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史上最严重的十大建筑事故

2018.10.18 | , , , ,
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作者:羿学堂 吴工
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史上最严重的十大建筑事故

人类创造了很多令人不可思议的建筑,然而这些卓越的成就并非没有错误。无论是因为结构及材料上的隐患,还是功能上的缺陷,都会产生严重的后果。

在世界范围内,每年都会产生各种各样的建筑事故,甚至有很多人因此失去了生命,在为这些人哀悼的同时,作为设计师,我们也应该去了解这些工程事故发生的原因,并且引以为戒。

下面让我们一起去看一看,历史上最严重的十大建筑事故背后的故事。

1

孟加拉国萨瓦区大楼倒塌事件

Savar building collapse

事故描述:2013年4月24日,孟加拉国达卡市萨瓦乡的一栋8层大楼倒塌,经过19天连日搜索,确定死亡人数达1,127人、约2,500人受伤。

事故经过:2013年4月23日,一个电视频道录制了一段视频,显示大楼出现了裂缝。随后,大楼内的人立即被疏散,较低楼层的商店和银行都被关闭。当天晚些时候,大楼所有者Sohel Rana却对媒体说,大楼是安全的,工人明天应该返回,拒绝上班的员工将被扣发一个月的工资。最后在第二天快到上午9点时,大楼发生倒塌事故,倒塌后只有位于地面的一楼楼层完好。

事故原因:整栋大楼第五层至第八层是未经允许而私自建造。建筑从原本的商业用途被用作了工业用途,重型机械的重量和振动加剧了建筑结构的过载。

事故影响:2013年4月25日事故发生的第二天,孟加拉政府将这天定为国家哀悼日。这次重大的伤亡也取代了1995年韩国三丰百货倒塌事故成为世界上建筑物倒塌罹难人数最多的灾难事件。

2

花旗集团中心结构事件

The Citigroup Center

工程背景:花旗集团中心是当时纽约市最高的摩天大楼,这栋拥有45°倾斜的顶部和独特的高跷式底座的59层,279米高的建筑,由建筑师 Hugh Stubbins 和结构工程师William LeMessurier所设计。

工程危机:在一次学术会议,一位年轻的大学生指出,此建筑的四根巨柱是布置于建筑四面的中间,而不是建筑的四角,所以斜交 45 度的方向,是结构受力最不利方向。

而根据纽约建筑规范,LeMessurier只计算了X、Y方向的水平荷作用下的承载力。经过补充计算,在 45 度的强风作用下,风荷载增加了40%,导致人字形支撑连接处的载荷增加了160%,建筑物可能被吹倒。而且,施工单位为了方便施工,钢结构连接由原先的焊接被改成了螺栓连接,更加减弱了结构连接处的抗拉承载力。

解决方案:此后,此楼便秘密开始加固,为了解决连接节点缺陷,大批焊工在夜间进行烧焊,加强建筑的连接作用,而白天建筑的一系列活动照常进行。为了减小风荷载的作用,在楼顶安置了一个7立方米的谐调质量阻尼器,也就是我们常说的TMD,经计算,可以减少50%风荷载作用下的位移。

3

华特迪斯尼音乐厅

Walt Disney Concert Hall

工程背景:华特·迪士尼音乐厅位于美国加州洛杉矶,是洛城音乐中心的第四座建物,由普利兹克建筑奖得主弗兰克·盖里设计。它于2003年10月24日开放,主厅可容纳2265席,还有266个座位的罗伊迪士尼剧院以及百余座位的小剧场。

最初,盖里设计了一个由石头砌成的迪士尼音乐厅,但他们看到毕尔巴鄂古根海姆博物馆之后,必须要用金属材料。从而引发了后面的一系列工程灾难……

反光事件:音乐厅落成后,片状屋顶上,凹凸的抛光不锈钢板,如一面面大镜子,反射炙热的阳光到周边的公寓里或路面上,致使温度上升,引起投诉。该音乐厅的售票员也表示,曾多次看到对面街上有施工用警告三角椎,受不了高热而融化,亦发现有垃圾桶产生自燃现象。

解决方案及反思:诸多的抱怨使得音乐厅不得不再花一笔钱,透过电脑分析,将容易折射光线到人们活动区域的几片屋顶,使用喷砂的方式将其亮度减低,以避免同样的问题再次发生。

