Programe de Analiza Structurala, Evolutie si Perspectiva.

Domeniul construcţiilor este unul extrem de laborios şi important, în aceeaşi măsură fascinant, pentru cei care vor să cunoască parcursul unui proiect de construcţii, de la idee, până la finalizare. Palierul construcţiilor este amplu, incluzând construcţii civile, industriale și agricole, drumuri şi poduri, precum şi construcţii hidrotehnice. Oricare dintre aceste categorii, presupune parcurgerea anumitor etape de lucru, precum şi respectarea legilor în vigoare. De asemenea, inginerilor constructori le revin diferite arii de activitate şi sarcini, în executarea unei construcţii, de orice natură, fiind nevoie de ingineri structurişti (atât proiectanți cât și executanţi), diriginţi de şantier, experţi tehnici, verificatori de proiecte și responsabili tehnici cu execuţia lucrărilor.

Ce înseamnă un proiect de construcţii?

Aceasta e întrebarea de la care am plecat, când am scris acest articol. Ne-a fost alături Domnul Inginer Bogdan Nicu, din cadrul Biroului SKULPTOR STRUCTURAL DESIGN, care a avut amabilitatea să ne facă un rezumat al profesiei.

În ceea ce priveşte domeniul construcţiilor civile, orice proiect presupune parcurgerea anumitor etape. Astfel, fie că este vorba de un imobil, o clădire de birouri, un magazin, un restaurant sau o sală de sport, construcţia clădirii impune apelarea la serviciile mai multor specialişti. Arhitectul se concentrează pe aspectul estetic și funcțional al clădirii, iar inginerul proiectant structurist se concentrează pe siguranța și stabilitatea clădirii. Amândoi lucrează împreună pentru a se asigura că proiectul este viabil și respectă standardele în vigoare.

Inginerul va fi cel care va proiecta şi va asigura o bună execuţie a întregii lucrări. De la fundaţie, stâlpi, grinzi / centuri, până la pereţi, tavane (plăci), balcoane, terase şi acoperiş, inginerul structurist deţine un rol esenţial în proiectarea și executarea acestora, având drept scop final obţinerea unei construcţii solide şi rezistente, durabile şi sigure. 

Rolul inginerului structurist în ridicarea unei construcţii

În desfăşurarea unui proiect de construcţii, rolurile inginerului structurist sunt multiple şi esenţiale. Acesta elaborează documentaţia şi proiectul tehnic, în vederea obţinerii autorizaţiei de construire. De asemenea, inginerul structurist evalueaza sarcinile de încărcare ce acţionează în perioada de exploatare a construcţiei şi efectuează calcule statice şi dinamice pe baza cărora concepe structura de rezistenţă a clădirii.

Structuristul este cel care atunci când proiectează structura de rezistenţă a unei clădiri, respectă normele în vigoare şi vizează îndeplinirea tuturor condiţiilor de stabilitate, rezistenţă şi durabilitate. Pe scurt, siguranţă în faţa acţiunilor verticale (gravitaţionale, utile, zăpadă, etc.) cât şi în faţa acţiunilor orizontale (seismice, vânt, etc). Astfel, inginerul structurist este specialistul care, prin intermediul dimensionării elementelor structurale, urmăreşte limitarea deplasărilor laterale în faţa efectelor acţiunii seismice, precum şi limitarea degradării şi deteriorării elementelor nestructurale.
 

Prin respectarea proiectului unui inginer structurist, se asigură un răspuns bun al viitoarei construcţii sub acţiunea unui seism puternic. De asemenea, inginerul structurist are şi sarcina de a eficientiza proiectele, din punct de vedere tehnico-economic, cu un consum optim de materiale, tocmai datorită cunoştinţelor de specialitate care garantează luarea celor mai bune decizii în ceea ce priveşte cantităţile şi calităţile materialelor de construcţii necesare pentru realizarea structurii de rezistenţă.

Tot inginerul structurist va fi acela care poate furniza cele mai exacte informaţii legate de sarcina maximă care poate fi aplicată asupra construcţiei, precum şi cele mai avizate recomandări atunci când se doreşte modificarea destinaţiei iniţiale a clădirii.

Relația dintre Arhitect și Inginerul de Structuri

Pentru a înțelege complexitatea relației dintre arhitect și inginer, ne-am adresat Domnului Arhitect Vlad Balosin - Fondator al METRIK și un mai vechi prieten al Redacției Misiunea Casa, care ne-a declarat următoarele.

Această relație necesită ”cap și tact pentru compromisuri”, o excelentă comunicare între specialiști care se respectă reciproc, adevăratul câștigător fiind beneficiarul final al proiectului.

Începând cu sec XIX, cele două profesii au dezvoltat o complementaritate care încă își caută matca de exprimare.

