ความล้มเหลวของโครงสร้างคืออะไร?

ความล้มเหลวของโครงสร้างเกิดขึ้นเมื่อโครงสร้างเช่นอาคารยุบหรือล้มเหลวทางร่างกายในลักษณะเดียวกันมีหลายสาเหตุของความล้มเหลวของโครงสร้างทั้งธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นในบางกรณีการออกแบบหรือการก่อสร้างอาคารที่เกิดขึ้นจริงอาจเป็นความผิดพลาดในขณะที่ในกรณีอื่น ๆ ความประมาทเลินเล่อมากเกินไปหรือภัยพิบัติทางธรรมชาติเป็นสาเหตุเซ็นเซอร์และแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ใช้ในการออกแบบอาคารและการบำรุงรักษาเพื่อลดและตรวจสอบความเป็นไปได้ของความล้มเหลวของโครงสร้าง

เมื่ออาคารถูกสร้างขึ้นปริมาณของความเครียดเชิงกลหรือความเครียดที่มีแนวโน้มว่าจะได้รับการออกแบบปัจจัยของความเครียดที่เป็นไปได้รวมถึงรูปร่างและการใช้งานอาคาร mdash;ตัวอย่างเช่นอาคารสำนักงานสูงแตกต่างจากโรงจอดรถหลายระดับหรือบ้านที่อยู่อาศัยชั้นเดียวอาคารเหล่านี้แต่ละหลังจะตอบสนองต่อภาระหนักลมฝนและแผ่นดินไหวในลักษณะที่แตกต่างกัน

วัสดุก็มีความสำคัญเช่นกันตัวอย่างเช่นโครงเหล็กและกระจกอาคารจำนวนมากที่ใช้ในตึกระฟ้าเช่นให้อาคารสูงเหล่านี้มีความยืดหยุ่นที่จำเป็นในการทนต่อแรงลมสูงหลังคาขดลวดแหลมบนบ้านในสภาพอากาศเย็นช่วยให้หิมะเลื่อนออกไปแทนที่จะสะสมในภาระหนักและการสร้างน้ำหนักที่อาจนำไปสู่การล่มสลายของหลังคา mdash;ประเภทของความล้มเหลวของโครงสร้างทั่วไปอาคารอิฐในขณะที่มีความอ่อนไหวต่อการยิงน้อยกว่าอาคารไม้อาจเป็นอันตรายได้มากกว่าในกรณีที่เกิดแผ่นดินไหวเนื่องจากการก่ออิฐหนักอาจล่มสลายและสร้างอันตรายที่เป็นอันตรายสำหรับผู้ที่อยู่ภายใน

ความล้มเหลวของโครงสร้างอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากข้อบกพร่องในการออกแบบหากผู้ที่ออกแบบอาคารไม่ได้คำนึงถึงที่ตั้งรูปร่างและการใช้งานที่ตั้งใจไว้นอกจากนี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากความประมาทเลินเล่อหรือการใช้อาคาร mdash ในทางที่ผิด;ตัวอย่างเช่นการโหลดผ่านความจุที่ตั้งใจไว้กับผู้คนหรือน้ำหนักเพิ่มจากรายการเช่นเครื่องจักรกรณีของการล่มสลายของอาคารเหล่านี้เป็นที่มนุษย์สร้างขึ้นและสามารถป้องกันได้โดยการสร้างแบบจำลองสายพันธุ์ที่เป็นไปได้ในอาคารทางคณิตศาสตร์ในระหว่างกระบวนการออกแบบและปฏิบัติตามแนวทางเหล่านี้ผ่านอาคาร檚檚ตลอดชีวิต

ภัยพิบัติทางธรรมชาติและปรากฏการณ์สภาพอากาศภัยคุกคามที่ท้าทายลมแรง, ไฟ, น้ำหนักของฝนหรือหิมะและแผ่นดินไหวทั้งหมดสามารถนำไปสู่ความล้มเหลวของโครงสร้างแม้ว่าปัจจัยเหล่านี้จะคาดการณ์ไว้ในระหว่างการออกแบบและการก่อสร้างให้มากที่สุด แต่อุบัติเหตุยังคงเกิดขึ้นการกัดกร่อนที่ไม่คาดคิดขององค์ประกอบกรอบโลหะเนื่องจากการซึมของน้ำสามารถนำไปสู่การล่มสลายของโครงสร้างข้อบกพร่องในส่วนผสมคอนกรีตที่ใช้ในการสร้างฐานรากอาจนำไปสู่การแคร็กและความล้มเหลวในที่สุด

เพื่อลดอันตรายเหล่านี้วิศวกรมักใช้ระบบเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งอยู่ภายในโครงสร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่า accelerometers สามารถวัดการสั่นสะเทือนและใช้เพื่อวัดฟังก์ชั่นของสะพานมาตรวัดความเครียดและออปติกไฟเบอร์สามารถใช้ในการตรวจจับความเครียดและความเสียหายที่เกิดจากการโหลดบนโครงสร้างอุปกรณ์เซ็นเซอร์ที่เกี่ยวข้องเหล่านี้และอื่น ๆ ช่วยให้วิศวกรทำนายและป้องกันความล้มเหลวของโครงสร้างที่เป็นไปได้