“建筑物显然对周围环境是有影响,他们可以大幅的改变微气候。随着越来越多的反射面被使用,危险的增加,带有凹面的建筑物尤其危险。这些建筑必须事先进行模拟或测试,以避免周围建筑物出现明显的过热现象,甚至在室外公共场所,高温和火灾也会导致高温。”——伊丽莎白·瓦尔蒙特。

4

卡托维兹贸易大厅屋顶倒塌

Katowice Trade Hall roof collapse

事故描述:2006年1月28日,卡托维兹贸易大厅的屋顶在波兰的Katowice倒塌。当时屋内有700人,造成65人死亡,170多人受伤,其中包括13名外国人。

事故原因:波兰政府的检察官调查结果显示:建筑物中的大雪和冰没有被及时清除,屋顶已经损坏,但管理方只进行了紧急维修,并没有按照波兰法律的要求向建筑检查员报告损坏情况。同时设计和施工上有很多的缺陷,这些缺陷导致了建筑的迅速崩溃。

事故后果:三名设计大厅的建筑师被捕。其中两人被指控“故意造成建筑灾难”,导致65人死亡,第三人被指控“不由自主地造成建筑灾难”。检察官声称Jacek J.和Szczepan K.犯了几个错误,并对该项目提出了一些未经商定的修正案。两人都意识到这样一个事实,即2000年1月屋顶在雪的重压下弯曲,但他们没有采取任何措施来纠正这种情况。第三位建筑师Andrzej W.负责批准该项目,尽管其存在错误和缺陷。

由于这次的灾难,2007年3月波兰修订了建筑法,大型建筑物现在必须每年进行两次技术调查(冬季前后),以确保它们安全且结构合理,未能进行调查的,将被判处至少1,000兹罗提的罚款或面临监禁。

5

上海莲花河畔景苑倒塌事故

Lotus Riverside

事故描述:2009年6月27日凌晨5时30分左右,上海闵行区莲花南路,罗阳路口西侧“莲花河畔景苑”7号楼整体倒塌,造成作业人员肖德坤逃生不及,被压窒息死亡。

事故原因:房屋倾倒的主要原因是,紧贴7号楼北侧,在短期内堆土过高,最高处达10米左右;与此同时,紧邻大楼南侧的地下车库基坑正在开挖,开挖深度4.6米,大楼两侧的压力差使土体产生水平位移,过大的水平力超过了桩基的抗侧能力,导致房屋倾倒。

事故后果:此次事件在社会上造成了巨大的影响,涉嫌该事件的责任人员被移动司法机关追究刑事责任。2010年2月11日,闵行区法院一审判决6名被告人入狱3至5年。被告人阙敬德贪污罪名成立,判处无期徒刑,剥夺政治权利终身。肖德坤,作为事故中唯一死亡的人员,其家人获得赔偿人民币77.5万元。

6

Kemper体育馆倒塌事故

Kemper Arena

工程背景:肯普体育馆,1973年建成,是一座有重要意义的建筑,于1976获得美国建筑学会荣誉奖章。它的总尺寸约110米x99米,由三个巨型的钢结构空间桁架吊挂屋面。巨型桁架间距47米,跨度99米,之间的二级结构是平面钢桁架,间距16米。第二级平面桁架之间再布置第三级桁架檩条,间距2.7米,上面再铺设压型钢板组合板作为屋面。

事故描述:1979年6月4日下午6:45,一场风速为110公里/小时的大风暴和大雨导致肯普竞技场的一部分屋顶倒塌。由于竞技场当时没有使用,没有人受伤。

事故原因:1.体育馆的排水孔布置在周边,1.2万平米的屋盖仅有8个127mm的落水管(实际需65个以上),设计的排水能力严重不足。肯普体育馆因竖向刚度不足,4级主次结构加剧了水池化效应,从而在一场暴风雨中坍塌。

屋盖结构布置

2.体育馆的吊挂节点也存在设计缺陷,成为结构破坏的起始点。节点上端铰接,下端用法兰连接。当屋面挠曲时,法兰节点产生次内力,螺栓需承受额外的撬拔力,大大超出了设计承载力。吊杆的破坏引起屋盖的垮塌。

