L’ingénierie d’analyse structurelle est un type d’ingénierie qui traite principalement de la conception et de l’analyse de diverses structures qui doivent supporter ou résister à des charges. Ce type d’ingénierie est généralement utilisé lors de la construction de bâtiments de grande taille ou de forme inhabituelle, mais peut également être utilisé pour d’autres structures telles que les navires, les ponts, les pipelines, les avions et les usines de fabrication industrielle. L’ingénierie de l’analyse structurelle est généralement nécessaire pour garantir qu’une structure sera capable de supporter certaines charges de poids, les changements climatiques ou les catastrophes naturelles. Le domaine de l’ingénierie de l’analyse structurelle est généralement divisé en trois catégories distinctes: civile, architecturale et mécanique.
La théorie de l’ingénierie de l’analyse structurelle est généralement basée sur des lois physiques connues ainsi que sur une connaissance expérientielle des performances passées de divers types de matériaux de structure. Ce type d’ingénierie n’utilise généralement que quelques éléments de base afin de construire un système structurel très complexe. Les éléments de base qui composent la plupart des structures comprennent les colonnes, les arches, les poutres et les coques ainsi que les plaques et les câbles. Ces éléments sont également classés comme étant soit courbes, soit droits, et uni ou bidimensionnels.
Le domaine de l’ingénierie de l’analyse structurelle a commencé à être reconnu pendant la révolution industrielle de la fin du XIXe siècle. Avant cette époque, un architecte et un ingénieur en analyse structurelle occupaient essentiellement le même poste, connu sous le nom de maître d’œuvre. Comme la connaissance de certaines théories structurelles a commencé à augmenter au cours de cette période, le besoin s’est fait sentir d’un type d’ingénieur civil spécialisé dans l’analyse structurelle. Aujourd’hui, la complexité de la plupart des structures modernes nécessite une grande créativité d’un point de vue structurel pour s’assurer que ces structures sont capables de supporter et de résister aux charges auxquelles elles sont soumises.
Les structures de génie civil nécessitant une analyse structurelle comprennent généralement les barrages, les ponts, les pipelines et les structures offshore. Ces structures sont souvent soumises à des forces extrêmes causées par de grandes variations de température et des charges dynamiques dues aux vagues ou à la circulation. Ils sont parfois construits dans des environnements très corrosifs en mer et sous terre.
Les structures d’ingénierie architecturale, telles que les entrepôts, les dômes et les gratte-ciel, sont souvent très complexes et nécessitent une équipe d’ingénieurs en analyse structurelle afin de terminer leur conception et leur construction. Ces ingénieurs doivent tenir compte des forces telles que le vent, la neige, la pluie, le feu et les tremblements de terre lors de la conception d’une structure. En plus de maintenir l’intégrité structurelle, les services nécessaires au bâtiment tels que le chauffage, la climatisation, les communications et l’éclairage doivent être pris en compte dans la conception globale.
Les principes de base de l’ingénierie de l’analyse structurelle sont également fréquemment appliqués dans la construction de certains types de structures mécaniques. Les structures mécaniques nécessitant ce type d’ingénierie comprennent généralement les navires, les avions, les wagons de chemin de fer, les ascenseurs et les grues. Les structures mécaniques telles que les navires et les aéronefs sont souvent soumises à des forces extrêmes susceptibles de se produire à plusieurs reprises pendant la durée de leur service. Lors de la conception de ce type de structure, un ingénieur doit s’assurer qu’elle sera capable de supporter ces contraintes sur une longue période de temps.