Co je inženýrství strukturální analýzy?
Inženýrství strukturální analýzy je typ inženýrství, který se zabývá především návrhem a analýzou různých struktur, které musí podporovat nebo odolávat zatížení. Tento typ inženýrství se obvykle používá při stavbě velkých nebo neobvykle tvarovaných budov, ale může být také použit pro jiné stavby, jako jsou lodě, mosty, potrubí, letadla a průmyslové výrobní závody. Technika strukturální analýzy je obvykle vyžadována, aby se zajistilo, že struktura bude schopna vydržet určité zatížení hmotností, změny klimatu nebo přírodní katastrofy. Oblast inženýrství strukturální analýzy je obecně rozdělena do tří samostatných kategorií: civilní, architektonická a mechanická.
Teorie inženýrství strukturální analýzy je obecně založena na známých fyzikálních zákonech a na zkušenostních znalostech minulých vlastností různých typů konstrukčních materiálů. Tento typ inženýrství obvykle používá jen několik základních prvků, aby vybudoval velmi složitý strukturální systém. Mezi základní prvky, které tvoří většinu struktur, patří sloupy, oblouky, nosníky a skořepiny, jakož i desky a kabely. Tyto prvky jsou také klasifikovány jako zakřivené nebo rovné a jednorozměrné nebo dvourozměrné.
Oblast inženýrství strukturální analýzy nejprve začala být rozpoznána během průmyslové revoluce pozdní 19. století. Před tou dobou byl architekt a inženýr strukturální analýzy v podstatě na stejné pozici, známé jako hlavní stavitel. Jak se v tomto období začaly zvyšovat znalosti určitých strukturních teorií, vyvstala potřeba pro typ stavebního inženýra, který se specializoval na strukturální analýzu. V dnešní době vyžaduje složitost většiny moderních struktur značnou kreativitu ze strukturálního hlediska, aby se zajistilo, že tyto struktury budou schopny podporovat a odolávat zatížení, kterým jsou vystaveny.
Stavby, které vyžadují inženýrské analýzy, obvykle zahrnují přehrady, mosty, potrubí a pobřežní stavby. Tyto struktury jsou často vystaveny extrémním silám způsobeným velkými změnami teploty a dynamickým zatížením vlnami nebo dopravou. Jsou někdy konstruovány ve vysoce korozivním prostředí na moři i v podzemí.
Architektonické inženýrské struktury, jako jsou sklady, kopule a mrakodrapy, jsou často velmi složité a pro dokončení svého návrhu a konstrukce vyžadují tým techniků strukturální analýzy. Tito inženýři musí při navrhování konstrukce počítat s takovými silami, jako je vítr, sníh, déšť, oheň a zemětřesení. Kromě zachování strukturální integrity musí být v celkovém návrhu zohledněny nezbytné stavební služby, jako je vytápění, klimatizace, komunikace a osvětlení.
Základní principy inženýrské analýzy se často používají také při konstrukci určitých typů mechanických struktur. Mechanické konstrukce vyžadující tento typ inženýrství obvykle zahrnují lodě, letadla, železniční vozy, výtahy a jeřáby. Mechanické konstrukce, jako jsou lodě a letadla, jsou často vystaveny extrémním silám, které se pravděpodobně vyskytnou opakovaně během životnosti jejich služby. Při navrhování tohoto typu konstrukce se musí inženýr ujistit, že bude schopen vydržet tato napětí po dlouhou dobu.