原子级建筑设备!从原子尺度,分子动力学来研究建筑物安全!


为了设计一个能够承受最大风暴的建筑,Kostas Keremidis博士。麻省理工学院混凝土可持续发展中心的学生正在进行一项原子尺度为的小规模研究。其部分方法源于材料科学,它通过原子尺度上的力量将建筑物模拟为一系列相互作用点。

当您查看建筑物时,它实际上是一系列柱子,窗户,门等之间的连接。新框架着眼于不同的建筑构件如何连接在一起形成建筑,就像形成分子的原子一样。

类似的力量将它们结合起来,无论是在原子水平还是在建筑规模上,该框架被称为基于分子动力学的结构建模。最后,Keremidis希望它能为开发商和建筑商提供一种新方法,以便轻松预测由飓风和地震等灾害造成的建筑物损坏。但在他预测建筑物受损之前,Keremidis必须先组装一个模型。以建筑物为例,将各自的元素划分为节点或“原子”。这是一种称为“自由裁量权”的标准程序,可将建筑物划分为不同的点。

然后根据每个“原子”的材料赋予它们不同的性质。例如,每个“原子”的重量可以取决于它是地板,门,窗户等的一部分。对它们建模后,定义它们的键。在建筑模型中,点之间的第一种键称为轴键。这些模型描述了元件在其延伸方向上如何在负载下变形。换句话说,它们模拟了柱在负载下如何收缩。然后像春天一样弹跳。第二种类型的连接是角键连接,其示出了像梁一样的元件如何在横向方向上弯曲。 Keremidis使用这些垂直和水平相互作用来模拟不同建筑元素的变形和破坏。

作为碎片或属性的结果,这些键在模拟期间尝试将建筑物恢复到其原始位置。

但它们也可能被损坏。这就是损伤模型的构建方式。计算销毁的密钥数量以及销毁的位置。该模?偷拇葱轮υ谟谄渌鹕嗽げ狻4成希こ淌κ褂靡恢殖莆邢拊治龅募际趵茨D饨ㄖ锏乃鸹怠O衤槭±砉ぱг旱姆椒ㄒ谎ㄖ锓纸獬刹煌牟糠帧5馔ǔJ且恢趾氖钡募际酰谱旁氐牡远ⅰU庖馕蹲潘荒苣D饨ㄖ锏男”湫危荒苣D饩T陟绺汉上路⑸拇蠊婺7堑员湫危缌逊臁1狙芯康姆肿佣ρP偷牧硪桓龊么κ恰?

通过研究原子及其键的布局和性质,Keremidis可以探索“不同的材料,不同的结构特性和不同的建筑几何形状”。这意味着分子动力学可以模拟建筑物的任何元素并且更快。通过将这种方法扩展到单一建筑物之外,分子动力学可以更好地为城市和减灾工作提供信息。为了减少灾害,需要历史气象数据和十几个标准建筑模型来预测社区在灾难期间可能遭受的破坏。 HAZUS虽然有用但并不理想。它仅提供约12种标准化建筑类型,并提供定性结果而非定量结果。

但是,MIT模型将允许利益相关者输入更详细的细节。相反,该研究应该有50或60种建筑类型,该模型将允许我们收集和建模更广泛的建筑物。因为它通过计算原子间裂缝之间的化学键来测量损害程度,分子动力学方法也可以更容易地量化风暴或地震等灾害造成的损害。对危害损害的这种可量化的理解应该可以更准确地估算减缓成本和恢复。使用分子动力学方法,开发人员和机构将拥有更多工具来预测和减轻这些损害。

博科公园

2019.08.17 14: 58

字数1363

为了设计一个能够承受最大风暴的建筑,Kostas Keremidis博士。麻省理工学院混凝土可持续发展中心的学生正在进行一项原子尺度为的小规模研究。其部分方法源于材料科学,它通过原子尺度上的力量将建筑物模拟为一系列相互作用点。

当您查看建筑物时,它实际上是一系列柱子,窗户,门等之间的连接。新框架着眼于不同的建筑构件如何连接在一起形成建筑,就像形成分子的原子一样。

类似的力量将它们结合起来,无论是在原子水平还是在建筑规模上,该框架被称为基于分子动力学的结构建模。最后,Keremidis希望它能为开发商和建筑商提供一种新方法,以便轻松预测由飓风和地震等灾害造成的建筑物损坏。但在他预测建筑物受损之前,Keremidis必须先组装一个模型。以建筑物为例,将各自的元素划分为节点或“原子”。这是一种称为“自由裁量权”的标准程序,可将建筑物划分为不同的点。

然后根据每个“原子”的材料赋予它们不同的性质。例如,每个“原子”的重量可以取决于它是地板,门,窗户等的一部分。对它们建模后,定义它们的键。在建筑模型中,点之间的第一种键称为轴键。这些模型描述了元件在其延伸方向上如何在负载下变形。换句话说,它们模拟了柱在负载下如何收缩。然后像春天一样弹跳。第二种类型的连接是角键连接,其示出了像梁一样的元件如何在横向方向上弯曲。 Keremidis使用这些垂直和水平相互作用来模拟不同建筑元素的变形和破坏。

