Прогрессивный коллапс - Progressive collapse

Здание подвергается прогрессирующий коллапс когда основной элемент конструкции выходит из строя, что приводит к выходу из строя прилегающих элементов конструкции, что, в свою очередь, вызывает дальнейшее структурный отказ.[1]

Прогрессирующие обрушения могут быть случайными из-за недостатков конструкции, пожара, непреднамеренной перегрузки, разрушения материала или природных явлений (например, эрозия, ветер или же землетрясения ). Их также можно сознательно вызвать как снос метод - в частности взрыв здания. Они также могут быть вызваны террористическими актами или войной.

Исходные факторы, стоящие за яркими примерами

  • 14 июля 1902 года 323 футовый Колокольня Святого Марка в Венеция, Италия рухнул после своего северного несущая стена начал отделяться от основной конструкции. Причина отслоения была объяснена более чем 700-летним износом конструкции, включая пожары, землетрясения и перераспределение напряжений, в первую очередь из-за усадки деревянных опорных балок, вызванной высыханием, самих колоколов, раскачивающихся взад и вперед, и слизняк. Никто не пострадал, кроме кошки, принадлежащей смотрителю. Башня была каменная кладка дизайн.[2]
  • 1 ноября 1966 года 7 рассказ Университет Абердина Зоология Здание кафедры в Абердин, Шотландия потерпел полное обрушение во время строительства. Обрушение было связано с плохими сварными швами балки, которые были ослаблены усталостью металла. Усталость металла вызывалась колеблющийся боковые силы на конструкцию (в первую очередь ветер). Пять человек погибли и трое получили ранения. Здание было стальной каркас дизайн и первый известный пример полного прогрессивного обрушения каркасное здание.[3]
  • 16 мая 1968 года 22-й рассказ Ронан Пойнт многоквартирный дом в Вест Хэм, Лондон потерпел фатальное обрушение одного из углов из-за естественноговзрыв газа, который уничтожил несущая стена. 4 человека погибли, еще 17 получили ранения. Здание было крупнопанельное системное здание.
  • 2 марта 1973 года 26-й рассказ Skyline Towers Building в Округ Фэрфакс, Вирджиния, обрушился в результате деревянного крепление слишком рано снимается с верхнего этажа во время строительства. 14 человек погибли, еще 34 получили ранения. Башня была железобетон дизайн.
  • 19 декабря 1985 года 22-й рассказ[4] коммерческое офисное здание на бульваре Уилшир, 1000, Лос-Анджелес, в настоящее время известное как Wedbush Строительство,[5] произошло частичное обрушение конструкции. Строительные бригады разгружали недавно прибывшие стальные балки с бортовой платформы на палубу только что завершенного 5-го этажа с помощью крана, когда балка вырвалась из крана и упала на существующий склад внизу, который уже был загружен вдвое больше. расчетная несущая способность пола. Это привело к постепенному обрушению перегруженного пола, в результате чего секция пола и балки прорвались через 4, 3, 2 и 1 этажи, наконец остановившись в гараже. Погибли три человека. Здание было стальной каркас дизайн.[6]
  • 15 марта 1986 года шестой рассказ Отель New World в Маленькая Индия, Сингапур рухнул из-за ошибки проектирования, когда инженер-строитель забыл добавить здание статическая нагрузка (вес самого здания) к его расчетам при определении того, насколько прочными ему были нужны опорные столбы, которые поддерживали здание во время его строительства в 1971 году.[7] 33 человека погибли, еще 17 получили ранения. Здание было железобетон дизайн.
  • 23 апреля 1987 года 16-й рассказ L'Ambiance Plaza в Бриджпорт, Коннектикут, рухнул на этапе строительства из-за различных случаев ненадлежащего крепление которые использовались на всей строительной площадке.[8] Погибли 28 человек. Здание было подъемная плита дизайн.
  • 17 марта 1989 года 255 футовый Павия Сивик Тауэр в Павия, Италия рухнул из-за 800-летнего перераспределения напряжений в конструкции, в первую очередь из-за усадки деревянных опорных балок, вызванной высыханием, самих колоколов, раскачивающихся взад и вперед, и слизняк.[9] 4 человека погибли, еще 15 получили ранения. Башня была каменная кладка дизайн.
  • 10 мая 1993 года 4-я история Фабрика игрушек Кадер в Накхон Патом, Таиланд рухнула после того, как на первом этаже возник пожар и распространился по всему комплексу. В то время фабрика работала на полную мощность, и все пожарные выходы были закрыты. 188 человек погибли и более 500 получили ранения. Здание было стальной каркас дизайн.[10]
  • 24 мая 1993 г.[11], старинная колокольня средневековой церкви Святой Марии Магдалины в Гох, Германия, рухнул. Причина была объяснена сотнями лет перераспределения напряжений в конструкции, в первую очередь из-за усадки деревянных опорных балок, вызванной высыханием, самих колоколов, раскачивающихся туда и обратно в предшествующие столетия, слизняк, а также атмосферные воздействия на обнаженную и неухоженную кладку, включая увеличение трещин из-за замерзания воды и расширение между камнями в зимние месяцы, вызывая дальнейшее расширение трещин. Никто не пострадал. Башня была каменная кладка дизайн.[12]
  • 19 апреля 1995 года 9-я история Федеральное здание Альфреда П. Мурры в Оклахома-Сити, Оклахома, рухнул из-за заминированного грузовика, взорвавшегося за южным фасадом. Волна сжатия бомбы привела к тому, что этажи 4 и 5 оторвались от колонн и рухнули на этаж 3. Этаж 3 был соединен с главной передаточной балкой и тянул ее внутрь, когда на нее падали этажи 4 и 5. Это привело к обрушению всех вертикальных колонн на южном периметре, которые были соединены с передаточной балкой, вместе с любыми секциями пола, которые зависели от этих колонн для вертикальной поддержки. Подобно крах Всемирного торгового центра, то Взрыв в Оклахома-Сити был первым известным примером террорист - инициированное постепенное обрушение здания на территории США. 168 человек погибли, еще 680 получили ранения. Здание было железобетон дизайн.[13][14]
  • 29 июня 1995 года пятая история Универмаг Сампун в Сеул, Южная Корея рухнул. Обрушение произошло из-за снятия нескольких опорных колонн на нижних этажах, чтобы освободить место для эскалаторов. Это отсутствие структурной поддержки усугубилось спустя годы после установки нескольких тяжелых кондиционеров на крыше над местом, где были удалены опорные колонны. Это вызвало столбец поддержки, который был ближе всего к кондиционерам потерпеть неудачу и передать его нагрузку на соседние колонны, что привело к полному провалу и коллапсу в течение 24 часов крупных трещин, возникающих вокруг несостоявшихся колонно.[15] 501 человек погиб, еще 937 получили ранения. Комплекс был железобетон дизайн.
  • 11 сентября 2001 г. Всемирный торговый центр корпуса 1, 2 и 7 в Нью-Йорк разрушился в результате террористических атак и возникших пожаров. После 3-летнего расследования Национальный институт стандартов и технологий, был сделан вывод, что пожар ослабил стальную конструкцию до тех пор, пока длинные мостовидные секции перекрытия (называемые фермы ) начали постепенно проседать. Это провисание преобразовало тягу ферм вниз во внутреннюю тягу. Это усиливающееся притяжение внутрь стен в конечном итоге привело к изгибу и складыванию внешних колонн Башни 2, а затем и внутренних колонн Башни 1, что привело к обрушению.[16] 2752 человека погибли в зданиях, в том числе 157 пассажиров и членов экипажа, которые находились на борту двух угнанных самолетов, которые ударили по зданиям 1 и 2, вызвав пожары в обоих зданиях, а обломки стали причиной пожара в здании 7 после обрушения зданий 1 и 2. Здания были а стальной каркас дизайн. Прогрессирующий отказ систем пола, или так называемая «теория блинов», был исключен как фактор, инициирующий разрушение конструкции, но был обнаружен учеными FEMA и NIST как основной вид разрушения после начала обрушения.[17]
  • 12 февраля 2005 года 28-й рассказ Виндзорская башня в Мадрид, Испания Обрушились 11 верхних этажей здания. Башня имела железобетон внутреннее ядро ​​окружено традиционной перепонкой стальной каркас внешний периметр. Между 16-м и 17-м этажами находился бетонный переходный пол толщиной 7 футов, который служил переборка и для поддержки стального каркаса верхних 11 этажей. На 21-м этаже начался пожар в офисе, и через 5 часов бетонная внутренняя часть больше не могла поддерживать коробление стального внешнего каркаса. Верхние 11 этажей рухнули до уровня улицы, а остатки верхних 3 этажей рухнули на промежуточный этаж. Никто не погиб. Здание было составным стальной каркас и железобетон дизайн.[18]
  • 1 августа 2007 г. I-35W Мост через реку Миссисипи рухнул в полдень в час пик, в результате чего погибли 13 человек. Обрушение было объяснено отказом косынка соединение двух элементов внутри одного из главных ребер арки. Разрушение этого критического для разрушения соединения привело к полному обрушению конструкции.
  • 24 апреля 2013 года рассказ 8 Рана Плаза коммерческий офисный комплекс в Савар, Бангладеш, обрушилась большая часть конструкции. Изначально здание было спроектировано для магазинов и офисов с малой проходимостью, но было преобразовано в фабрику с оборудованием для производства тяжелой одежды на верхних этажах. Это оборудование действовало как мягкий трамбовка побуждая колебательные силы к каркасу здания. Использование некачественных строительных материалов, а также вес рабочих и оборудования (который в совокупности превышал первоначальную проектную несущую способность перекрытий) способствовали ослаблению и, в конечном итоге, разрушению основных элементов конструкции. Окончательное обрушение произошло через день после того, как по всему зданию начали появляться предварительные трещины, что свидетельствует о том, что ключевой элемент конструкции вышел из строя и передавал свои силы нагрузки на окружающие элементы. В здании погибли 1129 человек, около 2515 человек получили ранения. Этот инцидент считается самой смертоносной аварией на швейной фабрике в истории, а также самым смертоносным случайным разрушением конструкции в современной истории человечества.[19][20][21]
В Plasco Building в момент обвала.
  • 19 января 2017 г. Plasco Building, высотное здание в г. Тегеран, Иран, загорелся и рухнул. Пожар начался на восьмом этаже, и во время спасательных операций произошло постепенное обрушение. По словам представителя пожарной охраны Джалаала Малеки, на месте происшествия находилось около 200 пожарных. Сообщалось, что прогрессирующее обрушение здания Plasco было блинным, потому что обрушение произошло прямо вниз. [22] обрушение было похоже на обрушение башни ВТЦ. [23] 16 пожарных и 10 мирных жителей погибли в результате пожара и обрушения[24]

Терминология

Поскольку повреждение в результате прогрессирующего коллапса непропорционально первоначальной причине, термин непропорциональный коллапс часто используется в технике для описания этого типа обрушения.

Первый экземпляр термина с датой блин коллапс было опубликовано вместо «прогрессирующего коллапса» в газете New York Times от 10 августа 1980 года. Начальник пожарной охраны 19-го батальона Джон Коннелли объяснил, что жилой дом, на который они ответили в Бронксе, был ослаблен огнем до такой степени, что все этажи начали обрушиваться друг на друга. «Это был блин коллапс». - сказал начальник 19-го батальона Джон Коннелли. - Все здание пылало, и оно упало на землю ».[25]

Изменения кода модели

На основании рекомендаций Национального института стандартов и технологий (NIST) Министерства торговли, полный набор изменений строительных норм был одобрен Международным советом по кодам (ICC). Рекомендации были основаны на результатах трехлетнего расследования обрушения башен Всемирного торгового центра (ВТЦ) Нью-Йорка 11 сентября 2001 года, проведенного NIST.

Предложения касались таких областей, как повышенная устойчивость здания к обрушению в результате пожара и других происшествий, использование напыляемых огнестойких материалов (широко известных как «огнезащита»), производительность и резервирование систем противопожарной защиты (например, автоматических спринклеров), хранение мазута. / трубопроводы, лифты для использования службами быстрого реагирования и эвакуации людей, количество и расположение лестничных клеток и разметка путей выхода.

Код модели изменяется в соответствии с рекомендациями NIST WTC по расследованию, которые теперь требуются IBC включают:

