ويتطلب تصميم الهياكل الساحلية والخارجية دراسة دقيقة للقوات البيئية والممتلكات المادية ومعايير السلامة، ويستخدم المهندسون أساليب عملية وحسابات لضمان أن تكون هذه الهياكل قادرة على تحمل الظروف القاسية مع البقاء في العمل والدائم، وتستكشف هذه المادة النهج المشتركة، والأمثلة، والحسابات الأساسية التي تنطوي عليها عملية التصميم.

Environmental Load Assessment

ويعد فهم الحمولات البيئية أمرا أساسيا في تصميم الهيكل الساحلي والخارجي، وتشمل هذه الحمولات قوات الموجات، وضغط الرياح، والآثار الحالية، والآثار المحتملة للعواصف، ويتضمن التقييم الدقيق تحليل البيانات التاريخية، ووضع نماذج للظروف البيئية للتنبؤ بأقصى ما يمكن أن يواجهه الهيكل من قوى.

مبادئ التصميم الهيكلي

وينطوي تصميم هياكل مرنة على اختيار المواد المناسبة والنظم الهيكلية، وكثيرا ما يستخدم المهندسون نماذج مبسطة لتقدير الضغوط والتشوهات، وتشمل المبادئ الرئيسية ضمان الاستقرار، والتقليل إلى أدنى حد من استخدام المواد دون المساس بالسلامة، وتيسير الوصول إلى الصيانة.

حساب مثال: قوة الموجة على الرصيف الساحلي

النظر في رصيف ساحلي بإستعراض 10 أمتار وطوله 5 أمتار، لتقدير قوة الموجة، استخدام الصيغة المبسطة:

F = 0.5 × × × × × × × × × L]

أين:

  • ○ / / / / / // ///////////////////////////////////////////////////////
  • (ز) = التسارع بسبب الجاذبية (9.81 م/ق2)
  • H = ارتفاع الموجة (متران)
  • L = طول الهيكل المكشوف للموجات (10 أمتار)

الحساب:

F = 0.5 × 1000 × 9.81 × 22 × 10 = 196200 N]

ويساعد هذا التقدير للقوة في اختيار الأعضاء الهيكلية والنظم الأساسية المناسبة لمقاومة آثار الموجات بفعالية.