Hva er strukturell svikt?

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

Når en bygning er konstruert, er mengden mekanisk belastning eller stress det sannsynligvis opplever innarbeidet i designen. Faktorer med mulig stress inkluderer formen og tiltenkt bruk av bygningen-for eksempel er en høyhus kontorbygg fysisk annerledes enn et parkeringshus på flere nivåer eller et en etasjers bolighus. Hver av disse bygningene vil reagere på tunge belastninger, vind, regn og jordskjelv på en annen måte.

Materiale er også viktig. Stålrammer og store mengder bygningsglass som brukes i skyskrapere, for eksempel, gir disse høye bygningene fleksibiliteten som er nødvendig for å motstå kraften i høy vind. Toppede helvetes tak på hus i kaldt klima lar snø gli av i stedet for å samle seg i tunge belastninger og skape vekt som kan føre til en tak kollaps - en vanlig type strukturell svikt. Murbygninger, 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 designfeil hvis de som designet bygningen ikke tok hensyn til dens beliggenhet, form og tiltenkt bruk. Det kan også oppstå på grunn av uaktsomhet eller misbruk av bygningen - for eksempel å laste den over den tiltenkte kapasiteten med mennesker eller ekstra vekt fram varer som maskiner. Disse tilfellene av bygningskollaps er menneskeskapt og kan forhindres ved å modellere de sannsynlige stammene på bygningen matematisk under designprosessen og overholde disse retningslinjene over bygningen 檚 檚 levetid.

Naturkatastrofer og værfenomener kan ofte være en mer utfordrende trussel. Kraftig vind, ild, vekt av regn eller snø og jordskjelv kan alle føre til strukturell svikt. Selv om disse faktorene forventes under design og konstruksjon så mye som mulig, oppstår det fortsatt ulykker. Uventet korrosjon av et metallrammeelement på grunn av vannsiv kan føre til kollaps av en struktur. Feil i betongblandinger brukt i bygningsfundamenter 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 broens funksjon. Belastningsmålere og fiberoptikkkan brukes til å oppdage stress og belastningsindusert skade på strukturer. Disse og andre relaterte sensorenheter hjelper ingeniører med å forutsi og forhindre mulig strukturell svikt.