trajnost konstrukcija, svojstvo građevina da zadrže zahtijevanu razinu sigurnosti i uporabljivosti u duljem vremenskom razdoblju, barem do kraja projektiranoga (očekivanoga) uporabnog vijeka.

Sigurnost konstrukcije njezina je sposobnost podnošenja vanjskih sila i utjecaja (opterećenja, vibracije, korozija, atmosferilije i sl.) uz zadržavanje mehaničkih svojstava i nosivosti. Uporabljivost konstrukcije njezina je sposobnost udovoljavanja zahtjevima namjene, a vezuje se najčešće uz deformacije konstrukcije, pomake, vibracije i oštećenja. Uporabni vijek je vremensko razdoblje tijekom kojega su nosivost (sigurnost), uporabljivost i druga zahtijevana svojstva konstrukcije iznad minimalno dopustive razine. U propisima i normama izdaje se kao zahtjev za određenim brojem godina uporabnoga vijeka koji konstrukcija mora moći dosegnuti. Za većinu uobičajenih konstrukcija stambenih i poslovnih zgrada te tipskih mostova to je razdoblje od 50 godina, za privremene i pomoćne građevine te dijelove konstrukcije za koje se predviđa da će se u vijeku trajanja konstrukcije zamijeniti to je 10 ili 25 godina, dok se za građevine iznimne važnosti (veliki i dugi mostovi, brane ili posebne inženjerske građevine) može zahtijevati 100 ili čak 200 godina. Trajnost konstrukcija je prirodno ograničena svojstvima materijala, mora biti ograničena ekonomičnošću te podrazumijeva pravilno planiranje, projektiranje, izgradnju i održavanje.

Povijesni razvoj i suvremeni pristup trajnosti

Drevne civilizacije gradile su s velikom rezervom nosivosti, što podrazumijeva veliku trajnost, pa neke od tih drevnih monumentalnih građevina traju i danas. Primjer su rimske građevine, osobito konstrukcije izvedene u kamenu uz uporabu luka kao glavnoga nosivog elementa. Tijekom povijesti graditeljstva, konstrukcije su se uglavnom izvodile na temelju iskustva, uz iskorake pojedinih civilizacija, dok je ozbiljniji pristup proračunavanju konstrukcija donijelo razdvajanje arhitektonske i građevinske struke sredinom XVII. st., pri čemu se prva usmjerava na oblikovanje građevina, dok građevinarstvo obuhvaća proračun konstrukcija i tehnologije izvedbe. U to se doba osnivaju i prve škole u kojima se obrazuju građevinski inženjeri, poput École nationale des ponts et chaussées kraj Pariza (1747). Posljedica je iskoraka u proračunu konstrukcija izvođenje građevnih konstrukcija sa sve manjim rezervama nosivosti, vitkijim elementima i većim rasponima, što znatno utječe na njihova trajnosna svojstva.

O trajnosti konstrukcija se značajnije počinje voditi računa od 1960-ih s porastom zahtjeva koje konstrukcije moraju ostvariti tijekom razdoblja uporabe (primjerice sve veće prometno opterećenje u masi i broju vozila). Pozornost se usmjerava na sve faze procesa gradnje radi postizanja optimalne trajnosti. Suvremeni pristup trajnosti obilježen je promjenom u filozofiji građenja, koja podrazumijeva razmatranje dugoročnog ponašanja i promjene svojstava konstrukcija uz svjesno prihvaćanje razine rizika ovisno o važnosti, namjeni i gospodarskom okruženju konstrukcije. Europske norme za trajnost konstrukcija razvijaju se i primjenjuju od 1990-ih. Za uobičajene se konstrukcije uporabni vijek od 50 godina implicitno postiže uvažavanjem smjernica (npr. ograničenjem širine pukotina, kvalitetom i debljinom zaštitnog sloja betona). Za konstrukcije veće važnosti ili one izložene iznimno agresivnom okolišu preporučuje se projektiranje trajnosti prema ponašanju u stvarnim uvjetima, uključivanjem složenih modela za predviđanje uporabnog vijeka.

Razvoj u Hrvatskoj

Za uvođenje trajnosti konstrukcija u znanstvenu, stručnu i nastavnu djelatnost u Hrvatskoj najzaslužniji je → Jure Radić. Radić je 1985. na Brijunima organizirao prvi znanstveno-stručni simpozij u Hrvatskoj, a prvi znanstveni projekt Trajnost konstrukcija dovršen je za Samoupravnu interesnu zajednicu za ceste Hrvatske 1989. Za Ministarstvo znanosti obrazovanja i športa vodio je 1998–2002. znanstveni projekt Modeliranje trajnosti lučnih mostova kojim su sva hrvatska iskustva u građenju lučnih mostova u iznimno zahtjevnim priobalnim uvjetima pretočena u lekcije za projektiranje i održavanje trajnosti lučnih mostova u svijetu.