吊挂节点图,上端铰接,而下端刚接

节点螺栓的撬拔力

事故反思:当你跳出了惯用的设计方法时,就应该用10倍的努力,进行10倍的调查研究,尤其是在大尺度的项目上"---勒.墨休里。一种新的设计应该以最新的理论以及实验研究成果去验证,如果创新的设计超越传统结构的限定时,应对基本的结构理论持怀疑态度。在结构领域里,仅靠技术进步无法确保减少事故,甚至会因盲目自信而增加事故的发生。

7

约翰.汉考克大厦

John Hancock Tower

工程背景:约翰汉考克大厦是一个60层,240米的摩天大楼,位于波士顿,该塔是由贝聿铭及其合伙人亨利·N.柯布设计并于1976年完成。在波士顿,它保持最高的建筑的记录超过30年。

工程缺陷:大厦的玻璃幕墙是由镜面的隔热玻璃组成,划分为1.4x3.5的玻璃共10344块,大厦在建成开始就陆续有玻璃破裂跌落,1973年一次风暴更是吹碎数十块,破碎的玻璃滑落又砸碎其他玻璃。截止1975年,已经有两千多块玻璃因破碎由木板替代,大厦千疮百孔。汉考克大厦周围因此也变成危险禁地,走过的行人有被玻璃砸中而丧命的危险。

解决方案:业主后来将玻璃制造商LOF和贝聿铭事务所告上了法庭,指责他们提供了“不够好并且完全不专业”的服务。LOF反诉业主诬陷,并控告贝聿铭事务所不良使用材料。贝聿铭则反诉了LOF。各方争持不下,直至1981年终于达成和解,并要求三方都对官司内容保密。

问题的解决方案是加强中心核心筒厚度以增强结构刚度,并将隔热玻璃换成单层较厚的回火玻璃。后来大楼还安装专用的温感电子传感器,一有玻璃内部状态变化,中央控制室就会立即受到指令,派管理人员迅速过去换掉玻璃,这样就更加加大了这座大楼的安全度。现在人们才敢自然的在大楼周围行走。

8

维达拉温泉酒店

Vdara Hotel and Spa

工程背景:Vdara Hotel and Spa酒店是由RV Architecture,LLC的Rafael Vinoly设计,是一家公寓式酒店,位于拉斯维加斯。在开业之前,Vdara被指定为LEED金奖建筑,并获得绿色生态评估计划的五个关键评级。

工程缺陷:这栋建筑就像是一支激光枪,由于建筑外墙反光太强,日光照射在建筑上,反射进这座假日酒店的游泳池,使得坐在池边相当不舒服。朝南的塔楼也是太阳光线的收集器,光线温度甚至可以烧焦人的头发,融化塑料饮料杯和购物袋。酒店员工及当地新闻媒体都把这种现象称为“死亡射线“。

解决方案:管理层在泳池甲板上安装了大尺寸的蓝色遮阳伞以保护泳客,而酒店的玻璃外墙则覆盖了非反光薄膜。

事故后续:设计Vdara的建筑师Rafael Viñoly也在2013年建造了英国伦敦的“ Walkie-Talkie ”摩天大楼。这栋大楼和维达拉温泉酒店类似,都有阳光反射的问题。如果太阳直接照射到建筑物上,它就像一面凹面镜,将光线聚焦到南面的街道上。

2013年8月29日下午,一辆捷豹汽车停再大楼对面,2小时后,由于大厦凹形玻璃幕墙的聚光性,光集中于捷豹车身上导致汽车车身的外壳热熔。

9

新世界酒店

Hotel New World

工程背景:新世界酒店所处大厦的正式名称是联益大厦,由商人黄康霖以低成本建造,于1971年落成,楼高六层,另设一层地下停车场。新世界酒店是该大厦3楼至6楼的租户,2楼为一家夜总会,1楼则为一家银行。

事故描述:1986年3月15日,该大楼在上午11点25分迅速解体,不到一分钟,其中任何人都没有时间逃脱。据报道,目击者在倒塌前听到了爆炸声,但警方排出了炸弹袭击的可能性,气体爆炸被认为是可能的原因。

