L’ingegneria dell’analisi strutturale è un tipo di ingegneria che si occupa principalmente della progettazione e dell’analisi di varie strutture che devono supportare o resistere ai carichi. Questo tipo di ingegneria è tipicamente utilizzato quando si costruiscono edifici di grandi dimensioni o di forma insolita, ma può essere utilizzato anche per altre strutture come navi, ponti, condutture, aerei e impianti di produzione industriale. L’ingegneria dell’analisi strutturale è solitamente richiesta per garantire che una struttura sia in grado di sopportare determinati carichi di peso, cambiamenti climatici o disastri naturali. Il campo dell’ingegneria dell’analisi strutturale è generalmente suddiviso in tre categorie separate: civile, architettonica e meccanica.
La teoria dell’ingegneria dell’analisi strutturale si basa generalmente su leggi fisiche note e sulla conoscenza esperienziale delle prestazioni passate di vari tipi di materiali strutturali. Questo tipo di ingegneria utilizza tipicamente solo pochi elementi di base per costruire un sistema strutturale molto complesso. Gli elementi di base che costituiscono la maggior parte delle strutture includono colonne, archi, travi e gusci, nonché piastre e cavi. Questi elementi sono anche classificati come curvi o diritti, e uno o bidimensionali.
Il campo dell’ingegneria dell’analisi strutturale iniziò ad essere riconosciuto durante la rivoluzione industriale della fine del XIX secolo. Prima di allora, un architetto e un ingegnere di analisi strutturale erano essenzialmente nella stessa posizione, noto come capomastro. Poiché la conoscenza di alcune teorie strutturali iniziò ad aumentare durante questo periodo, nacque la necessità di un tipo di ingegnere civile specializzato in analisi strutturale. Oggi la complessità delle strutture più moderne richiede una grande creatività dal punto di vista strutturale per garantire che queste strutture siano in grado di sostenere e resistere ai carichi a cui sono sottoposte.
Le strutture di ingegneria civile che richiedono l’ingegneria dell’analisi strutturale in genere includono dighe, ponti, condutture e strutture offshore. Queste strutture sono spesso soggette a forze estreme causate da ampie variazioni di temperatura e carichi dinamici da onde o traffico. A volte sono costruiti in ambienti altamente corrosivi in mare e nel sottosuolo.
Le strutture di ingegneria architettonica, come magazzini, cupole e grattacieli, sono spesso molto complesse e richiedono un team di ingegneri di analisi strutturale per completare la loro progettazione e costruzione. Questi ingegneri devono tenere conto di forze come vento, neve, pioggia, fuoco e terremoti durante la progettazione di una struttura. Oltre a mantenere l’integrità strutturale, nella progettazione complessiva devono essere presi in considerazione i servizi necessari all’edificio come riscaldamento, condizionamento dell’aria, comunicazioni e illuminazione.
I principi di base dell’ingegneria dell’analisi strutturale sono frequentemente applicati anche nella costruzione di alcuni tipi di strutture meccaniche. Le strutture meccaniche che richiedono questo tipo di ingegneria includono tipicamente navi, aerei, vagoni ferroviari, ascensori e gru. Strutture meccaniche come navi e aerei sono spesso soggette a forze estreme che possono verificarsi ripetutamente durante la vita del loro servizio. Quando si progetta questo tipo di struttura, un ingegnere deve assicurarsi che sarà in grado di sopportare queste sollecitazioni per un lungo periodo di tempo.