结构失效是指建筑物等结构倒塌或以类似的方式发生物理破坏。造成结构破坏的原因有很多,既有自然原因,也有人为原因。在某些情况下,建筑物的设计或实际施工可能存在缺陷,而在另一些情况下,疏忽、超载,在建筑设计和维护中,传感器和数学模型被用来减少和监测结构失效的可能性。
用于建造摩天大楼的钢框架让他们有足够的灵活性来抵御大风。当一座建筑物建成时,设计中考虑了可能承受的机械应变或应力的大小。可能的应力因素包括建筑物的形状和预期用途,例如,高层办公楼与多层停车场或单层住宅在物理上是不同的,每一栋楼对重载、风、雨和地震的反应都是不同的
大型垂直裂缝通常是结构破坏的第一个迹象。材料也很重要。摩天大楼中使用的钢框架和大量建筑玻璃,例如,给这些高楼以必要的灵活性来抵御大风在寒冷气候下,房屋顶部的木瓦屋顶可以让积雪滑落,而不是堆积在沉重的荷载中,产生可能导致屋顶倒塌的重量,这是一种常见的结构破坏形式。砖房虽然比木结构建筑更不容易着火,但在发生地震时可能更危险,因为砖石结构可能倒塌,并对里面的人造成危险。如果设计建筑的人没有考虑到它的位置、形状和预期用途,可能会由于设计缺陷而发生结构破坏。也可能是由于对建筑物的疏忽或滥用-例如,在设计过程中,用人或机械等物品的额外重量将其装载超过其预期容量。这些建筑物倒塌的情况是人为的,可以通过在设计过程中对建筑物的可能应力进行数学建模,并在建筑物的使用寿命内遵守这些准则来防止自然灾害和天气现象往往是一个更具挑战性的威胁。强风、火灾、雨雪和地震都可能导致结构破坏。尽管这些因素在设计和施工过程中尽可能地被预期到,事故仍在发生。由于渗水而引起的金属框架构件的意外腐蚀会导致结构倒塌。建筑地基中使用的混凝土混合物中的缺陷可能会导致裂缝和最终的破坏。为了为了减轻这些危险,工程师通常使用安装在结构内部的传感器系统被称为加速计的装置可以测量振动并用来测量桥梁的功能。应变计和光纤可用于检测结构上的应力和荷载引起的损伤。这些和其他相关的传感器设备有助于工程师预测和预防可能的结构失效
地震等自然灾害可能导致结构破坏。



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