当我们等待关于建筑坍塌悲剧原因的答案时，我们只能问一个问题：是什么导致建筑物倒塌？


回顾世界十大建筑坍塌事故，有一个因素自始至终从未缺席。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍


1995年，韩国三丰百货坍塌事故，造成502人死亡，成为全球第二大建筑物坍塌事故。事故原因是由于人为因素造成的建筑建构失衡。| Wikipedia


逃不过“人为”


这就是人为因素造成的建筑“结构失衡”。


2006年1月28日，位于波兰的卡托维兹贸易大厅（Katowice Trade Hall）被大雪压垮了屋顶。当时屋内有700人，造成65人死亡，170多人受伤。


波兰政府调查结果显示：表面上是建筑物中的大雪和冰没有被及时清除，屋顶原本已经损坏，但管理方只进行了紧急维修。但最致命的是设计中的结构缺陷，正是这些缺陷导致了建筑超载超过100%。


2013年4月24日，孟加拉国萨瓦区大楼倒塌（Savar building collapse）死亡人数达1127人、约2500人受伤。


原因是，整栋大楼第五层至第八层是违建。重型机械的重量和振动加剧了建筑原本设计的承重结构。这次事故也成为世界上建筑物倒塌罹难人数最多的灾难事件。


1993年8月13日，泰国皇家广场酒店倒塌（Thailand's Royal Plaza Hotel Collapses），造成137人死亡、227人受伤。不到10秒，六层的酒店就变成了一堆废墟。


主要原因是增加楼层时没有考虑结构强度和地基的稳定性。


2018年，卡托维兹贸易大厅屋顶坍塌事件被列为全球十大建筑事故。|Wikipedia


2019年，建筑杂志Arch2o网站盘点了历史上最严重的十次建筑坍塌，以上事故只是其中之一。几乎所有事故都存在人为造成的建筑“结构失衡”。


什么是结构失衡？


英国材料科学家J.E.戈登（J.E.Gordon）在《什么是结构》（Structures: Or Why Things Don’t Fall Down）一书中解释建筑为什么会倒塌，简单来说是失去了平衡。


戈登解释道，任何一种结构，不管它多么微小简单或多么巨大复杂，在各个点上，每个力都必须有等大反向的另一个力来平衡且起到反作用。如果这个条件不能满足，即所有力不平衡或不能彼此抵消，结构就会被破坏。


建筑要稳，就要能够释放压力，而不是一味地承载压力。“由于砂浆或水泥的使用，接合处之间匹配良好，压力被传递到整个接合区域，而不只是几个点上。”他说。


但如果压力没有及时传导，超出了承载力，灾难就会发生，导火索可能是一次地震、一阵飓风，甚至是一场暴雪。


美国西北大学工程学教授Mehrad Sasani在接受《波士顿环球报》采访时提到造成建筑结构失衡的原因：


“原因很多，一般有四种情形：设计问题、建造和监督过程中的问题、结构老化或者建筑倒塌前的状态。”


其中，设计问题、建造和监督过程中的问题以及结构老化都是可以通过监督和检测得以避免。换句话说，建筑失衡的主要原因逃不过人为。


为什么说十大逃不过人为？


世界十大建筑坍塌事故都是由于最终结构失衡引起的，但是这十大的标准是事故死亡人数。可以说除了废弃房屋的自然坍塌，凡是引起重大损失的坍塌事件都必须考量其中人的责任。


1986年新加坡新世界酒店倒塌事故可以作为结构失衡的经典案例。该事故位列全球十大建筑坍塌第九位，排名根据事故死亡人数确定。


这座建于1971年的新世界酒店——由36根钢筋水泥柱支撑着6层楼高的混凝土结构，24米高，竟在60秒内解体了。事故造成33人遇难，17人生还，104人受伤。‍


Sasani认为，“是设计问题、建造问题和过重问题等人为因素导致建筑坍塌。”‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍


事后第一时间，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。


最终在一份大厦设计图纸上，人们发现了事实的真相——这份图纸的设计方案漏洞百出，机构的系数和计算数值完全是胡编乱造的。据新加坡建筑专家称：“其设计水准甚至比不过一份土木专业学生不及格的课程设计。”


1986年，新加坡新世界酒店倒塌后报道，该事故造成33人丧生。|Wikipedia


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；“活动负载”是额外增加的人和物的重量。设计师却忘记了把大楼的自重算在里面。


此外，在这幢酒店屹立的15年中，管理者无视规定不断增加内部重量，导致“活动负载”超载。直到倒塌几个月前，屋顶装了一个空调系统，不仅重，而且会摇晃。


强度测试是最简单的手段


如何防止我们居住的建筑发生坍塌？‍‍‍‍‍


房屋荷载系数是衡量建筑稳定的主要依据，即结构设计中为反映设计荷载与实际荷载可能产生的偏离。


我国建筑与欧美国家相比处于较低水平。此前，我国建筑荷载规范系数一直是1.4，这个系数在欧洲是1.5，美国是1.6。新修订的《建筑结构可靠性设计统一标准》已经把房屋荷载系数调整到1.5。


为确保房屋荷载系数，最简单、有效的手段就是定期做强度相关测试，甚至在建筑修建过程就要一直做。但遗憾的是，为了成本一些建筑商并未做到如实检测。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍


2019年，BBC在全球建筑物坍塌系列报道中写道：“大楼倒塌的原因有很多，但只有一个动机会导致倒塌发生，那就是钱。大楼盖得不安全不一定会造成伤亡——建筑可以推倒重建。”


加强强度测试，不能让检查停在表面，才能阻止下一次恶性建筑坍塌事故发生。


参考资料：

1.https://en.m.wikipedia.org/wiki/Katowice_Trade_Hall_roof_collapse

2.https://www.bbc.com/news/world-africa-36205324

3.https://amp.cnn.com/cnn/2021/06/29/opinions/surfside-florida-collapse-how-could-it-happen-kara/index.html


本文来自微信公众号：国家地理中文网（ID：NationalGeographicCN），作者：Arvin