Co to jest projektowanie stali konstrukcyjnej?

Stal jest obecnie najczęściej używanym materiałem budowlanym na świecie. Jego stosunek wytrzymałości do masy, trwałość, elastyczność, giętkość, przyjazność dla środowiska i zwykły estetyczny wygląd sprawiły, że w ciągu ponad 100 lat od jego wynalezienia stal stała się integralnym elementem konstrukcyjnym praktycznie każdej istniejącej konstrukcji handlowej. Od drapaczy chmur po mosty, od samochodów po statki, od rurociągów po suwnice rakietowe — trwałość i wszechstronność stali sprawia, że ​​te elementy wyposażenia współczesnej cywilizacji są możliwe.

Oczywiście wraz z pojawieniem się stali pojawiła się koncepcja projektowania konstrukcji stalowych. Aby został prawidłowo wzniesiony, geometryczne konfiguracje konstrukcji stalowych, różne czynniki związane na przykład z budową stalowego wieżowca, muszą zostać obliczone i dopracowane, często jeszcze przed odlewaniem stali. W rozwoju konstrukcji stalowej od pomysłu do wzniesienia, inżynier konstrukcji stalowych jest jednym z pierwszych ekspertów, którzy zostali zaangażowani w proces budowlany.

Istotą projektowania konstrukcji stalowych, w przeciwieństwie do projektu architektonicznego, jest zapewnienie integralności konstrukcyjnej budynku stalowego, mostu, pojazdu, wieży itp. Projektowanie konstrukcji stalowych obejmuje znajomość różnych rodzajów stali i stopów na bazie stali, opieranie się na wzorach opisujących współczynniki naprężeń i nośności m.in. stalowych belek, słupów, zastrzałów, łączników i wieszaków oraz szerokie opanowanie form geometrycznych i matematyki konstrukcji. Jeśli którykolwiek z elementów konstrukcyjnych lub fizycznych ulegnie awarii, nieuniknionym skutkiem będzie katastrofa. Względy estetyczne są bardziej bezpośrednio proweniencją architekta i nie mają wpływu na prawidłowe działanie stalowego szkieletu konstrukcji.

Projektowanie stali konstrukcyjnej ewoluowało od koncentrowania się wyłącznie na sztywności, jaką stal może i faktycznie zapewnia konstrukcję, do zalet zapewnianych przez stal w zakresie elastyczności konstrukcyjnej, dzięki czemu konstrukcja lepiej opiera się naprężeniom natury i człowieka. Co ciekawe, głównym impulsem do tej ewolucji w projektowaniu konstrukcji stalowych były trzęsienia ziemi. Wstępny projekt wielokondygnacyjnych konstrukcji stalowych i długich stalowych przęseł zwykle opiera się na tym, jak skutecznie konstrukcja wytrzyma silne trzęsienie ziemi. Odporność na wiatr jest również głównym czynnikiem przy projektowaniu i budowie wysokich konstrukcji stalowych, podobnie jak terroryzm.

W powijakach projektowanie konstrukcji stalowych było realizowane przez wiele godzin żmudnych obliczeń fizycznych, szkiców i, bardzo często, prób i błędów. Ponieważ poprawiła się jakość samej stali, poprawiła się również mechanika projektowania stali konstrukcyjnej. Projektowanie wspomagane komputerowo (CAD) jest prawdopodobnie najbardziej innowacyjnym i skutecznym narzędziem w rozwoju projektowania konstrukcji stalowych, uwalniającym inżyniera budownictwa od nudy i błędów związanych z fizycznymi obliczeniami i ręcznym rysowaniem. CAD zapewnia znacznie szybszy i dokładniejszy proces projektowania przy znacznie niższych kosztach.