【AT】新加坡6层高钢筋混凝土大楼60秒内轰然解体,低级致命设计错误简直匪夷所思!

摘要: 前车之鉴,后事之师。

以下来源:建筑结构


新加坡,只有纽约市大小,却拥有300多万人口。国家发展速度令人惊叹,许多土地都源自填海和开垦沼泽,市区中心高大的建筑直插云霄。


然而,1986年3月15日,一场突如其来的灾难令整个国家陷入了恐慌。


一座建于1971年的新世界酒店:36根钢筋水泥柱支撑着6层楼高的混凝土结构,24m高,在60秒内解体,33人不幸丧生。这是新加坡历史上最严重的一起建筑倒塌事故,这场灾难成了所有新加坡人的噩梦。


酒店倒塌瞬间

而这个酒店地下为停车场,一层为当地银行,楼上是一所生意兴隆的夜总会,其他楼层全为经济型宾馆;楼顶装有空调和水箱,这种设计在这个热带国家相当普遍。

接二连三的断裂

1986年3月14日,星期五,晚上7点


夜总会服务员发现舞池里一根柱子断裂,随即通知了大楼的业主。很快,2名工人前来修理破损的柱子。晚上9点15分,员工更衣室里,一个女孩正在化妆,突然,她前面的镜子碎了。和世界上很多国家的习俗一样,在新加坡,镜子碎裂也是一种凶兆。不过,今天是周末,夜总会里的每个人都沉浸在欢乐中,无暇顾及这种无聊的迷信。


第二天,3月15日,星期六,上午8点


一楼银行上班,一位银行职员正好坐在舞池的支撑柱下方,前一天晚上,这根柱子发生了断裂。上午10点10分,地下停车场出事——大量的碎块直往下掉。但没有车辆受损,2名工人正在修理一根断裂的柱子。地上落了一堆碎渣,但工人们说,一切都好,不用担心。


同时在三层的宾馆接待处,员工们发现墙壁上出现了裂缝和裂纹。随后,墙体和支撑柱上的裂缝越来越多,越来越大。在新加坡“小印度”一幢名不见经传的大楼内,一场灾难即将发生。

大楼突然倒塌

上午11时22分,一声巨响吓后一堆碎渣落下,周围的物体都在颤抖。上午11时26分,整幢建筑开始剧烈地摇动。柱子断裂,墙体坍塌。接着,大楼不可遏制地倒了下来。


几千吨钢筋混凝土顿时将楼内的人们埋在下面。酒店全部被毁,变成了一个钢筋水泥的坟墓,四周扬起乌云一般的尘土,几千米之外都可以看见。


滚滚尘土

艰难的事故调查


灾难发生后,新加坡相关部门立即展开了深入调查,全力揭开新世界酒店倒塌的秘密。在主体建筑结构方面有着几十年的经验的新加坡的土木工程师特里·休姆,应邀参加了调查组。


倒塌事件发生几小时后,休姆查看了现场,认为整幢建筑几乎是在很短的时间里倒塌,很不同寻常。一幢6层楼高的钢筋水泥建筑为什么会在60s内解体呢?特里·休姆首先排除了爆炸因素。


小组接着着手调查建筑材料的质量。莫非是混凝土的质量太差,削弱了大楼的承重能力?如果真是这样,那么整个国家的几百万生命将岌岌可危,因为他们生活在用相同材料建造的建筑里。


调查组提取了240个混凝土芯样本,送到新加坡的一流实验室检验,结果是材料符合国际公认的安全标准。既然建筑材料没有问题,那么还有什么原因能引发灾难呢?

混凝土芯样检测(满足要求)

钢筋强度检测(满足要求)

调查人员将注意力转向了另一种可能性。如果这种可能性成立,整个国家的其他房屋也将面临危险。


他们查看了酒店的坐落地点。和新加坡的多数建筑一样,酒店建在一片自19世纪起就已经被填平的沼泽上。如果被填平的沼泽确实不稳固,类似的倒塌事件将接踵而至。


然而,调查结果显示地基没有问题,完全能够承受修建在上面的房屋。


调查组又将视线转向了地下更深处。有没有可能是在新地铁的施工过程中,酒店的地基受损,从而引发了灾难呢?


新加坡调查人员测量了隧道的直径,并且计算了施工可能引发的地面运动。结果显示,地铁隧道与倒塌事件并无关联但是酒店不会无故倒塌。

相距不远处的隧道施工现场


调查人员询问了事故发生当晚幸存者,并查看了酒店的设计平面图,发现酒店共有36根柱子,事发前晚上舞池中间开裂的柱子编号为26,导致镜子破裂的另一根破损柱子编号为32,事发当天地下停车场工人用木头加固的开裂柱子编号为30。


这是一个关键的突破——共有3根柱子在事故发生前的几个小时里开裂,说明3根支柱已经濒临支撑的极限。大楼一定出现了非常严重的问题,但是什么问题呢?