  • Повышенная прочность сцепления для противопожарной защиты (почти в три раза выше, чем требовалось ранее для зданий высотой от 25 до 130 метров (от 75 до 420 футов), и в семь раз больше для зданий высотой более 130 метров (420 футов)).
  • Требования к установке противопожарной защиты в полевых условиях для обеспечения того, чтобы:
    • установка выполняется в соответствии с инструкциями производителя;
    • основания (поверхности, подлежащие противопожарной защите) чистые и не имеют каких-либо состояний, препятствующих адгезии;
    • испытания проводятся для демонстрации того, что требуемая адгезия сохраняется для загрунтованных, окрашенных или герметизированных стальных поверхностей; и
    • Окончательное состояние установленной огнезащиты после полного высыхания или отверждения не имеет трещин, пустот, сколов, отслоений или каких-либо обнажений основания.
  • Специальные полевые проверки противопожарной защиты, чтобы убедиться, что ее толщина, плотность и прочность сцепления при установке соответствуют установленным требованиям, и что связующий агент наносится, когда прочность сцепления меньше требуемой из-за эффекта загрунтованной, окрашенной или герметизированной стальной поверхности . Осмотры должны проводиться после грубого монтажа механических, электрических, сантехнических, спринклерных и потолочных систем.
  • Повышение на один час класса огнестойкости конструктивных элементов и узлов в зданиях длиной 130 метров (420 футов) и выше. (Это изменение было одобрено в предыдущей редакции кода.)
  • Явное принятие подхода «структурный каркас» к рейтингам огнестойкости, который требует, чтобы все элементы основного структурного каркаса имели более высокий рейтинг огнестойкости, обычно требуемый для колонн. Первичный каркас конструкции включает колонны, другие элементы конструкции, включая балки, балки, фермы и перемычки, имеющие прямое соединение с колоннами, а также элементы распорки, предназначенные для восприятия гравитационных нагрузок.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ellingwood, B.R .; Лейендекер, Э. В. (1978). «Подходы к проектированию против прогрессирующего обрушения». Журнал структурного отдела. 104 (3): 413–423. Прогрессирующее обрушение - это тип отказа цепной реакции, который следует за повреждением относительно небольшой части конструкции.
  2. ^ Исследование Campanile Святого Марка можно найти в Северо-западные университеты архив гражданского строительства и исследование о влиянии старения на древние средневековые колокольни были выпущены Пизанский университет в 2001.
  3. ^ An инженерный обзор о развале со статьями из The Scotsman имеется. Статью о коллапсе также можно в Санкт-Петербург Таймс а также в архивах Hansard ЗДЕСЬ и ЗДЕСЬ
  4. ^ Хотя в некоторых статьях утверждается, что здание было 21-этажное здание а другие утверждают, что это 22-этажное здание, максимальная высота здания была достигнута путем поиска адресов арендаторов для «1000 Wilshire Blvd, 22-й этаж» Адреса арендаторов указаны до 22 этажа, но не выше
  5. ^ 1000 Wilshire Blvd. Лос-Анджелес, Калифорния 90017 был назван Здание Ведбуша в январе 2002 г.
  6. ^ Офисное здание располагалось по адресу 1000 Wilshire Blvd. в Лос-Анжелес и состоял из обвала 5 этажа
  7. ^ Документальный фильм о крахе отеля New World доступен на YouTube
  8. ^ Дело L'Ambiance Plaza можно найти на Engineering.com
  9. ^ Исследование Павийской гражданской башни можно найти в Северо-западные университеты архив гражданского строительства и исследование о влиянии старения на древние средневековые колокольни были выпущены Пизанский университет в 2001.
  10. ^ А тематическое исследование на фабрике игрушек «Кадер» имеется пожар.
  11. ^ Из краткой истории органов в церкви Святой Марии Магдалины после открытия нового органа в 2015 году. http://orgelbauverein.st-arnold-janssen.de/unsere-orgel/index.html
  12. ^ Ссылку на церковь Святой Марии Магдалины можно найти в исследовании о влиянии старения на древние средневековые колокольни, которое было опубликовано Пизанский университет в 2001.
  13. ^ Документальный фильм о крахе федерального здания Мурра доступен на YouTube. Обратите внимание, что этажи в этом документальном фильме обозначаются Британская конвенция Таким образом, каждый этаж будет на один этаж меньше американского названия.
  14. ^ NIST выпустил резюме и отчет о взрыве федерального здания имени Альфреда П. Марра и его обрушении.
  15. ^ Документальный фильм о крахе универмага Sampoong доступен на YouTube
  16. ^ NIST опубликовал заключительный отчет о причинах краха Всемирного торгового центра.
  17. ^ "Вопросы и ответы об исследовании башен NIST WTC". NIST. п. FAQ # 8. Получено 3 мая 2014. Выводы NIST не подтверждают «теорию блина» обрушения, которая основана на прогрессирующем отказе систем перекрытий в башнях WTC. Вместо этого исследование NIST убедительно показало, что отказ изогнутых внутрь колонн периметра инициировал обрушение и что возникновение из-за этого изгиба вовнутрь требовалось, чтобы провисающие полы оставались соединенными с колоннами и тянули колонны внутрь. Таким образом, полы не разрушались постепенно, вызывая явление образования блинов.
  18. ^ An инженерный пример на Виндзорской башне есть огонь.
  19. ^ https://www.telegraph.co.uk/news/worldnews/asia/bangladesh/10014778/Bangladesh-building-collapse-kills-at-least-82-in-Dhaka.html
  20. ^ https://www.bbc.co.uk/news/world-asia-22394094
  21. ^ Дэвид Блэр, Дэвид Бергман (3 мая 2013 г.). «Бангладеш: архитектор Rana Plaza утверждает, что здание никогда не предназначалось для заводов». Телеграф. Лондон. Получено 8 мая 2013.
  22. ^ http://s3.picofile.com/file/8283609584/resistance.JPG
  23. ^ http://s7.picofile.com/file/8283613376/wiki.JPG
  24. ^ http://s4.picofile.com/file/8284076692/Firefighters_in_building_view.mov.html
  25. ^ Полную статью о пожаре в Бронксе с оплатой за просмотр можно найти в Нью-Йорк Таймс

внешняя ссылка