Na tworzenie konstrukcji budowli składają się dwa procesy (uprawnienia architektoniczne – egzamin). Są to projektowanie oraz realizacja. Projektowanie swój początek znajduje w naukach teoretycznych. Z kolei realizacja pochodzi z doświadczenia. Należy jednak pamiętać o tym, że te procesy wzajemnie się uzupełniają oraz przenikają w budownictwie.
Coraz częściej wnioski teoretyczne opiera się na badaniach eksperymentalnych. Rozwinęło się to w ciągu ostatnich stu lat, a w sposób intensywny miało to miejsce w ciągu poprzednich 50 lat. Spowodowane to było tym, że nauki współczesne coraz bardziej wiązały się z procesami budownictwa. Należy pamiętać o tym, że nie można uznać danej teorii za ostateczną, dopóki nie zostanie ona zweryfikowana doświadczeniem.
Projektowanie i realizacja
Współczesna prakseologia
We współczesnej prakseologii stawia się przede wszystkim na:
– ścisłą, pomiarową obserwację zjawisk natury,
– wykonaniu doświadczeń badawczych.
Są to jedyne źródła oraz kryterium praw natury, które rządzą zjawiskami natury. Dzięki wynikom obserwacji czy doświadczeń można formułować hipotezy, które wyjaśniają dane zjawiska i pozwalają na ujęcie praw natury za pomocą funkcji matematycznych. Na skutek porównania konsekwencji z hipotez oraz wyników doświadczeń i obserwacji otrzymuje się informacje, które można wykorzystać do tego, czy dana hipoteza była słuszna. Zdobyczą naukową jest wiedza o prawach natury, która jest ujęta w szatę matematyczną (egzamin ustny uprawnienia architektoniczne – pytania).
Badania naukowe
Nowoczesne budownictwo nieodzownie łączy się z wykorzystywaniem badań. Badania naukowe w budownictwie dzieli się na:
a) teoretyczne i doświadczalne,
b) studia podstawowe i stosowane.
W przypadku prac teoretycznych główną rolę odgrywa aparat matematyczny. Z kolei w przypadku prac doświadczalnych ważniejszy jest eksperyment.
Należy jednak pamiętać o tym, że wyniki eksperymentu mają sens przy wykorzystaniu metod matematycznych. Efekty doświadczeń muszą zostać opracowane. Wykorzystuje się do tego metody obiektywne. Są to:
– probabilistyka,
– teoria estymacji,
– statystyka,
– rachunek korelacyjny.
Wymiarowanie konstrukcji
Wymiarowanie konstrukcji może się odbyć na skutek wyboru jednej z dwóch dróg (egzamin na uprawnienia architektoniczne). Pierwsza z nich dotyczy sytuacji, kiedy wymiary elementu określa się bezpośrednio z wzorów wytrzymałościowych. Z kolei drugi sposób jest bardziej popularny. Jest to intuicyjne, ale kompetentne, określenie wymiarów, a następnie sprawdzenie panujących naprężeń.
Jeżeli przyjmie się niewłaściwe wymiary, konieczna okazuje się wprowadzenie korekty, a także ponowne sprawdzenie naprężenia. Są to czynności powtarzalne do momentu, aż uda się znaleźć optymalne wymiary przekrojów.
Proces zdobywania doświadczenia
Pomocami, które przyśpieszają proces zdobywania doświadczenia są:
– eksperyment,
– badania modelowe,
– doświadczenia poligonowe.
Dzięki nim można skrócić czas wieloletnich obserwacji budowli do godzin pracy w laboratorium.
Warunki brzegowe mogą skomplikować obliczanie trudnych konstrukcji. Najczęściej jest tak, że to ujęcie matematyczne sprawia trudności. Wówczas należy zastosować metody przybliżone bądź założenia wyjściowe. Przydatne okazują się wtedy badania modelowe.
Teoria trwałości
Teoria trwałości jest nauką, która jest coraz bardziej istotna w budownictwie. Zasadniczy wpływ na budowle, a zwłaszcza na konstrukcje żelbetowe, mogą wywierać oddziaływania:
Moskwin wykazał, że stan naprężenia, w jakim znajduje się przeciętny element betonowy, wpływa korzystnie na jego trwałość. Jednocześnie oddziaływania, które mają charakter fizyczny i chemiczny są podobne do oddziaływania sił. Jeżeli do tych czynników doda się wpływy teologiczne, stany dystorsyjne oraz zmiany własności mechanicznych, to otrzyma się skomplikowany obraz zagadnień składających się na naukę teorii trwałości. Bazą rozwoju tej nauki jest przede wszystkim eksperyment.