调查组委托先进的实验室进行分析,当混凝土承受的重压到达极点时,小裂缝就会迅速延伸,直至材料的中心。这些小裂缝在科学上被称作“微裂纹”,它们虽然存在致命的危险,但人们却无法用肉眼察觉。最后,这些不易察觉的微裂纹,会在柱子的表面形成裂缝,从而大大减少柱子所能支撑的总重量。如同木蛀虫从里面蛀空木料一样,微裂纹会慢慢削弱混凝土柱子的承重能力,直到它们彻底崩溃。

裂缝发展示意图

但是,一直都没有人发现,新世界酒店的重要支柱已经病入膏肓。 这时的大楼已经处于崩塌的边缘。


然而,引发微裂纹的额外重量又来自哪里呢?在清理现场的过程中,调查人员发现了一些大而重的物体。他们查阅了平面图,结果令人震惊。


在新世界酒店存续的15年间,业主和使用者不断往大楼上添加设备,而按照最初的设计,这些设备并不存在


调查组得知,1975年,银行在第一层楼修建了一个用钢筋加固、重达22t的保险库。随后,1978年,大楼业主安装了两个空调设备,进一步增加了建筑的负载。1982年,为了美化大楼的外观,工人们给外墙贴上了耐用的彩釉瓷砖,这些瓷砖的总重量超过50t。最后,1986年,在事故发生前,大楼业主又在楼顶安装了另一套空调设备,以便让顾客在新加坡闷热的天气中感觉更舒适。调查人员相信,这些附加的重量一定让大楼无法承受。


按照设计,所有的现代建筑都具有“固定负载”和“活动负载”。“固定负载”是指建筑本身的重量。调查人员重点要考虑的是“活动负载”——也就是额外增加的人和物的重量——包括空调设备,以及建筑物里必备的一些家俱。


新世界酒店能否承载超过100t的额外“活动负载”呢?答案出人意料。相比酒店6000t的自身重量,总重超过100多t的保险库、瓷砖和空调设备之类的“活动负载”,根本不值一提。它们应该不会导致酒店的36根柱子崩塌。

致命的设计错误


调查工作一度陷入了困境。随后的一个月,调查组仍然没有找出问题的答案。


直到再次翻阅了平面图,并且一遍又一遍地查看受损柱子的照片,又重复检查了制图员计算的大楼自身重量——也就是“固定负载”。结果,他们有了突破性的发现——一个致命的错误使得大楼在竣工后的整整15年里,一直处于灾难的边缘


大楼的制图员仅考虑了活动负载,却忘了固定负载, 以至于像26号和32号这样的重要支柱,根本无法承受大楼自身的重量。也就是说,即使没有那些附加的“活动负载”——比如空调设备、耐用的彩釉瓷砖以及银行的保险库——15年来,支撑大楼的许多柱子也早已濒临承受的极限, 酒店随时都可能化为废墟。


15年来,不为人察觉的微裂纹一直在新世界酒店的混凝土柱子内延伸。

悲剧发生的原因


1986年3月14日19点,灾难发生前16h,26号柱子开裂。它的承重力减弱,于是部分负载被转移给支柱。灾难发生前13h,32号柱子由于无法支撑附加的重量,开始断裂,导致紧挨着它的镜子破碎。灾难发生前1h,26,30号柱子的负载被转移给了30号柱子。于是,这根柱子出现裂缝,致使大量的碎块落在地下停车场里。


灾难发生前4min,26号柱子开始坍塌——一些碎渣掉落下来,随后银行里的物体开始摇晃。随着3根柱子的崩溃,整幢建筑摇摇欲坠。很快,它就像多米诺骨牌一样轰然倒塌。新世界酒店在不足60s内变为了一堆废墟,致使33人丧命。


可悲的是,之前已有许多迹象警示人们,酒店即将倒塌。如果大楼的业主及时将3根柱子开裂的事情告知相关部门,而不是让工人们来修补,任何建筑工程师都会马上对他说:“你得疏散大楼里的人”,灾难也许可以避免。


这场悲剧让世人吸取了教训。新加坡全面修改了建筑工程的规章制度,规定由建筑师计算的所有“固定负载”和“活动负载”还需经过一次独立的审核。其他许多国家也采用了这项重要的附加安全措施。


现在,无论在新加坡还是其他国家,建筑物倒塌事件已经越来越少。


声明:本文由建筑结构编辑根据网络视频内容原创整理,转载请后台留言获取授权,未经允许严禁转载,欢迎个人转发朋友圈。

=====================

《建筑技艺》近期活动:

====================



《建筑技艺》代理产品:

产品一

光辉城市主打VR产品Mars,设计师会员1999元/年(学生特价499元/年);企业会员25000元/年。了解详情可长按识别下图中的二维码。

产品二

杨晓燕设计、曹晓昕监制的全球首款座包2.0版全新上线,和COACH、GUCCI同一代工厂优选顶级生产商,售价299元/个。《建筑技艺》倾情代售,详情请点击下方图片。

=====================

关于《建筑技艺》

《建筑技艺》(AT)前身为《建筑技术及设计》,创刊于1994年,国内外公开发行。隶属于中国建筑设计研究院,崔愷院士任编委会主任。《建筑技艺》微信现有微信粉丝300000。微信和杂志推广合作电话:010-57368773,307926062@qq.com。

轻点图片,再长按识别下方二维码关注建筑技艺微信

欢迎订阅《建筑技艺》杂志

32元/本,全年384元,赠送四本《建筑幕墙》杂志。可在邮局订阅,邮发代号82-680,亦可在www.atd.com.cn(请认准唯一官网)通过支付宝、银行电汇等订阅。咨询电话:010-57368780。(杂志近期主题包括:“在地建筑、木建筑、绿设计、BIM、装配式建筑、医疗养老建筑、旧建筑改造、室内外一体化设计、互联网影响下的建筑”等,欢迎订阅)

轻点图片,再长按识别下方二维码直接微信订阅《建筑技艺》杂志

=====================

重要启示

《建筑技艺》2015年推出《建筑幕墙》杂志和微信,关注幕墙技术的小伙伴可以添加关注微信号BCWjournal。



首页 - 《建筑技艺》杂志 的更多文章: