Architetti, costruttori, supervisori dei lavori, utenti e occupanti di una struttura dipendono tutti da un’analisi strutturale accurata per determinare l’integrità fisica di una struttura. La struttura specifica può essere una casa, un edificio per uffici, un ponte, un tunnel, una torre o anche un aereo o una nave. L’analisi strutturale assicura che il particolare progetto strutturale resisterà alle sollecitazioni e alle forze, sia interne che esterne, per le quali è stato progettato. Pertanto, i parametri noti vengono implementati nell’esame dei fattori di sicurezza e longevità di una particolare struttura. Inoltre, l’analisi strutturale è spesso utilizzata per determinare la causa del cedimento strutturale.
L’analisi di una struttura deve riflettere una stima accurata di tutti i prevedibili punti di forza e di debolezza di una struttura. L’analisi determinerà i limiti di volume, nonché i punti di forza e di debolezza lineari e superficiali dei componenti strutturali, inclusa la resistenza di colonne, pareti, connettori, travi, controventi e tetti. L’analisi strutturale si basa, in gran parte, su leggi fisiche immutabili. Una corretta analisi strutturale si traduce il più delle volte nella sovracostruzione di una struttura.
Oltre agli inflessibili limiti fisici della capacità portante, della resistenza alla trazione e delle proprietà di produzione dei materiali da costruzione, matematica, test, calcoli e teoria sono aspetti distinti e importanti nell’analisi strutturale. Ogni design e componente materiale di una struttura è soggetto a una propria serie di leggi fisiche. Anche la stabilità della superficie su cui poggerà la struttura, le condizioni del vento e la resistenza all’urto dei vari componenti di una struttura viene esaminata nella preparazione di un’analisi strutturale.
Gli ingegneri strutturisti, i responsabili dell’analisi di una struttura, sono altamente istruiti e formati per decifrare le complessità delle capacità dei materiali, della progettazione geometrica e dei fattori di stress, sia previsti che effettivi, che determinano la fattibilità di un particolare progetto strutturale. Utilizzando l’istruzione, l’esperienza e il moderno software strutturale, ingegneri strutturisti, architetti e costruttori lavorano di concerto per erigere una struttura che resista al fallimento. L’ingegnere strutturista, come è la sua funzione, deve spesso prevalere sulle preoccupazioni fiscali del costruttore, così come sul controllo delle fantasie estetiche del progettista o dell’architetto.
L’analisi strutturale ha una storia che risale a ben oltre 2000 anni. Gli antichi greci e romani usavano l’analisi dei materiali portanti, della forza e delle sollecitazioni per costruire le strutture dell’antichità, alcune delle quali rimangono intatte oggi. La Grande Muraglia Cinese è un altro esempio di architettura antica sopravvissuto oggi grazie a una corretta analisi dell’integrità proiettata dei componenti strutturali. È evidente che sebbene i materiali da costruzione e l’estetica del design strutturale siano cambiati radicalmente nel corso dei secoli, l’analisi matematica di base degli elementi strutturali rimane la stessa.