Was ist strukturelles Versagen?

Strukturelles Versagen tritt auf, wenn eine Struktur wie ein Gebäude, zusammenbricht oder physisch auf ähnliche Weise fällt.Es gibt zahlreiche Ursachen für natürliche und künstliche Strukturversagen.In einigen Fällen kann das Design oder der tatsächliche Bau des Gebäudes schuld sein, während in anderen Fällen Fahrlässigkeit, Überlastung oder eine Naturkatastrophe die Ursache ist.Sensoren und mathematische Modelle werden zum Entwurf und zur Wartung von Gebäuden verwendet, um die Möglichkeit eines strukturellen Versagens zu reduzieren und zu überwachen.

Beim Aufbau eines Gebäudes wird die Menge an mechanischer Belastung oder Spannung, die es wahrscheinlich erlebt, in das Design einbezogen.Zu den Faktoren für mögliche Stress gehören die Form und die beabsichtigte Verwendung des Gebäudes Mdash;Beispielsweise unterscheidet sich ein Hochhaus-Bürogebäude physisch von einem mehrstöckigen Parkhaus oder einem einstöckigen Wohnheim.Jedes dieser Gebäude reagiert auf schwere Lasten, Wind, Regen und Erdbeben auf andere Weise.

Material ist ebenfalls wichtig.Die Stahlrahmen und große Mengen an Gebäudeglas, die in Wolkenkratzern verwendet werden, geben diesen hohen Gebäuden die Flexibilität, die erforderlich ist, um der Kraft der starken Winde standzuhalten.Spitzenschindelte Dächer an Häusern in kalten Klimazonen ermöglichen es Schnee, sich abzurutschen, anstatt sich in schweren Lasten zu sammeln und Gewicht zu verursachen, was zu einem Dachkollaps Mdash führen kann.eine häufige Art von Strukturversagen.Backsteingebäude, obwohl weniger anfällig für Feuer als Holzgebäude, kann bei Erdbeben gefährlicher sein, da das schwere Mauerwerk möglicherweise zusammenbricht und eine gefährliche Gefahr für diejenigen darstellt.Diejenigen, die das Gebäude entworfen haben, berücksichtigten seine Lage, Form und beabsichtigte Verwendung nicht.Es kann auch aufgrund von Fahrlässigkeit oder Missbrauch des Gebäudes mdash auftreten.Laden Sie es beispielsweise über seine beabsichtigte Kapazität mit Menschen oder zusätzlichem Gewicht von Artikeln wie Maschinen.Diese Fälle des Zusammenbruchs des Gebäudes werden von Menschen verursacht und können durch Modellierung der wahrscheinlichen Stämme des Gebäudes mathematisch während des Entwurfsprozesses und der Einhaltung dieser Richtlinien über das Gebäude von Lebensdauer verhindert werden.

Naturkatastrophen und Wetterphänomene können oft mehr seinanspruchsvolle Bedrohung.Schwere Winde, Feuer, das Gewicht von Regen oder Schnee und Erdbeben können zu strukturellem Versagen führen.Obwohl diese Faktoren während des Entwurfs und des Baus so weit wie möglich erwartet werden, treten immer noch Unfälle auf.Eine unerwartete Korrosion eines Metallrahmenelements aufgrund von Wasserversickerung kann zum Zusammenbruch einer Struktur führen.Fehler in Betonmischungen, die beim Bau von Fundamenten verwendet werden, können zu Rissen und eventuellem Ausfall führen.

Um diese Gefahren zu mildern, verwenden Ingenieure häufig Sensorsysteme, die in der Struktur montiert sind.Geräte, die als Beschleunigungsmesser bezeichnet werden, können die Vibration messen und werden verwendet, um die Funktion von Brücken zu messen.Dehnungsmessgeräte und Faseroptiken können zum Erkennen von Spannung und lastinduzierten Schäden bei Strukturen verwendet werden.Diese und andere verwandte Sensorgeräte helfen Ingenieuren, mögliche strukturelle Ausfälle vorherzusagen und zu verhindern.