構造破壊とは

構造破壊は、建物などの構造が崩壊した場合、または何らかの類似した方法で物理的に破損した場合に発生します。 構造的な破損には、自然と人工の両方の多くの原因があります。 場合によっては、建物の設計または実際の構造に問題があるかもしれませんが、他の場合には、過失、過負荷、または自然災害が原因です。 建物の設計と保守には、構造的な故障の可能性を減らして監視するためのセンサーと数学モデルが採用されています。

建物を建設するとき、経験する可能性が高い機械的歪みまたは応力の量が設計に考慮されます。 考えられるストレスの要因には、建物の形状と使用目的が含まれます。たとえば、高層のオフィスビルは、立体駐車場や平屋の住宅とは物理的に異なります。 これらの各建物は、重い負荷、風、雨、地震に異なる方法で対応します。

素材も重要です。 たとえば、高層ビルで使用される鉄骨と大量の建物ガラスは、これらの高層ビルに強風の力に耐えるのに必要な柔軟性を与えます。 寒い気候の家の屋根の屋根は、雪が降るのを許容します。重荷重で積もり、屋根の崩壊を引き起こす可能性のある重量を作り出すのではなく、一般的なタイプの構造破壊です。 レンガ造りの建物は、木造の建物よりも火災の影響を受けにくいですが、重い石積みが崩壊し、内部の人々に危険な危険をもたらす可能性があるため、地震の場合により危険です。

建物の設計者がその場所、形状、および使用目的を考慮しなかった場合、設計上の欠陥が原因で構造的な破損が発生する可能性があります。 また、建物の過失または誤用が原因で発生することもあります。たとえば、意図した容量を超えて人が積み込んだり、機械などのアイテムの重量が増えたりします。 建物の崩壊のこれらのケースは人為的であり、設計プロセス中に数学的に建物にかかる可能性のある歪みをモデリングし、建物の寿命にわたってこれらのガイドラインを遵守することで防ぐことができます。

多くの場合、自然災害や気象現象はより困難な脅威になる可能性があります。 強風、火、雨または雪の重さ、および地震はすべて、構造的な破損につながる可能性があります。 これらの要因は、設計および構築中に可能な限り予想されますが、それでも事故が発生します。 水の浸透による金属フレーム要素の予期しない腐食は、構造の崩壊につながる可能性があります。 基礎の構築に使用されるコンクリート混合物の欠陥は、ひび割れや最終的な破損につながる可能性があります。

これらの危険を軽減するために、エンジニアはしばしば構造内に取り付けられたセンサーシステムを使用します。 加速度計と呼ばれるデバイスは振動を測定でき、ブリッジの機能を測定するために使用されます。 ひずみゲージと光ファイバーは、構造物の応力と荷重による損傷を検出するのに使用できます。 これらおよび他の関連するセンサーデバイスは、エンジニアが起こり得る構造的な故障を予測および防止するのに役立ちます。