Le strutture sono progettate per resistere a varie forze che possono agire contro di loro. Queste forze possono essere classificate in due gruppi principali:
1. Forze esterne: Queste forze agiscono direttamente sulla struttura dall'esterno.
* Gravità: La forza di gravità agisce sul peso della struttura, tirandolo verso il basso. Questa è una forza significativa per tutte le strutture, in particolare edifici alti e ponti.
* Vento: Il vento può esercitare una pressione significativa sulle strutture, in particolare edifici e ponti. Questa forza può causare vibrazioni, ondeggiare o persino crollare.
* Attività sismica: I terremoti generano un movimento a terra che può scuotere e destabilizzare le strutture, causando danni o addirittura collasso.
* Pressione idrostatica: La pressione dell'acqua agisce su strutture immerse in acqua, come dighe, ponti e tunnel sottomarini. Questa pressione può causare stress significativi sulla struttura.
* Azione d'onda: Le onde possono esercitare un'enorme pressione sulle strutture situate vicino alle coste, come dighe e breakwaters.
* Fluttuazioni di temperatura: L'espansione termica e la contrazione dovuta alle variazioni di temperatura possono esercitare stress sulle strutture, in particolare nelle aree con significativi sbalzi di temperatura.
* Carichi di neve e ghiaccio: La neve e il ghiaccio accumulate possono creare carichi sostanziali su tetti e altri elementi strutturali, aumentando il rischio di collasso.
* Carichi live: Si tratta di carichi dinamici generati dall'attività umana o da oggetti in movimento, come persone che camminano, veicoli alla guida o operatori di macchinari.
* Carichi di impatto: Questi sono impatti improvvisi e forti da oggetti come veicoli che si scontrano con edifici o detriti che colpiscono le strutture durante le tempeste.
2. Forze interne: Queste forze nascono all'interno della struttura stessa a causa dell'interazione dei suoi componenti e delle forze esterne.
* Forze di taglio: Queste forze agiscono parallele alla superficie della struttura, causando la scivolata o la deformazione. Si verificano a causa di carichi di vento, forze sismiche o peso della struttura stessa.
* Forze di tensione: Queste forze agiscono per separare la struttura, allungandola. Possono essere causati da carichi di vento, forze sismiche o dal peso della struttura stessa.
* Forze di compressione: Queste forze agiscono per mettere insieme la struttura, stringendola. Si verificano a causa della gravità, del peso della struttura o di altre forze esterne.
* Forze di torsione: Queste forze agiscono a distorcere la struttura, causando la ruota. Possono derivare da carichi di vento, forze sismiche o peso della struttura.
* Forze di piegatura: Queste forze agiscono a causare la piegatura o la deviazione della struttura. Possono verificarsi a causa di carichi di vento, forze sismiche o peso della struttura stessa.
Altri fattori:
* Proprietà materiali: La forza e il comportamento dei materiali utilizzati nella struttura svolgono un ruolo significativo nel modo in cui risponde alle forze.
* Design &Construction: I metodi di progettazione e costruzione utilizzati possono influenzare la capacità della struttura di resistere alle forze.
* Manutenzione: La manutenzione e le ispezioni regolari sono fondamentali per garantire l'integrità continua della struttura e la capacità di resistere alle forze.
Considerando attentamente tutte queste forze e fattori, gli ingegneri possono progettare e costruire strutture sicure, stabili e in grado di resistere alle forze che incontreranno per tutta la vita.