Prvi je veći infrastrukturni projekt pri kojem su primijenjena znanja o trajnosti konstrukcija Maslenički most na autocesti A1 projektanata J. Radića, → Zlatka Šavora i Vinka Čandrlića, otvoren za promet 1997. U projektiranju optimalne trajnosti toga mosta rabila su se istraživanja postojećih velikih jadranskih mostova za koje je utvrđeno da zbog izloženosti agresivnom djelovanju morske (slane) vode imaju manju trajnost nego što je očekivano te je na njemu primijenjen cjelovit sustav mjera kakav ranije nije ostvaren ni na jednoj sličnoj građevini: broj prijelaznih naprava i ležaja sveden je na najmanju mjeru, odabrane su znatno veće geometrijske izmjere nosivoga sklopa od primijenjenih na postojećim jadranskim mostovima, beton za elemente mosta projektiran je i ugrađen tako da se osigura nepropusnost koja je iznimno važna za trajnost u okolišu zasićenom solju, a primijenjene su i stroge mjere njege svježeg betona.

Trajnosti konstrukcija je kao sveučilišni kolegij prvi put u Hrvatskoj uveden 1996. na Katedri za mostove → Građevinskoga fakulteta u Zagrebu. Kolegij je, kao odgovor na potrebu za praćenjem konstrukcija tijekom svih faza projektiranja, izgradnje i održavanja radi optimalne trajnosti građevina i održivog gospodarenja raspoloživim dobrima uveo dugogodišnji pročelnik katedre J. Radić. Uveden kao kolegij na dodiplomskome studiju, implementacijom Bolonjskog procesa kolegij Trajnost konstrukcija (danas Trajnost konstrukcija I) izvodi se na diplomskome studiju, a od 2009/10. na istom je studiju uvedena i Trajnost konstrukcija II kao izborni kolegij posvećen postojećim građevinama i njihovu ocjenjivanju, izvanrednim djelovanjima koje mogu zateći konstrukcije tijekom njihova vijeka trajanja te važnosti projektiranja robusnih konstrukcija sa zalihama. Nekadašnje suradnice J. Radića, Ana Mandić Ivanković i Marija Kušter Marić, danas su nositeljice kolegija.

Nakon zagrebačkoga, kolegiji trajnosti konstrukcija uvedeni su i na građevinskim fakultetima u Splitu, Rijeci i Osijeku. Na Građevinskome fakultetu u Splitu kolegij Trajnost konstrukcija odvija se pod okriljem Katedre za betonske konstrukcije i mostove na diplomskome studiju. Kolegij Računarska mehanika trajnosti na diplomskome studiju građevinarstva provodi Zavod za računalno modeliranje materijala i konstrukcija Građevinskoga fakulteta u Rijeci. Kolegij Teorija trajnosti konstrukcija na poslijediplomskome sveučilišnom studiju građevinarstva izvodi se na Katedri za betonske i zidane konstrukcije u Zavodu za materijale i konstrukcije Građevinskoga fakulteta u Osijeku.

J. Radić je 2010. objavio prvi i zasad jedini sveučilišni udžbenik Trajnost konstrukcija I, koji je osim studentima namijenjen i građevinskim stručnjacima. Udžbenik donosi mehanizme razaranja konstrukcija i smjernice za ostvarivanje trajnih betonskih, zidanih, drvenih i čeličnih konstrukcija kroz projektiranje, izvođenje i održavanje. Donesen je pregled o dijagnostici stanja i praćenju postojećih i novih konstrukcija. Razmatraju se uzorci neuspjeha, nesreća i katastrofalnih rušenja na primjerima stvarnih konstrukcija, koje prati razmatranje pristupa u upravljanju rizicima te odgovornosti različitih sudionika u gradnji. Dio je posvećen metodologiji obnove nakon ratnih i potresnih razaranja, kao i estetskim, ekološkim i etičkim aspektima trajnosti. Udžbenik donosi suvremeni pristup projektiranju trajnosti te objašnjava važnost bavljenja trajnošću tijekom cijeloga životnog vijeka konstrukcije, od koncipiranja i projektiranja, građenja i održavanja do uklanjanja.