Revista

INSTABILITĂŢI ŞI CATASTROFE ÎN INGINERIA STRUCTURALĂ

Prof. dr. ing. Victor GIONCU, Membru titular al Academiei de Ştiinţe Tehnice din România

Premii obţinute în 2005:

După o definiţie remarcabilă dată de Petrovski (1985), ”Ingineria structurală este ştiinţa şi arta de a proiecta şi realiza, cu economie şi eleganţă, clădiri, poduri şi alte structuri similare, astfel ca să reziste în siguranţă la forţele la care ele vor fi supuse”.

Sporirea eficienţei structurilor prin reducerea greutăţii proprii şi a consumului de materiale este un trend general în ingineria structurală. În acest scop s-au folosit materiale noi, s-au dezvoltat tipuri noi de structuri sau s-au optimizat cele existente.

Noile materiale, oţelul, betonul armat, plasticul etc., după mii de ani în care singurele materiale au fost lemnul, piatra sau cărămida ceramică, au făcut posibil să fie construite clădiri înalte, poduri cu deschideri mari, săli pentru zeci de mii de spectatori. Soluţiile noi cu plăcile curbe, structurile reticulate planare sau curbe, membranele tensionate etc., au permis realizarea unor deschideri impresionante. Tendinţa continuă de optimizare a soluţiilor a condus la utilizarea intensivă a structurilor uşoare atât în construcţiile civile cât şi în cele industriale. Dezvoltarea acestor structuri este legată şi de posibilităţile oferite de dezvoltarea rapidă a calculatoarelor şi a programelor eficiente, care au permis inginerilor de structuri să calculeze structuri complexe şi să determine mai exact comportarea lor sub încărcări, atât în stadiul elastic cât şi în cel plastic.

În paralel cu această dezvoltare, a structurilor uşoare, proiectanţii de structuri sunt în faţa unor noi probleme create de reducerea consumurilor de materiale. Cu cât structura este mai uşoară, ea devine mai zveltă şi comportarea ei este influenţată de factori care nu au fost importanţi la structurile tradiţionale şi anume: instabilitatea structurilor, instabilitatea cuplată sau acţiunile variabile.

Producerea de accidente în ingineria structurală, impactul acestora asupra societăţii, evaluarea şi interpretarea avariilor sunt principalele provocări aduse inginerilor structurişti. Paradoxul ingineriei structurale constă în faptul că inginerii pot învăţa mai multe din greşeli decât din succese (Petroski, 1985). Colapsul unei structuri a contribuit mult mai mult la evoluţia concepţiilor de proiectare decât structurile la care nu s-au produs accidente, dacă specialiştii au avut capacitatea de a înţelege ce s-a întâmplat. Astfel, catastrofele structurale reprezintă o provocare pentru ingineria structurală, în scopul îmbunătăţirii metodelor de calcul (Gioncu şi Mazzolani, 2002).

Studiul instabilităţii structurilor este un subiect fascinant şi joacă un rol major deosebit printre direcţiile de cercetare din ingineria structurală. Necesitatea unor abordări complexe a stimulat atât interesul unor matematicieni, pentru aspectele teoretice, cât şi a unor ingineri, pentru aspectele practice.

Problemele de instabilitate a structurilor nu sunt unice în ştiinţă, instabilităţi de stare apărând în foarte multe ramuri ale ştiinţei. De aceea, în ultimul timp s-au dezvoltat şi alte teorii ştiinţifice în alte domenii, cum ar fi: Teoria sistemelor disipative (chimie), Sinergetica (fizică) sau Teoria catastrofelor (matematică) şi fiecare abordând aspecte specifice domeniului respectiv. De aceea o sinteză a rezultatelor obţinute şi utilizarea acestora în vederea elaborării unei Teorii coerente privind instabilitatea structurilor este absolut necesară. Este şi scopul acestei monografii, care se bazează în principal pe aspecte noi introduse de Teoria catastrofelor, dar şi pe cele rezultate din celelalte două teorii.

Lucrarea de faţă cuprinde numeroase contribuţii personale ale autorului, cercetător remarcabil în domeniul instabilităţii structurilor, contribuţii care sunt integrate firesc într-o trecere în revistă competentă a rezultatelor publicate în ultimii ani în literatura de specialitate.

Apariţia unei astfel de monografii originale reprezintă un eveniment editorial deosebit, care îşi atinge major scopul, acela de a prezenta coerent problemele instabilităţilor structurilor, în care înţelegerea profundă a aspectelor fenomenologice are prioritate asupra abordărilor matematice, teoria catastrofelor rămânând mai mult o teorie calitativă decât una cantitativă, la dezvoltarea unei Teorii coerente a instabilităţii structurilor.

În condiţiile prezentate mai sus, consider că apariţia acestei monografii este un eveniment unic în literatura de specialitate din ţara noastră şi probabil şi din străinătate şi o recomand cu căldură spre lectură colegilor din specialitate.

Timişoara, 10 ianuarie 2007
Prof. dr. ing. Daniel GRECEA
Universitatea ”Politehnica” din Timişoara
Facultatea de Arhitectură