1月11日下午,韓國光州一在建高層建筑發生連續倒塌事故,引起廣泛關注(參見:突發:韓國光州在建高層建筑發生連續倒塌)。由于我們課題組一直從事工程結構連續倒塌領域的研究,所以對此類問題尤其關注,故對本事故進行了進一步的跟蹤分析。由于事故剛剛發生,事故原因還在調查中,還有很多信息尚不完善,本文僅是我們根據現階段可獲取的數據的分析和思考,一定有很多謬誤之處,請各位專家批評指正。
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事故高層建筑結構體系
隨著更多事故信息的發布,可以初步判定該結構主要是“墻板結構體系”(圖1)。即由混凝土的墻體和樓板構成,沒有框架梁、框架柱。這類結構體系的優點是施工非常便利,不需要處理復雜的梁-板-柱節點問題。

圖1(圖片來源:koreaherald.com)
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事故建筑的倒塌區域
與我們此前分析一致,該建筑發生了大范圍的樓板倒塌。幾乎整整一側的樓板都垮下來了(圖2-4)。豎向垮塌直至結構加強層處終止(高層建筑為了建筑和功能需求,每隔一定樓層需要設定一個加強層。加強層在結構上可以通過布置更多的構件來提升整體結構的剛度,同時在功能上可以用作建筑的設備樓層或者火災的避難樓層等)。

圖2(圖片來源:yna.co.kr)

圖3(圖片來源:heraldm.com)

圖4(圖片來源:tellerreport.com)
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事故建筑倒塌機制分析
由該高層建筑的結構形式和倒塌模式可以看出,該事故建筑的可能倒塌機制為:
(1) 由于某種原因,頂部樓層發生了初始破壞導致樓板墜落。由于目前還不了解本工程的具體事故原因,還不能下結論。國內外類似工程事故的原因有:由于氣溫太低等原因造成混凝土強度不足;趕工期樓板模板拆除時間過早;吊裝中的構件等重物掉落砸到樓板等;
(2) 頂部樓板墜落,砸在下部已經施工完成的樓板上;
(3) 下部樓板被砸壞,進一步砸在后續樓板上,形成一個“千層餅”式的連續倒塌破壞(圖5);
(4) 部分豎向墻體伴隨樓板倒塌而破壞,由于存在T型、L型拐角墻體或外部支架(圖1),部分外墻幸存。

圖5
(工程地震災變模擬:從高層建筑到城市區域 (第2版), 科學出版社, 2020. 2.6.2節插圖)
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結構防倒塌措施建議
從上述分析可以看出,由于該結構體系缺乏框架梁、框架柱等骨架體系,所以一旦結構發生局部破壞后,缺乏“骨架”構件提供內力重分布能力,很容易發生初始破壞。而倒塌過程中,由于沒有適當的構件來吸納倒塌構件的動力沖擊,進而出現了這樣的“千層餅”式連續倒塌破壞模式。好在有加強層,否則可能這個結構就會從頂部一直倒塌到底部。
最后再說一遍,由于事故剛剛發生,事故原因還在調查中,還有很多信息尚不完善,本文僅是我們根據現階段可獲取的數據的分析和思考,一定有很多謬誤之處,請各位專家批評指正。



