这场空前的灾难共造成了33人死亡,17人受伤,被称为“二战以来新加坡最大的灾难”。大厦的倒塌令人惋惜,直到今天去新加坡旅游,当地的导游都会跟你说:”瞧,这里就是当时发生大灾难的地方。

事故原因:1.在联益大厦倒塌之前,该大厦的梁柱和墙壁已经出现裂痕,附近居民对大厦的安全情况感到忧虑,但大厦业主黄康霖不予理会,又将警告标志隐藏及遮盖,并在外墙加建了一层瓷砖,在天台加建一个水箱,增加了大厦的负荷量。大厦倒塌前夕,大厦2楼夜总会梳妆台的镜子破裂,舞台的梁柱也裂开,夜总会负责人于是通知黄康霖,但黄康霖只下令工人用木板支撑裂开的梁柱。

2.原结构工程师错估了大厦所能承受的重量。结构工程师仅仅计算了大厦的活荷载,但没有计算大厦的静荷载。这表示大厦并不能承受自身的重量,所以倒塌只是时间的问题。事故发生时,三条梁柱在倒塌之时裂开,而其他梁柱又未能支撑裂开的梁柱,因而导致了大厦的倒塌。

3.根据亚洲新闻频道报道,大厦是由一名不合格的绘图员设计的,而不是专业的结构工程师。一名调查人员发现他低估了柱子和墙壁可以支撑的自重。

事故影响:在倒塌事件发生后,1970年代在新加坡建成的大厦均进行了结构检查,其中部分大厦因结构不稳固而需疏散。政府亦因此加强建筑物的监管。自1989年起,所有建筑物设计均须由认可的查验员复查。而商用建筑物在建成后每隔5年,便需经过新加坡建设局工程师的检查。

倒塌事件发生后5年,一幢9层高的新酒店于1991年3月28日在原址兴建,并在1994年开幕,定名为富都大酒店,提供85间客房

10

美国银桥

The Silver Bridge

工程背景:银桥建于1928年,得名于其颜色铝漆。银桥位于美国俄亥俄河上,连接着俄亥俄州与西弗吉尼亚州,采用了“眼杆”型设计方案。这里所说的“眼杆”型,就是把桥设计成自行车链条的样式,中间交织连接并固定在支撑塔上,而两端则被牢牢钉死在两个桥台上。

事件描述:1967年12月15日,正值下班高峰期。圣诞购物和下班回家的人们挤满了这座桥。谁也没有想到,悲剧就在这时发生了:短短一分钟之内,银桥就彻底倒塌了。银桥倒塌事件直接导致50余辆汽车坠入俄亥俄河中,46人丧生。

事故原因:正是只有两根“眼杆”组成一组的链条设计和脆弱的钢材,导致俄亥俄州一端的C13号接合处发生了断裂。而链条与桥塔之间的不合理关系,也是导致灾难发生的原因之一。

事故影响:尽管银桥倒塌是一场灾难,但失败还是有积极的方面。由于银桥,桥梁检查现在更加常规和深入。工程师现在对腐蚀疲劳和应力腐蚀更加了解,从而可以设计和制造更高质量的结构。凭借今天的技术,以及更好的设计技术和材料,希望银桥灾难再也不会发生。

参考资料: 

1:维基百科;2:google;3:知乎

4:公众号,路桥技术

3条评论
Seer_Wayne_
Seer_Wayne_ 2018-10-18 20:04:16 回复 1

什么叫看到古根海姆就改石头用金属,这都是他设计的啊。。。

Edward :The
Edward :The 2018-10-20 20:04:39 回复 0

回复 Seer_Wayne_: 老爷子一开始的意思想用石材,没想到甲方看他的古根海姆用的金属立面做得好就非逼着老爷子换……

Seer_Wayne_
Seer_Wayne_ 2018-10-18 20:04:16 回复

什么叫看到古根海姆就改石头用金属,这都是他设计的啊。。。

骐骥
骐骥 2018-10-18 16:10:24 回复 0

建筑灾难来临前是有预兆的,然隐瞒、加盖等等致使灾难最终发生。有问题立刻解决,不抱有侥幸心理。值得分享的文章!

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作者:羿学堂 吴工
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