作为碎片或属性的结果,这些键在模拟期间尝试将建筑物恢复到其原始位置。

但它们也可能被损坏。这就是损伤模型的构建方式。计算销毁的密钥数量以及销毁的位置。该模型的创新之处在于其损伤预测。传统上,工程师使用一种称为有限元分析的技术来模拟建筑物的损坏。像麻省理工学院的方法一样,它将建筑物分解成不同的部分。但这通常是一种耗时的技术,它围绕着元素的弹性而建立。这意味着它只能模拟建筑物的小变形,而不能模拟经常在飓风负荷下发生的大规模非弹性变形,例如裂缝。本研究的分子动力学模型的另一个好处是。

通过研究原子及其键的布局和性质,Keremidis可以探索“不同的材料,不同的结构特性和不同的建筑几何形状”。这意味着分子动力学可以模拟建筑物的任何元素并且更快。通过将这种方法扩展到单一建筑物之外,分子动力学可以更好地为城市和减灾工作提供信息。为了减少灾害,需要历史气象数据和十几个标准建筑模型来预测社区在灾难期间可能遭受的破坏。 HAZUS虽然有用但并不理想。它仅提供约12种标准化建筑类型,并提供定性结果而非定量结果。

但是,MIT模型将允许利益相关者输入更详细的细节。相反,该研究应该有50或60种建筑类型,该模型将允许我们收集和建模更广泛的建筑物。因为它通过计算原子间裂缝之间的化学键来测量损害程度,分子动力学方法也可以更容易地量化风暴或地震等灾害造成的损害。对危害损害的这种可量化的理解应该可以更准确地估算减缓成本和恢复。使用分子动力学方法,开发人员和机构将拥有更多工具来预测和减轻这些损害。

为了设计一个能够承受最大风暴的建筑,Kostas Keremidis博士。麻省理工学院混凝土可持续发展中心的学生正在进行一项原子尺度为的小规模研究。其部分方法源于材料科学,它通过原子尺度上的力量将建筑物模拟为一系列相互作用点。

当您查看建筑物时,它实际上是一系列柱子,窗户,门等之间的连接。新框架着眼于不同的建筑构件如何连接在一起形成建筑,就像形成分子的原子一样。

类似的力量将它们结合起来,无论是在原子水平还是在建筑规模上,该框架被称为基于分子动力学的结构建模。最后,Keremidis希望它能为开发商和建筑商提供一种新方法,以便轻松预测由飓风和地震等灾害造成的建筑物损坏。但在他预测建筑物受损之前,Keremidis必须先组装一个模型。以建筑物为例,将各自的元素划分为节点或“原子”。这是一种称为“自由裁量权”的标准程序,可将建筑物划分为不同的点。

然后根据每个“原子”的材料赋予它们不同的性质。例如,每个“原子”的重量可以取决于它是地板,门,窗户等的一部分。对它们建模后,定义它们的键。在建筑模型中,点之间的第一种键称为轴键。这些模型描述了元件在其延伸方向上如何在负载下变形。换句话说,它们模拟了柱在负载下如何收缩。然后像春天一样弹跳。第二种类型的连接是角键连接,其示出了像梁一样的元件如何在横向方向上弯曲。 Keremidis使用这些垂直和水平相互作用来模拟不同建筑元素的变形和破坏。

作为碎片或属性的结果,这些键在模拟期间尝试将建筑物恢复到其原始位置。

但它们也可能被损坏。这就是损伤模型的构建方式。计算销毁的密钥数量以及销毁的位置。该模型的创新之处在于其损伤预测。传统上,工程师使用一种称为有限元分析的技术来模拟建筑物的损坏。像麻省理工学院的方法一样,它将建筑物分解成不同的部分。但这通常是一种耗时的技术,它围绕着元素的弹性而建立。这意味着它只能模拟建筑物的小变形,而不能模拟经常在飓风负荷下发生的大规模非弹性变形,例如裂缝。本研究的分子动力学模型的另一个好处是。

通过研究原子及其键的布局和性质,Keremidis可以探索“不同的材料,不同的结构特性和不同的建筑几何形状”。这意味着分子动力学可以模拟建筑物的任何元素并且更快。通过将这种方法扩展到单一建筑物之外,分子动力学可以更好地为城市和减灾工作提供信息。为了减少灾害,需要历史气象数据和十几个标准建筑模型来预测社区在灾难期间可能遭受的破坏。 HAZUS虽然有用但并不理想。它仅提供约12种标准化建筑类型,并提供定性结果而非定量结果。

但是,MIT模型将允许利益相关者输入更详细的细节。相反,该研究应该有50或60种建筑类型,该模型将允许我们收集和建模更广泛的建筑物。因为它通过计算原子间裂缝之间的化学键来测量损害程度,分子动力学方法也可以更容易地量化风暴或地震等灾害造成的损害。对危害损害的这种可量化的理解应该可以更准确地估算减缓成本和恢复。使用分子动力学方法,开发人员和机构将拥有更多工具来预测和减轻这些损害。