建筑物通常使用鋼梁來支撐墻和屋頂。鋼梁可以承受比同等尺寸的木梁更重的荷載,使鋼成為建筑設計中越來越流行的選擇。一根特定的梁所能承受的重量稱為梁荷載。當任何梁,無論是木材還是鋼,承受的重量超過其承受能力時,就會發生破壞。這種破壞被稱為梁屈曲。謝天謝地,結構工程可以用來確定承重梁的極限,并設計一個防止任何故障的方案。工程師使用一個數學公式或梁方程來確定任何給定梁能承受多少重量。基本上,這個方程有助于確定一根梁能承受多少重量以及它能彎曲或彎曲多遠在梁發生屈曲之前。當梁承受荷載時,允許的變形量是有限的。超過允許的變形量將導致梁屈曲或破壞。雖然木梁會簡單地斷裂,但鋼梁的變形量超過了可以彎曲成形狀的點,也稱為梁屈曲。當梁發生屈曲時,它們失去了所有的結構完整性,可能導致結構倒塌。例如,鋼制屋頂被設計來承受一定的重量。當嚴重的暴風雪施加的重量超過設計所能承受的重量時,梁就會發生屈曲在荷載作用下發生彎曲的梁在荷載消除后可以恢復正常形狀,但發生屈曲的梁不會恢復正常形狀。鋼梁結構的設計通常具有較小的安全裕度,以降低破壞的風險。例如,一個鋼屋蓋有多個梁支撐它,如果一個梁發生故障,則需要滿足周圍環境的要求梁適當增加。如果不應用這一原則,整個結構可能會因一根梁屈曲而失效-類似于紙牌屋。梁有多種尺寸可供選擇,以適應不同的項目,并根據其額定荷載進行選擇。當結構荷載作用于梁時,它會輕微彎曲,直到荷載被移除。如果施加了過大的荷載,梁就會超出彎曲點,發生屈曲,失去所有完整性。這就強調了為什么結構工程如此重要。
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