Wat is structurele analyse?
Architecten, bouwers, bouwtoezichthouders, gebruikers en bewoners van een constructie zijn allemaal afhankelijk van nauwkeurige structurele analyse bij het bepalen van de fysieke integriteit van een constructie. De specifieke structuur kan een huis, een kantoorgebouw, een brug, tunnel, toren of zelfs een vliegtuig of schip zijn. Structurele analyse zorgt ervoor dat het specifieke structurele ontwerp bestand is tegen de spanningen en krachten, zowel intern als extern, waarvoor het is ontworpen. Aldus worden bekende parameters geïmplementeerd bij het onderzoeken van de veiligheids- en levensduurfactoren van een bepaalde structuur. Ook wordt vaak op structurele analyses vertrouwd bij het bepalen van de oorzaak van structurele fouten.
De analyse van een structuur moet een nauwkeurige schatting van alle verwachte sterke en zwakke punten van een structuur weergeven. De analyse zal volumebeperkingen bepalen, evenals lineaire en oppervlaktesterktes en zwaktes van structurele componenten, inclusief de sterkte van kolommen, wanden, verbindingsstukken, balken, beugels en daken. Structurele analyse is grotendeels gebaseerd op onveranderlijke fysische wetten. Een correcte structurele analyse resulteert meestal in het overbouwen van een structuur.
Naast de onbuigbare fysieke grenzen van draagvermogen, treksterkte en fabricage-eigenschappen van bouwmaterialen, zijn wiskunde, testen, berekeningen en theorie elk een apart en belangrijk aspect in de structurele analyse. Elk ontwerp en elk materiaalonderdeel van een structuur is onderworpen aan zijn eigen set fysieke wetten. Zelfs de stabiliteit van het oppervlak waarop de structuur zal staan, windomstandigheden en impactweerstand van de verschillende componenten van een structuur worden onderzocht bij het voorbereiden van een structurele analyse.
Bouwkundig ingenieurs, verantwoordelijk voor de analyse van een structuur, zijn hoog opgeleid en getraind om de complexiteit van materiaalcapaciteiten, geometrisch ontwerp en stressfactoren te ontcijferen - zowel bedoeld als feitelijk - om de haalbaarheid van een bepaald constructief ontwerp te bepalen. Met behulp van onderwijs, ervaring en moderne structurele software werken constructeurs, architecten en bouwers samen om een structuur op te zetten die bestand is tegen falen. De bouwkundig ingenieur moet, net als zijn functie, vaak de fiscale zorgen van de bouwer teniet doen, evenals de esthetiek van de ontwerper of architect.
Structurele analyse heeft een geschiedenis die ruim 2000 jaar teruggaat. De oude Grieken en Romeinen gebruikten de analyse van dragende materialen, kracht en stress om de structuren uit de oudheid te bouwen, waarvan een aantal vandaag de dag nog intact is. De Chinese muur is een ander voorbeeld van oude architectuur die vandaag overleeft dankzij een correcte analyse van de verwachte integriteit van structurele componenten. Het is duidelijk dat hoewel bouwmaterialen en de esthetiek van het structurele ontwerp in de loop van de eeuwen radicaal zijn veranderd, de wiskundige elementaire analyse van structurele elementen hetzelfde blijft.