Vad är strukturell analys?

Arkitekter, byggare, byggledare, användare och boende i en struktur är alla beroende av noggrann strukturanalys för att bestämma den fysiska integriteten hos en struktur. Den specifika strukturen kan vara ett hus, en kontorsbyggnad, en bro, tunnel, torn eller till och med ett flygplan eller ett fartyg. Strukturanalys säkerställer att den specifika strukturella designen kommer att motstå de påkänningar och krafter, både interna och externa, som den är konstruerad för. Sålunda implementeras kända parametrar för att undersöka säkerhets- och livslängdsfaktorerna för en speciell struktur. Dessutom förlitar man sig ofta på strukturanalys för att fastställa orsaken till strukturella fel.

Analysen av en struktur måste återspegla en korrekt uppskattning av alla förväntade styrkor och svagheter hos en struktur. Analysen kommer att bestämma volymgränser, såväl som linjära och ytliga styrkor och svagheter hos strukturella komponenter, inklusive styrkan hos pelare, väggar, kopplingar, balkar, stag och tak. Strukturanalys bygger till stor del på oföränderliga fysiska lagar. En korrekt strukturell analys resulterar oftast i överbyggnad av en struktur.

Förutom de oflexibla fysiska gränserna för bärförmåga, draghållfasthet och tillverkningsegenskaper hos byggmaterial, är matematik, testning, beräkningar och teori var och en en distinkt och viktig aspekt i strukturanalys. Varje design och materialkomponent i en struktur är föremål för sin egen uppsättning fysiska lagar. Även stabiliteten hos den yta som strukturen kommer att stå på, vindförhållanden och slagtålighet hos de olika komponenterna i en struktur undersöks vid utarbetandet av en strukturell analys.

Byggnadsingenjörer, de som ansvarar för analysen av en struktur, är högutbildade och utbildade för att dechiffrera komplexiteten i materialkapacitet, geometrisk design och stressfaktorer – både avsedda och faktiska – som avgör genomförbarheten av en viss strukturell design. Med hjälp av utbildning, erfarenhet och modern strukturell mjukvara, samarbetar konstruktionsingenjörer, arkitekter och byggare för att bygga en struktur som kommer att motstå misslyckanden. Byggnadsingenjören, som är hans funktion, måste ofta åsidosätta byggarens skattemässiga angelägenheter, såväl som att tygla designerns eller arkitektens estetiska fantasier.

Strukturanalys har en historia som sträcker sig över 2000 år tillbaka i tiden. De gamla grekerna och romarna använde analysen av bärande material, kraft och stress för att bygga antikens strukturer, av vilka ett antal förblir intakta idag. Kinesiska muren är ett annat exempel på forntida arkitektur som överlever idag på grund av en korrekt analys av den projicerade integriteten hos strukturella komponenter. Det är uppenbart att även om byggnadsmaterial och strukturell designestetik har förändrats radikalt under århundradena, förblir den grundläggande matematiska analysen av strukturella element densamma.