提示:
“如果是建筑商给业主盖房子,工程不完善,应该由建筑商自费修复。”
-"汉谟拉比法典"
“建筑物的意外死亡往往源于骨架,即结构的破坏。”结构工程师在做初步设计的时候很有胆识,认为结构倒塌是遥远的事,保证结构安全的系数很多,但整体失效概率极低。幸运的是,我们逐渐放弃了对结构的恐惧。然而,由于结构损坏而导致建筑物意外倒塌的情况从未停止过。
2004年5月,巴黎戴高乐机场2E航站楼屋顶突然坍塌,导致包括两名中国公民在内的4人死亡,3人受伤。机场设计师保罗·安德鲁突然被推到了风口浪尖。经过七年的规划和建设,戴高乐国际机场于1974年开放。位于巴黎,是欧洲主要的航空空中心,法国主要的国际机场。扩建后,2E航站楼开放,但E50门附近的天花板很快倒塌。坍塌事故是由多种原因造成的,如安全系数设计不足、混凝土拱顶因弹性不足被金属柱刺穿、裂缝削弱其结构等。当时为了节约成本,整栋楼都处于使用极限。点击此处免费下载施工技术资料
▲戴高乐国际机场
▲2001年10月戴高乐机场施工现场
▲事故现场
▲红色为折叠部分
2E码头的结构属于非常规结构,如下图结构模型所示。屋顶跨度26.2米,分为左、中、右三段。它由宽4m、厚300mm的弯曲混凝土板壳单元组成,壳上覆盖玻璃屋顶。结构不是纯壳结构,结构左右截面承受荷载作用下的弯矩较大,外侧受拉。因此,设计者用钢结构加固混凝土壳体,并通过间隔开的撑杆将钢结构与混凝土壳体连接起来。整个结构支撑着下框架的纵梁。
▲航站楼主体结构模型
2E码头的结构形式、结构适用性、混凝土徐变和温度效应超出了现行规范的范围。
▲混凝土外壳开口
屋架上有规律地开一些小孔,登机桥连接处开一些较大的孔,大大削弱了结构的承载能力。2004年,事发前约1.5小时,航站楼巡逻人员首先发现屋顶有裂缝,一大块混凝土剥落(在两个直支柱之间)。然后混凝土板掉落,航站楼整体结构坍塌,相邻登机桥坍塌。
戴高乐机场2E航站楼在没有明显外部荷载的情况下突然倒塌。调查表明,结构承载力储备很低,分析中没有计算整体温度效应,详细考虑了各种不利因素。现在我们可以阐明结构失效的过程:
混凝土裂缝是由混凝土壳体厚度小和钢支撑应力集中引起的。同时,混凝土配筋不足或错位加速了裂缝的形成。
在结构建成后的两年多时间里,随着温差的反复作用,裂缝蔓延,结构损伤累积,承载力逐渐降低。事发时的温度为4.1摄氏度,是当月最低温度。【倒塌部分位于整个航站楼的中部,是温度影响最大的地方。】
当裂缝发展到一定程度,混凝土部分剥落,钢撑冲切壳体。
支柱丢失后,结构系统无法建立。外层钢构件失效,混凝土壳体的抗弯承载力不足以保持结构稳定,导致弯曲失效。点击此处免费下载施工技术资料
北结构失效后,中屋顶的壳功能不再成立。结构没有多余的传力路径,屋顶接连坍塌。
顶板垮落过程中,南侧支架产生较大推力,导致支架从纵梁上脱落。
倒塌的结构损坏了登机桥。
▲钢支撑与混凝土壳体的连接节点
乐慕烈曾经说过,“跳出通常的设计方法,要用10倍的努力,做10倍的调查研究,尤其是在大型项目上”。新的设计应该通过最新的理论和实验研究结果来验证。如果创新设计超出了传统结构的极限,就应该对基本结构理论持怀疑态度。我们提倡大胆的假设,但需要小心验证。
此外,哈特福德体育馆、罗马尼亚布加勒斯特穹顶等。所有工程事故都是由设计错误或设计缺陷引起的吗?有些是因为缺乏认知,有些是沟通不畅,有些是操作不当,有些是因为粗心大意,但都可以归结为工程师对结构缺乏敬畏和责任感。
此外,还有许多结构性事故值得我们深思
ID: gczjkt
好消息
身份证:sghyzj
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ID:jzgcnc
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