Il rapporto di snellezza è una valutazione della capacità di un elemento strutturale di resistere a pressioni di instabilità. Gli ingegneri possono determinarlo dividendo la lunghezza della colonna per il cosiddetto raggio di rotazione, la distribuzione del peso attorno al centro della colonna. Questi calcoli sono importanti per le travi di supporto e altri componenti strutturali, per assicurarsi che non si guastino e mettano una struttura a rischio di gravi danni o collasso.
Per determinare il rapporto di snellezza, l’ingegnere ha bisogno di una misura della lunghezza della colonna e deve calcolare il raggio di rotazione osservando come il peso si distribuisce attorno al suo centro. Questo è determinato dalla larghezza. Se la colonna è molto stretta, il peso si concentra vicino al centro. Le colonne larghe hanno un peso più distribuito e tendono ad essere meno inclini all’instabilità.
È possibile dividere semplicemente la lunghezza per la larghezza per una rapida stima del rapporto di snellezza. Se la colonna è troppo sottile, sarà soggetta a deformazioni, dove il centro cede anche se la parte superiore e inferiore rimangono solide. D’altra parte, una colonna molto spessa può essere così pesante da causare essa stessa problemi strutturali. Il peso delle pesanti colonne di supporto può essere un problema significativo negli edifici alti.
Ci sono alcune considerazioni aggiuntive da tenere in considerazione con il rapporto di snellezza. Uno è il materiale utilizzato per realizzare la colonna. Gli elementi strutturali in legno hanno maggiori probabilità di piegarsi rispetto all’acciaio o al cemento. Hanno bisogno di un rapporto leggermente diverso per costruire un margine di sicurezza. Allo stesso modo, è importante il livello di supporto disponibile per la colonna.
Una colonna molto alta supportata per la maggior parte della sua larghezza ha meno probabilità di piegarsi rispetto a una colonna più corta senza supporto. Gli ingegneri possono utilizzare la lunghezza effettiva, guardando solo la sezione non supportata, in un calcolo del rapporto di snellezza. Possono anche regolare il modo in cui una colonna si comporta in una struttura aggiungendo supporto per renderla più robusta.
Gli ingegneri che sviluppano le specifiche di progettazione possono utilizzare questa formula per assicurarsi che le colonne pianificate in un progetto siano adeguate alle necessità. Possono anche controllare la loro matematica mentre una struttura sale, campionando le colonne e calcolando un rapporto di snellezza per determinare se sono sufficienti. Se non lo sono, c’è il rischio che l’edificio possa cadere mentre sale. Un edificio con supporti inadeguati può anche non superare un’ispezione dell’edificio. Al costruttore potrebbe essere richiesto di riadattarlo o ripararlo e richiedere nuovamente l’autorizzazione per iniziare a utilizzare l’edificio.