Die Welt steht vor a wachsende Bedrohung von Terroranschlägen mit Bomben, die die Infrastruktur zerstören und die Öffentlichkeit verletzen sollen. Trotz der politischen und sozialen Probleme im Zusammenhang mit dem Terrorismus im Inland ist die Minderung von Opfern und terroristischen Bedrohungen durch Ingenieurwesen eine Möglichkeit, aber eine schwierige.Das Entwerfen für Wind-, Schnee-, seismische, dynamische und statische Belastungen ist eine Selbstverständlichkeit. Ein Blick in das Gesicht Ihrer Struktur, die von einer Bombe oder einem Terroristen angegriffen wird, ist jedoch a echte Bedrohung das sind sich Bauingenieure bewusst. Es gibt eine Grenze für das Ausmaß, in dem Tiefbaukonstruktionen Sprengstoffe überwinden können, und es ist einfach nicht möglich, Strukturen zu entwerfen, die Explosionen auf unbestimmte Zeit widerstehen. Es gibt jedoch Spezifikationen und Kriterien, die angepasst werden können, um zu helfenEin Gebäude hält Explosionen besser stand als andere.
Lassen Sie uns zunächst untersuchen, wie eine Explosion eine Struktur belastet, was die Schwierigkeit bei der Explosionsplanung belegt. Gebäude sehen normalerweise langsames Laden oder schnelles Laden kleinerer Kräfte. Sprengstoffe hingegen weisen in relativ kurzer Zeit hohe Kräfte und hohe innere Spannungen auf. Hinzu kommt, dass Explosionen in der Regel lokalisiert sind und eine erhöhte Kraft in akleine relative Fläche. Mit anderen Worten, explosionsartig belastete Strukturen sind hohen Belastungen ausgesetzt. kurze Bursts . Terroranschläge führen häufig zu aufeinanderfolgenden Explosionen, die auch Gebäudestrukturen mit lokalisierten Ermüdungspunkten darstellen und zum Versagen führen können.
Denken Sie in Bezug auf das Design gegen Sprengstoff an Militärbunker. Es handelt sich um dickwandige Festungen ohne Wind - Zonen mit hoher Dichte mit kleiner Innenraum im Verhältnis zur Wandstärke . Leider ist dies aufgrund der Beschaffenheit von Sprengstoffen der beste und effektivste Weg, um Strukturen vor Explosionen zu schützen. Während Sprengstoffladungen in der Regel eine unvorhersehbare Wissenschaft sind, gibt es Methoden, bei denen bestimmte Konstruktionsmerkmale Verluste reduzieren und größere Chancen gewährleisten könnenfür das Überleben einer Struktur.
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Eine der größten Konstruktionsmethoden für Explosivstoffe ist nicht einmal eine technische Konstruktionsentscheidung, sondern eine qualitative Methode zur Bestimmung, welche Gebäude die annehmen höchstes Angriffsrisiko . Sobald dies festgelegt ist, können Ingenieure auf strategische Standorte zugreifen, um die Struktur zu verstärken, wenn die Bau- und Konstruktionsbudgets dies zulassen. Es ist unmöglich, jedes Gebäude bombensicher zu machen, ganz zu schweigen von der finanziellen Unsicherheit.
Nachdem die Bedrohungen bewertet und die wichtigsten Standortpunkte ermittelt wurden, können Bauingenieure und Bauingenieure mit der Modellierung beginnen, wie eine Explosion und eine Stoßwelle durch die betroffene Zone strahlen, um die Vorgehensweise zu bestimmen. Wenn sich die Bombe in Bodennähe befindet, lösen sich die Stoßwellen sphärisch aufDer Ursprung und die Drücke nehmen mit zunehmender Intensität von der Quelle ab. Der durch Explosionen verursachte Anstieg des dynamischen Luftdrucks muss irgendwo abgelassen werden, da sonst das Weichgewebe schnell beschädigt werden kann.
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Im Allgemeinen werden Opfer bei explosiven Angriffen von gesehen Splitter oder Stoßwelle Nur unter bestimmten Umständen stürzt das Gebäude vor der Evakuierung durch Angriffe ein. Dies bedeutet, dass der entscheidende Punkt, um den sich Bauingenieure kümmern müssen, darin besteht, den erhöhten Druck zu verringern und Umleitungskanäle von Splittern bereitzustellen.
In der Vergangenheit war das Entwerfen für explosive Belastungen angesichts der endlichen und kurzsichtigen Augen menschlicher Ingenieure nahezu unmöglich. Der Aufstieg von Supercomputern und Quantencomputern könnte ein neues Zeitalter des Schutzes vor Explosionen in Gebäuden darstellen. Lösen von Problemen wie Spitzenbelastungenin unterschiedlichen Explosionen zu sein und Risiken zu mindern, beinhaltet viel zu viele Variablen, als dass moderne Computer in a lösen könnten mögliche Zeitspanne . Quantum Computing kann jedoch ermöglichen, dass Probleme wie diese relativ sofort gelöst werden.
Um zu verstehen, wie sich eine Explosion auf ein Material auswirken kann, verwenden Bauingenieure dynamische Modelle, um die Auswirkungen einer Explosion virtuell zu verstehen. Ein Beispiel hierfür ist im folgenden Simulationsvideo zu sehen.
Wie Sie vielleicht bemerkt haben, gibt es weder eine Möglichkeit noch eine konkrete Methode, um ein Gebäude vor explosiver Belastung zu schützen. Dies sollte Sie jedoch nicht erschrecken, da die wachsende Rechen- und Simulationsleistung, die Ingenieuren zur Verfügung steht, dies möglicherweise kannVerringerung der Verluste und Unterstützung bei der Kontrolle der Auswirkungen des explosiven Terrorismus.
Zu den technischen Quellen für diesen Artikel gehört der Whole Building Design Guide. Verbundbauplatten, die einer explosiven Belastung ausgesetzt sind und ASCE .