连续倒塌|美国佛州楼塌祸起何处?

采访人员 张双虎
当地时间6月24日,美国佛罗里达州海滨小镇瑟夫赛德一幢12层公寓楼发生连续倒塌 。目前事故已导致9人死亡,156人下落不明 。
从相关视频可以看到,该公寓楼已完全裂开,坍塌一侧的地面上砖块和水泥块堆积如山,未坍塌的一侧部分墙体已经脱落,一些住户的床铺从外部清晰可见 。事发地瑟夫赛德镇镇长描述,这栋楼发生了“直落式坍塌” 。
是什么原因造成如此惨烈的事故?《中国科学报》采访了相关领域的专家 。
连续倒塌或因“平板结构”
“从网上的图片和视频来看,其结构类型较大概率是‘一个底框+平板体系’ 。”事发当日,清华大学土木工程系教授陆新征在其课题组公号上作出判断 。
据《今日美国》报道,该建筑始建于1981年,位于填海湿地之上,上世纪90年代已被发现有下沉迹象 。但佛罗里达国际大学教授多文斯基表示,不应据此就认为这(下沉)是造成建筑倒塌的原因 。另有报道显示,在大楼倒塌之前,屋顶正在进行翻新,但也无法确定翻新与此次事故有关 。
目前事故原因尚待调查,专家认为,从事发时监控录像拍到的倒塌过程看,发生如此大的连续倒塌可能和建筑的“平板结构”有关 。
连续倒塌是指结构在发生局部破坏后,初始的局部破坏从构件到构件发展,最终导致一部分结构倒塌或整个结构倒塌 。
陆新征介绍说,各类公共或私人建筑都可能遭遇到极端事件,如飓风、海啸、地震、爆炸、车辆撞击、火灾及人为失误等 。“这些事件通常会导致建筑结构的局部破坏,进而导致结构的完全倒塌,这就是‘连续性倒塌’ 。”
平板结构建筑又称无梁楼盖结构建筑,在美国乃至世界范围内广泛用于停车场、办公楼和民用住宅 。其优点是施工简单、成本低、使用空间大 。
“相对于其他梁板结构,平板结构容易发生连续倒塌 。”中国建筑设计研究院副总工程师孙海林告诉《中国科学报》,“从现有资料看,该公寓本身是平板结构,抗侧力体系采用剪力墙,上面可能正在维修改造 。是不是因为施工荷载增加或截面局部削弱带来的局部结构冲切破坏,进而引起整体结构连续倒塌,或者因地基不均匀沉降、构件强度不足等引起局部冲切破坏尚不太确定 。从网上流传视频来看,相邻的局部区域比较长的带翼缘的剪力墙,阻止了另一部分继续倒塌 。”
在施工过程中,美国也出现过类似的平板结构连续倒塌 。1971年,波士顿2000 Commonwealth Avenue施工过程中连续倒塌;1973年,Skyline Plaza购物中心施工过程中,中部区域23层结构也出现连续倒塌 。
我国地上建筑平板结构很少
“国内地上建筑物用平板结构的很少,这种结构主要用在地下车库 。”孙海林说,“我们在地下车库看到没有梁的结构一般就是平板结构,国内无梁楼盖大部分带有柱帽 。”
孙海林同时表示,虽然国内地下室无梁楼盖在施工过程中也出现过事故,但在正常使用情况下很少出现连续坍塌的情况 。
“更多的事故是在建筑施工过程中,由于不规范操作、野蛮施工、覆土过多堆放等引起连续倒塌 。此前有过多次地下室施工中连续倒塌的案例,和佛罗里达州这次比较像 。”他说 。
“一些地质灾害引起山体滑坡等问题,不管是否是平板结构,都可能出现倒塌问题 。”孙海林说,“只要是经过正规设计、合格施工的建筑,一般不会出现这种问题 。在实际生活中,如果突然发现结构构件,如剪力墙、梁柱等出现明显裂缝,建筑物出现明显的倾斜等就须引起格外注意,请专业工程师协助调查 。”
连续倒塌研究成国际热点

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