Costul de execuție și eleganța soluției propuse de inginerul structurist precum și optimizarea proiectului de structură fără a afecta indicatorii de rezistență ai clădirii sunt așteptările îndreptățite pe care un arhitect le are față de inginerul de structuri, care este unul din principalii săi colaboratori.

Respectarea termenelor asumate (punctualitatea) este de asemenea o caracteristică esențială a relației, fiindcă eventualele întârzieri ale ”livrabilelor” pot genera conflicte nedorite și decalarea inacceptabilă a termenului de predare.

C.A.D.: Computer Aided Design

Programele de tip CAD (Computer-Aided Design) sunt utilizate în domeniul ingineriei pentru a proiecta și a reprezenta grafic structuri, mașini, arhitectură și multe alte tipuri de sisteme. Încă din anii 1950 au fost dezvoltate primele programe de tip CAD, care au permis inginerilor să creeze modele tridimensionale ale proiectelor lor pe calculator, în loc să utilizeze desene sau modele fizice. Astfel, programelor de tip CAD le-a fost recunoscută o mare importanță în procesul de proiectare și dezvoltare a diferitelor sisteme, deoarece au permis o mai mare precizie, o mai bună reprezentare grafică și au accelerat procesul de proiectare.

Evoluţia tehnologică a pătruns cu repeziciune în toate domeniile, cel al construcţiilor bucurându-se, de asemenea, de avantajele oferite de rapiditatea şi eficienţa posibilităţilor oferite de era tehnologică. Astfel, în domeniul construcţiilor a luat naştere CAD, un program folosit în proiectare, în vederea realizării de planuri de construcţie. CAD-Computer Aided Design activează în două dimensiuni-2D sau în trei dimensiuni-3D, deţine o serie de fişiere şi rulează în sistemul Windows. 

AutoCAD. Software-ul care a revoluționat proiectarea

Inginerul structurist este cel care are drept unelte de lucru creionul şi hârtia milimetrică, cel care are întotdeauna la îndemână rigla de calcul şi planşeta. Proiecte impresionante şi schiţe greu de urmărit de către o persoană neinstruită în construcţii, au luat naştere de-a lungul vremii din mâinile, priceperea, profesionalismul şi truda inginerilor structurişti, rezultatele fiind reprezentate de unele dintre cele mai elaborate, valoroase şi sigure construcţii. 

AutoCAD vine ca o soluţie salvatoare atunci când se doreşte micşorarea timpului alocat proiectării, când se vizează diminuarea resurselor incluse în creionarea unui proiect, precum şi atunci când se doreşte renunţarea la folosirea instrumentelor de măsurare pe suportul tradiţional.

Astfel, CAD reprezintă posibilitatea de a concepe un proiect în mediul virtual, un mediu care este uşor de manevrat, extrem de rapid şi simplu de accesat. Folosirea unui software de proiectare asigură ghidare permanentă, oferă soluţii, execută rapid, permite trasarea cu uşurinţă a liniilor şi oferă posibilitatea vizualizării din toate unghiurile. AutoCAD exclude hârtia milimetrică, rigla de calcul şi creionul, cu toate acestea, constituindu-se într-o prelungire a mâinii proiectantului şi lărgindu-i aria de percepţie.

Programele de analiză structurală. Exemple.

Etabs este un program de analiză structurală care permite proiectanților structuriști să creeze modele tridimensionale ale structurilor și să le analizeze sub diferite încărcări. Acest program oferă o gamă largă de instrumente de simulare, care permit determinarea comportamentului structurilor în diferite condiții, cum ar fi: încărcări de vânt, zăpadă sau seismice.

Etabs poate fi utilizat pentru a proiecta structuri din diferite materiale: beton, oțel sau lemn, și poate fi integrat cu alte programe de proiectare.

STAAD Pro este un alt program de analiză structurală folosit de inginerii proiectanți structuriști. Acest program permite crearea și analizarea modelelor tridimensionale ale structurilor de rezistență, precum și determinarea comportamentului lor sub diferite încărcări. STAAD Pro oferă o gamă largă de instrumente de simulare, care permit analiza structurală a structurilor din diferite materiale, cum ar fi oțel, beton sau lemn, și poate fi integrat cu alte programe de proiectare pentru a facilita schimbul de informații între proiectanți.

În concluzie, programele de analiză structurală precum Etabs și STAAD Pro sunt instrumente puternice pentru inginerii proiectanți structuriști, care le permit să proiecteze și să analizeze structuri de rezistență într-un mod precis și eficient. Aceste programe sunt esențiale pentru proiectarea structurilor sigure și eficiente, care îndeplinesc cerințele de rezistență, stabilitate și durabilitate.