Co je strukturální porucha?

Strukturální porucha nastane, když se struktura, jako například budova, zhroutí nebo fyzicky poruší podobným způsobem. Existuje mnoho příčin strukturálních poruch, přírodních i umělých. V některých případech může být návrh nebo skutečná konstrukce budovy zaviněná, zatímco v jiných případech je příčinou nedbalost, přetížení nebo přírodní katastrofa. Při navrhování a údržbě budov se používají senzory a matematické modely, které snižují a monitorují možnost strukturálních poruch.

Při výstavbě budovy je do návrhu zohledněno množství mechanického namáhání nebo namáhání, které se pravděpodobně vyskytne. Faktory možného stresu zahrnují tvar a zamýšlené použití budovy - například výšková kancelářská budova je fyzicky odlišná od víceúrovňového parkovacího garáže nebo jednopatrového obytného domu. Každá z těchto budov bude reagovat na těžká břemena, vítr, déšť a zemětřesení jiným způsobem.

Důležitý je také materiál. Například ocelové rámy a velké množství stavebního skla používané v mrakodrapech dávají těmto vysokým budovám potřebnou flexibilitu, aby vydržely sílu silného větru. Špičkové šindlové střechy domů v chladném podnebí umožňují sníh sklouznout spíše než hromadit se v těžkých nákladech a vytvářet váhu, která by mohla vést ke zhroucení střechy - běžný typ strukturální poruchy. Cihlové budovy, i když jsou méně náchylné k požáru než dřevěné budovy, mohou být v případě zemětřesení nebezpečnější, protože těžké zdivo se může zhroutit a vytvořit nebezpečné nebezpečí pro osoby uvnitř.

Selhání konstrukce může nastat kvůli konstrukční vadě, pokud ti, kdo budovu navrhli, nezohlednili její umístění, tvar a zamýšlené použití. Může k tomu také dojít v důsledku nedbalosti nebo nesprávného použití budovy - například její načtení nad plánovanou kapacitu osob nebo nadměrná hmotnost z věcí, jako je strojní zařízení. Tyto případy kolapsu budovy jsou způsobené člověkem a lze jim zabránit matematickým modelováním pravděpodobných napětí na budově během procesu navrhování a dodržováním těchto pokynů po celou dobu životnosti budovy.

Přírodní katastrofy a jevy počasí mohou být často náročnější hrozbou. Silné větry, oheň, váha deště nebo sněhu a zemětřesení mohou vést ke strukturálním selháním. Přestože se tyto faktory očekávají během návrhu a konstrukce v co největší míře, stále dochází k nehodám. Neočekávaná koroze kovového rámovacího prvku v důsledku prosakování vody může vést ke zhroucení struktury. Škody v betonových směsích používaných ve stavebních základech mohou vést k praskání a eventuálnímu selhání.

Aby byla tato rizika zmírněna, technici často používají senzorové systémy namontované uvnitř konstrukce. Zařízení zvaná akcelerometry mohou měřit vibrace a používají se k měření funkce mostů. Tenzometry a optická vlákna mohou být použity při detekci stresu a zatížení způsobeného poškození struktur. Tato a další související senzorová zařízení pomáhají konstruktérům předvídat a zabránit možné strukturální poruše.