案例分析 迈阿密Champlain公寓楼倒塌事14课件讲解.pptx

;;;一、事故发生背景

;ChamplainSouth公寓是一座12层高的住宅楼，占地约2250平方米，位于迈阿密Surfside镇的8777CollinsAvenue，南面不远处就是著名的迈阿密海滩。公寓楼建成于1981年，距今逾40年，与它一个街区之隔则是另一座形态相近，同期开发的ChamplainNorth公寓楼。

。;ChamplainSouth属于上世纪80年代当地典型的钢筋混凝土结构，大致可分为上部楼层、首层楼板和地下车库三大部分。

。;上部楼层为传统的框架结构，通过框架梁柱将各楼层支撑起来。黄色楼层是事故中倒塌的部分。

。;地下车库的结构体系取决于不同部位，有两种主要形式。一种是传统的有梁楼盖体系，首层楼板的重量通过框架梁传递至结构柱。另一种是在欧美发达国家使用非常普遍的无梁楼盖体系（Slab-ColumnSystem）。与前者不同，这种体系没有任何框架梁，楼板重量直接传递给结构柱。

。;;1.提出问题

首先，ChamplainSouth公寓并不是整栋都发生了坍塌。它的西侧部分在东侧及北侧楼层连续倒塌后，仍然看起来并无大碍。西侧楼层与坍塌部分以电梯井的结构墙为明显分界线。

问题1：为什么唯独公寓西侧没有倒塌？

。;其次，从事故现场的鸟瞰图来看，公寓楼不止是上部楼层发生了坍塌。如果仔细观察，公寓楼左侧的首层楼板也出现了部分坍塌。

;这种破坏形式与无梁楼盖体系中的冲切破坏（PunchingShearFailure）模式非常类似。由于缺乏框架梁对柱子的横向支撑和约束，无梁楼盖体系较常发生的是冲切破坏。发生破坏时，柱子会刺穿楼板。受到剪力的作用，有时会在顶部留下一个约45°的梯形体。;通常，为了避免冲切破坏的发生，在柱子与楼板的连接点一定范围需要进行加固，较常见的是设置特定形式的加密钢筋。在设置了加密钢筋之后，即使柱子不堪重负破坏，也不至于发生整根柱子刺穿楼板的现象。

问题2：ChamplainSouth公寓在设计之初是否充分考虑了冲切破坏？;二.解决问题

ChamplainSouth公寓的设计方先后共出版了两份图纸。第一份出版于1979年8月22日，图纸右下方有设计师的签名（可以称它为“79版图纸”）；第二份出版于1980???1月17日，它是第一份图纸的变更，除了设计师签名外，右下方还有变更标记，简要地描述了变更日期和变更内容（“80版图纸”）。;在79版图纸中，用不同颜色将平面图中把公寓西侧（未倒塌，蓝色区域）与公寓东侧（已倒塌，橙色区域）区域分别标记出来，对比两者之间设计上的差异。两者之间主要的差异在于柱子的尺寸。公寓西侧是车行道出入口，考虑到频繁的车辆出入，因此地下一层采用了边长为24英寸（约60cm）的柱子。而公寓东侧的普通住宅楼层，仅采用了边长16英寸（约40cm）的柱子支撑。

;对于12层的住宅楼来说，40cm的柱子显得有些单薄，同时在2018年，ChamplainSouth公寓进行了一次大楼结构检测。结果显示，地下车库的某些结构柱老化严重，出现了不同程度的裂缝。;而在首层楼板坍塌区域，由于上部没有楼层，采用了尺寸更小的柱子支撑楼板，边长仅为12”x16”（约30cmx40cm）。;在79版图纸中，这些柱子设置了梁与公寓主楼部分的结构柱进行连接。因为室外与室内的楼板高度差了1英尺（30cm），需要通过梁进行标高转换。;虽然取消了有利于结构柱稳定的梁，室外楼板提高了30公分，但是这些柱子的尺寸、配筋却依旧维持了79版图纸的设计，没有任何增强。;同样没变的还有柱与楼板相交的节点。无论是哪一版的图纸，抗冲切钢筋的配置似乎都显得不足。当发生冲切破坏时，上部截断的钢筋很容易就被拔出。;无论设计是出于什么考虑，负责公寓设计的建筑师及工程师均已逝世，无法知道最初设计的意图。而综合各方目击者的证言，公寓最先出现坍塌的位置，就在这些取消了梁的位置。;;三、原因推测

;;大量上世纪70-80年代修建的住宅楼，时至今日已接近走完它们的设计寿命。当时人们对建筑结构的认识尚达不到今天的深度，有些部位的安全储备不一定能满足现时规范的要求（也许按照当时的规范是满足的）。

随着时间的流逝，这些住宅楼，有多少还能继续抵挡老化的影响？;