Was ist Strukturanalyse?
Architekten, Bauherren, Bauleiter, Benutzer und Nutzer eines Bauwerks sind alle auf eine genaue Strukturanalyse angewiesen, um die physische Integrität eines Bauwerks zu bestimmen. Die spezifische Struktur kann ein Haus, ein Bürogebäude, eine Brücke, ein Tunnel, ein Turm oder sogar ein Flugzeug oder Schiff sein. Die Strukturanalyse stellt sicher, dass die jeweilige Konstruktion den internen und externen Beanspruchungen und Kräften standhält, für die sie ausgelegt ist. Somit werden bekannte Parameter bei der Untersuchung der Sicherheits- und Langlebigkeitsfaktoren einer bestimmten Struktur implementiert. Auch bei der Ermittlung der Ursache von Strukturversagen wird häufig auf die Strukturanalyse zurückgegriffen.
Die Analyse einer Struktur muss eine genaue Schätzung aller erwarteten Stärken und Schwächen einer Struktur widerspiegeln. Die Analyse ermittelt Volumengrenzen sowie lineare und Oberflächenstärken und -schwächen von Bauteilen, einschließlich der Festigkeit von Säulen, Wänden, Verbindern, Trägern, Klammern und Dächern. Die Strukturanalyse basiert zu einem großen Teil auf unveränderlichen physikalischen Gesetzen. Eine korrekte Strukturanalyse führt häufig zum Überbau einer Struktur.
Neben den unflexiblen physikalischen Grenzen der Tragfähigkeit, der Zugfestigkeit und der Herstellungseigenschaften von Baustoffen sind Mathematik, Prüfung, Berechnungen und Theorie jeweils ein besonderer und wichtiger Aspekt in der Strukturanalyse. Jedes Design und jede Materialkomponente einer Struktur unterliegt ihren eigenen physikalischen Gesetzen. Sogar die Stabilität der Oberfläche, auf der die Struktur stehen wird, die Windbedingungen und die Schlagfestigkeit der verschiedenen Komponenten einer Struktur werden bei der Erstellung einer Strukturanalyse untersucht.
Tragwerksplaner, die für die Analyse eines Tragwerks verantwortlich sind, sind hochqualifiziert und geschult, um die Komplexität von Materialeigenschaften, geometrischem Design und Spannungsfaktoren - sowohl beabsichtigt als auch tatsächlich - zu entschlüsseln, die die Machbarkeit eines bestimmten Tragwerksplans bestimmen. Mithilfe von Ausbildung, Erfahrung und moderner Struktursoftware errichten Bauingenieure, Architekten und Bauherren gemeinsam eine Struktur, die dem Versagen standhält. Der Tragwerksplaner muss in seiner Funktion häufig die steuerlichen Belange des Bauherrn sowie die ästhetischen Vorstellungen des Planers oder Architekten außer Kraft setzen.
Die Strukturanalyse hat eine über 2000-jährige Geschichte. Die alten Griechen und Römer verwendeten die Analyse von tragenden Materialien, Kräften und Belastungen, um die Strukturen der Antike aufzubauen, von denen einige bis heute intakt sind. Die Chinesische Mauer ist ein weiteres Beispiel antiker Architektur, die aufgrund einer korrekten Analyse der projizierten Integrität von Bauteilen bis heute erhalten geblieben ist. Es ist offensichtlich, dass sich die Baustoffe und die strukturelle Designästhetik im Laufe der Jahrhunderte radikal verändert haben, die grundlegende mathematische Analyse der Strukturelemente jedoch unverändert bleibt.