Hva er strukturell svikt?

Strukturell svikt oppstår når en struktur, for eksempel en bygning, kollapser eller svikter fysisk på noen lignende måte. Det er mange årsaker til strukturell svikt, både naturlig og menneskeskapt. I noen tilfeller kan utformingen eller selve byggingen av bygningen være feil, mens i andre tilfeller er uaktsomhet, overbelastning eller en naturkatastrofe årsaken. Sensorer og matematiske modeller brukes i bygningsdesign og vedlikehold for å redusere og overvåke muligheten for konstruksjonssvikt.

Når en bygning er konstruert, blir mengden av mekanisk belastning eller belastning den sannsynligvis vil oppleve, tatt med i designet. Faktorer av mulig belastning inkluderer bygningens form og tiltenkte bruk - for eksempel er et høyhuskontor fysisk annerledes enn et parkeringshus på flere nivåer eller et enetasjes bolighus. Hver av disse bygningene vil reagere på kraftig belastning, vind, regn og jordskjelv på en annen måte.

Materiale er også viktig. Stålrammene og store mengder bygningsglass brukt i skyskrapere, for eksempel, gir disse høye bygningene den fleksibiliteten som er nødvendig for å motstå kraften fra høy vind. Toppede helveteske tak på hus i kaldt klima gjør at snø kan gli av i stedet for å samle seg i store belastninger og skape vekt som kan føre til et tak kollaps - en vanlig type konstruksjonssvikt. Teglbygninger, selv om de er mindre utsatt for brann enn trebygninger, kan være farligere i tilfelle et jordskjelv, siden det tunge murverket kan kollapse og skape en farlig fare for de som er inne.

Strukturell svikt kan oppstå på grunn av en konstruksjonsfeil hvis de som tegnet bygningen ikke tok hensyn til dens beliggenhet, form og tiltenkte bruk. Det kan også oppstå på grunn av uaktsomhet eller misbruk av bygningen - for eksempel å laste den over sin tiltenkte kapasitet med mennesker eller ekstra vekt fra gjenstander som maskiner. Disse tilfellene av bygningskollaps er menneskeskapte og kan forhindres ved å modellere de sannsynlige belastningene på bygningen matematisk under prosjekteringsprosessen og følge disse retningslinjene i løpet av bygningens levetid.

Naturkatastrofer og værfenomener kan ofte være en mer utfordrende trussel. Kraftig vind, brann, vekten av regn eller snø og jordskjelv kan føre til strukturell svikt. Selv om disse faktorene er forventet under prosjektering og konstruksjon så mye som mulig, skjer det fortsatt ulykker. Uventet korrosjon av et metallinnrammingselement på grunn av vanninnfall kan føre til kollaps av en struktur. Feil i betongblandinger som brukes i å bygge fundament kan føre til sprekker og eventuell svikt.

For å dempe disse farene bruker ingeniører ofte sensorsystemer montert inne i strukturen. Enheter som kalles akselerometre kan måle vibrasjoner og brukes til å måle funksjonen til broer. Strekkmålere og fiberoptikk kan brukes til å oppdage stress og belastningsindusert skade på konstruksjoner. Disse og andre relaterte sensorenheter hjelper ingeniører å forutsi og forhindre mulig strukturell svikt.