L’acciaio è il materiale da costruzione più comunemente usato oggi nel mondo. Il suo rapporto resistenza-peso, la durata, l’elasticità, la flessibilità, l’eco-compatibilità e il semplice fascino estetico hanno, negli oltre 100 anni dalla sua invenzione, stabilito che l’acciaio è il componente strutturale integrale di praticamente ogni struttura commerciale considerevole esistente. Dai grattacieli ai ponti, dalle automobili alle navi, dagli oleodotti ai portali per razzi, la durata e la versatilità dell’acciaio rendono possibili questi dispositivi della civiltà moderna.
Naturalmente, con l’avvento dell’acciaio è arrivato il concetto di design in acciaio strutturale. Per essere correttamente erette, le configurazioni geometriche delle strutture in acciaio, i vari fattori coinvolti nella costruzione di un grattacielo in acciaio, ad esempio, devono essere calcolate e affinate, spesso prima ancora che l’acciaio da utilizzare sia colato. Nella progressione di una struttura in acciaio dall’idea alla costruzione, un ingegnere strutturale in acciaio è tra i primi esperti ad essere arruolato nel processo di costruzione.
L’essenziale della progettazione dell’acciaio strutturale, al contrario della progettazione architettonica, è la garanzia dell’integrità strutturale di un edificio in acciaio, ponte, veicolo, torre, ecc. La progettazione dell’acciaio strutturale comprende la familiarità con i diversi tipi di acciaio e leghe a base di acciaio, affidamento su formule che descrivono i fattori di resistenza alle sollecitazioni e portanti di, tra le altre cose, travi in acciaio, colonne, controventi, connettori e pendini, nonché una vasta padronanza delle forme geometriche e della matematica della costruzione. In caso di guasto di uno qualsiasi dei componenti fisici o di progettazione, il disastro è l’inevitabile risultato. Le considerazioni estetiche sono più direttamente la provenienza di un architetto e non hanno alcuna attinenza con la corretta prestazione dello scheletro in acciaio di una struttura.
La progettazione dell’acciaio strutturale si è evoluta dal concentrarsi esclusivamente sulla rigidità che l’acciaio può fornire e fornisce una struttura, ai vantaggi che l’acciaio offre in termini di flessibilità strutturale, consentendo a una struttura di resistere meglio alle sollecitazioni della natura e dell’uomo. È interessante notare che il principale impulso per questa evoluzione nella progettazione dell’acciaio strutturale sono stati i terremoti. La progettazione preliminare di strutture in acciaio a più piani e lunghe campate in acciaio si basa di solito sull’efficacia con cui la struttura resisterà a un forte terremoto. La resistenza al vento è anche un fattore importante nella progettazione e costruzione di strutture in acciaio alte, così come il terrorismo.
Nella sua infanzia, la progettazione dell’acciaio strutturale è stata realizzata attraverso ore di scrupolosi calcoli fisici, bozze e, molto spesso, tentativi ed errori. Poiché la qualità dell’acciaio stesso è migliorata, anche la meccanica della progettazione dell’acciaio strutturale è migliorata. La progettazione assistita da computer (CAD) è forse lo strumento più innovativo ed efficace nell’avanzamento della progettazione strutturale in acciaio, sollevando l’ingegnere strutturista dalla noia e dall’errore inerenti al calcolo fisico e alla stesura manuale. Il CAD garantisce un processo di progettazione molto più rapido e accurato a un costo notevolmente inferiore.