Mis on struktuurianalüüs?

Arhitektid, ehitajad, ehitusjärelevalve teostajad, kasutajad ja ehitise kasutajad sõltuvad konstruktsiooni füüsilise terviklikkuse kindlaksmääramisel täpsest konstruktsioonianalüüsist. Konkreetne struktuur võib olla maja, büroohoone, sild, tunnel, torn või isegi lennuk või laev. Konstruktsioonianalüüs tagab, et konkreetne konstruktsiooniprojekt peab vastu nii sisemistele kui ka välistele pingetele ja jõududele, milleks see on ette nähtud. Seega rakendatakse teadaolevaid parameetreid konkreetse konstruktsiooni ohutuse ja pikaealisuse tegurite uurimisel. Samuti tuginetakse struktuurse rikke põhjuse kindlaksmääramisel sageli struktuurianalüüsile.

Konstruktsiooni analüüs peab kajastama täpset hinnangut konstruktsiooni kõigi eeldatavate tugevate ja nõrkade külgede kohta. Analüüs määrab kindlaks mahupiirangud, samuti konstruktsioonikomponentide lineaarsed ja pinnatugevused ning nõrkused, sealhulgas sammaste, seinte, pistikute, talade, trakside ja katuste tugevus. Struktuurianalüüs põhineb suures osas muutumatutel füüsikaseadustel. Korrektne konstruktsioonianalüüs põhjustab enamasti konstruktsiooni üleehitamist.

Lisaks ehitusmaterjalide kandevõime, tõmbetugevuse ja tootmisomaduste paindumatutele füüsikalistele piiridele on matemaatika, katsetamine, arvutused ja teooria struktuurianalüüsis igaüks eraldiseisev ja oluline aspekt. Konstruktsiooni iga konstruktsiooni ja materjali komponendi suhtes kehtivad oma füüsikalised seadused. Konstruktsioonianalüüsi koostamisel uuritakse isegi selle pinna stabiilsust, millel konstruktsioon seisab, tuuleolusid ja konstruktsiooni erinevate komponentide löögikindlust.

Struktuuriinsenerid, kes vastutavad konstruktsiooni analüüsi eest, on kõrgelt haritud ja koolitatud, et lahti mõtestada materjalide keerukuse, geomeetrilise disaini ja nii kavandatud kui ka tegelike pingetegurite, mis määravad kindlaks konkreetse konstruktsiooniprojekti teostatavuse. Kasutades haridust, kogemusi ja kaasaegset konstruktsioonitarkvara, teevad ehitusinsenerid, arhitektid ja ehitajad koostööd, et püstitada konstruktsioon, mis talub rikkeid. Ehitusinsener, nagu ka tema ülesanne, peab sageli alistama ehitaja fiskaalprobleemid, aga ka disaineri või arhitekti esteetiliste kujutluste ohjeldamise.

Struktuurianalüüsi ajalugu ulatub enam kui 2000 aasta taha. Vanad kreeklased ja roomlased kasutasid kandematerjalide, jõu ja pingete analüüsi, et ehitada antiikaegseid konstruktsioone, millest mitmed on säilinud tänapäevalgi. Hiina müür on veel üks näide iidsest arhitektuurist, mis on tänapäeval säilinud tänu konstruktsioonikomponentide prognoositava terviklikkuse korrektsele analüüsile. On ilmne, et kuigi ehitusmaterjalid ja konstruktsiooni esteetika on sajandite jooksul radikaalselt muutunud, jääb konstruktsioonielementide matemaatiline põhianalüüs samaks.