Spoiny, wiązania i fundamenty

Wytrzymałość samych materiałów nie gwarantuje trwałości budowli. Możliwe nawet, że budynek lub most zawali się, choć poszczególne elementy, z których został zbudowany, nie zostaną naruszone. Aby zapewnić stabilność konstrukcji, projektanci muszą odpowiedzieć na dwa pytania: (1) w jaki sposób elementy są powiązane ze sobą i (2) co utrzymuje budynek na ziemi?

Przy małych konstrukcjach z ram drewnianych najczęściej używanym elementem łączącym jest stary, dobry gwóźdź. Gwoździe zapewniają bardzo solidne połączenia, ponieważ są utrzymywane pod naciskiem i działają na nie siły ścinające wywołane przez obciążenia budynku. Sąjednak pewne siły, którym gwóźdź nie może się przeciwstawić. Jeżeli pociągnąć go w kierunku przeciwnym do tego, w którym został wbity, łatwo go wydobyć. Z tego powodu dachy są często zrywane przez silne wiatry. Normalnie dach opiera się na reszcie budowli, jednak silny wiatr może unieść jego elementy do góry. Same gwoździe nie mogą zapobiec takiemu uszkodzeniu.

Aby przystosować konstrukcje do ewentualnych zmian kierunku obciążenia - zwłaszcza w obszarach nawiedzanych przez huragany - krokwie i inne drewniane elementy więźby muszą być połączone metalowymi taśmami i klamrami. Można też wywiercić otwory w pokrywających się elementach i umocować je przy pomocy śrub z nakrętkami. Poza tym, aby wyeliminować poprzeczne zginanie i obciążenia skręcające złącza budynku, można zastosować skuteczne usztywnianie w oparciu o zasadę trójkąta. Sposoby te mają szczególne znaczenie, kiedy prowadzi się budowy na wybrzeżach lub w rejonach występowania powodzi, gdyż jeżeli powódź niszczy budowlę, na ogół winę ponoszą właśnie złącza i wiązania tanie drzwi.

W wypadku większych budowli ze stali i betonu projekt złącz ma jeszcze większe znaczenie. Mosty, wiadukty i wysokie budynki pod wpływem wiatru i wstrząsów sejsmicznych doznają znacznych przesunięć. Dla przykładu, długi most wiszący, taki jak Golden Gate Bridge, w wietrzny dzień może kołysać się na boki o 4,5 metra, a najwyższe piętra drapacza chmur mogą wychylać się o metr. Pamiętajmy, że takie konstrukcje muszą się nieco poruszać, ponieważ to właśnie sprężystość pozwala im dostosować się do zmiennych warunków obciążenia. Duże budynki muszą rozszerzać się i kurczyć w miarę zmian temperatury. Jeżeli byłoby to niemożliwe, powstające naprężenia mogłyby łatwo przekroczyć granicę sprężystości stali i betonu. Stupięćdziesięciometrowy most kratowy w Pensylwanii rozszerza się lub kurczy o 12 centymetrów w wyniku różnicy temperatur pomiędzy chłodnym dniem w zimie a ciepłym dniem w lecie.