Co je strukturální selhání?

Strukturální selhání nastane, když struktura, jako je budova, kolapsy nebo fyzicky selže podobným způsobem. Existuje mnoho příčin strukturálního selhání, a to jak přirozené, tak i člověka. V některých případech může být návrh nebo skutečná konstrukce budovy zavinění, zatímco v jiných případech je příčinou nedbalost, přetížení nebo přírodní katastrofa. Senzory a matematické modely se používají při navrhování a údržbě budov ke snížení a sledování možnosti strukturálního selhání. Mezi faktory možného stresu patří tvar a zamýšlené použití budovy-například výšková kancelářská budova se fyzicky liší od víceúrovňové parkovací garáže nebo jednopodlažního obytného domu. Každá z těchto budov bude reagovat na těžké náklady, vítr, déšť a zemětřesení jiným způsobem.

Materiál je také důležitý. Například ocelové rámy a velké množství budovného skla používaného ve mrakodrapech dávají těmto vysokým budovám flexibilitu nezbytnou k odolání síly vysokých větrů. Vyvrcholené šindelované střechy na domech v chladném podnebí umožňují snížit sníh, spíše než se hromadit při těžkých zatíženích a vytváření hmotnosti, která by mohla vést ke kolapsu střechy - běžný typ strukturálního selhání. V případě zemětřesení mohou být nebezpečnější cihlové budovy, i když méně náchylné k palbě než budovy ze dřeva, protože těžké zdivo se může zhroutit a vytvořit nebezpečné nebezpečí pro ty uvnitř.

Strukturální selhání může nastat v důsledku konstrukční vady, pokud ti, kteří budovu navrhli, nezohlednili jeho umístění, tvar a zamýšlené použití. Může se to také vyskytnout kvůli nedbalosti nebo zneužití budovy - například ji načtení přes zamýšlenou kapacitu s lidmi nebo navícm Položky, jako je strojní zařízení. Tyto případy kolapsu budovy jsou vytvořeny člověkem a lze jim zabránit modelováním pravděpodobných kmenů na budově matematicky během procesu navrhování a dodržováním těchto pokynů ohledně životnosti budovy.

Přírodní katastrofy a jevy počasí mohou být často náročnější hrozbou. Silné větry, oheň, hmotnost deště nebo sněhu a zemětřesení mohou vést ke strukturálnímu selhání. Ačkoli se tyto faktory očekávají při konstrukci a konstrukci co nejvíce, stále dochází k nehodám. Neočekávaná koroze kovového rámovacího prvku v důsledku prosakování vody může vést ke kolapsu struktury. Chyby v betonových směsích používaných při budování nadací mohou vést k praskání a případnému selhání.

Aby se tato rizika zmírnila, inženýři často používají senzorové systémy namontované uvnitř struktury. Zařízení nazývaná akcelerometry mohou měřit vibrace a používají se k měření funkce mostů. Měřidla a optika vláknaLze použít při detekci napětí a poškození vyvolané zatížení na strukturách. Tato a další související senzorová zařízení pomáhají inženýrům předpovídat a zabránit možnému strukturálnímu selhání.