Flächen schaffen, um Schwimmbäder zu ermöglichen.
• Erreichen von Höhen: Türme.
• Halten einer Reihe von Produkten in der Höhe: Regale.

Dauerhafte Strukturen

• Linear: Die Festigkeit verläuft in einer einzigen Richtung.
• Flächig: Die Festigkeit verteilt sich über die gesamte Oberfläche der Struktur.
• Räumlich: Die Festigkeit verteilt sich in drei Dimensionen.
• Verformung:
  • Starr: Wenig Verformung.
  • Flexibel: Viel Verformung.

Belastungen, die Strukturelemente aushalten

• Zug: Verlängert das Bauteil.
• Druck: Bringt die Partikel des Materials näher zusammen und verkürzt das Bauteil.
• Biegung: Zwei Kräfte in entgegengesetzter Richtung, wobei die eine zieht und die andere drückt.
• Torsion: Verdrehung des Bauteils um seine Mittelachse durch Krafteinwirkung.

Elemente zur Abstützung

• Träger: Halten zwei Punkte innerhalb der Strukturen zusammen.
• Säulen: Zylindrische Elemente, die vertikal angeordnet sind.
• Pfeiler: Säulen mit großen Sockeln.
• Konsolen: Halterungen.

Verbindungen zwischen den Elementen einer Struktur

• Gestützt: Die Elemente können sich bewegen.
• Gelenkig: Diese Art der Verbindung ermöglicht die Drehung eines Elements in Bezug auf ein anderes.
• Fest: Verhindert, dass sich die Elemente bewegen.

Profile

Bauwerke werden verwendet, um verschiedene Formen von Stahlprofilen herzustellen: rund, quadratisch, sechseckig, Vierkantrohr, Rundrohr, U-Form, breite Traufbalken, Winkelprofil, T-Profil, Doppel-T-Profil.

Brücken

Materialien

• Holz: Schnell und billig.
• Stein: Stark, dauerhaft, teuer.
• Stahl: Teuer, sehr widerstandsfähig.
• Stahlbeton: Schnelle Verarbeitung, widerstandsfähig, teuer.

Typen

• Balkenbrücken: Horizontale Elemente, die an einem Ende oder an Säulen abgestützt sind.
• Bogenbrücken: Nach oben gebogen, um das Gewicht besser zu tragen.
• Hängebrücken: Die Fahrbahn hängt an großen, von Masten ausgehenden Tragseilen, die durch Gurte verbunden sind.