Kaj je strukturna analiza?

Arhitekti, gradbeniki, nadzorniki gradnje, uporabniki in stanovalci konstrukcije so vsi pri določanju fizične celovitosti konstrukcije odvisni od natančne strukturne analize. Posebna struktura je lahko hiša, poslovna zgradba, most, predor, stolp ali celo letalo ali ladja. Strukturna analiza zagotavlja, da bo določena konstrukcijska zasnova vzdržala napetosti in sile, tako notranje kot zunanje, za katere je zasnovana. Tako se znani parametri implementirajo pri preučevanju dejavnikov varnosti in dolgoživosti določene konstrukcije. Prav tako se pri ugotavljanju vzroka strukturne okvare pogosto zanašamo na strukturno analizo.

Analiza strukture mora odražati natančno oceno vseh pričakovanih prednosti in slabosti strukture. Analiza bo določila meje prostornine, pa tudi linearne in površinske trdnosti in slabosti strukturnih komponent, vključno z trdnostjo stebrov, sten, spojnikov, nosilcev, opornic in streh. Strukturna analiza v veliki meri temelji na nespremenljivih fizikalnih zakonih. Pravilna konstrukcijska analiza najpogosteje povzroči prezidanost konstrukcije.

Poleg neprilagodljivih fizičnih mej nosilnosti, natezne trdnosti in proizvodnih lastnosti gradbenih materialov so matematika, testiranje, izračuni in teorija vsak poseben in pomemben vidik v strukturni analizi. Za vsako oblikovno in materialno komponento strukture velja lasten niz fizikalnih zakonov. Pri pripravi konstrukcijske analize se preuči tudi stabilnost površine, na kateri bo konstrukcija stala, vetrovne razmere in odpornost na udarce različnih komponent konstrukcije.

Strukturni inženirji, tisti, ki so odgovorni za analizo strukture, so visoko izobraženi in usposobljeni za dešifriranje kompleksnosti zmožnosti materialov, geometrijske zasnove in dejavnikov napetosti – tako predvidenih kot dejanskih –, ki določajo izvedljivost določene konstrukcijske zasnove. Z uporabo izobraževanja, izkušenj in sodobne programske opreme za konstrukcije gradbeni inženirji, arhitekti in gradbeniki sodelujejo pri postavitvi strukture, ki se bo uprla neuspehu. Stavbni inženir, kot je njegova funkcija, mora pogosto prevladati nad fiskalnimi skrbmi graditelja, pa tudi obvladovati estetske domišljije oblikovalca ali arhitekta.

Strukturna analiza ima zgodovino, ki sega več kot 2000 let nazaj. Stari Grki in Rimljani so uporabili analizo nosilnih materialov, sile in napetosti za gradnjo antičnih struktur, od katerih številne ostajajo nedotaknjene še danes. Kitajski zid je še en primer starodavne arhitekture, ki je preživela danes zaradi pravilne analize predvidene celovitosti strukturnih komponent. Očitno je, da čeprav so se gradbeni materiali in konstrukcijska estetika skozi stoletja korenito spremenili, osnovna matematična analiza konstrukcijskih elementov ostaja enaka.