人家中国的建筑500年不倒,政府每年对20年以上的大楼强制组织三次修缮,这是真正重视人权的体现!中国法典规定:倒塌一栋楼,当地州长撤职,市长撤职!这才是真正的好政府!
反观我们国家,豆腐渣大楼40年就倒了,倒塌前有关部门不闻不问。去年就被检查出来楼体有缓慢下沉,一年了,各级政府部门无动于衷,坐视灾难发生,简直草菅人命。出了事情只会推卸责任,市长推给州长,州长推给联邦政府。
这国怎,我陷思,定体问。时代的一粒灰,落在普通人头上就是一座国会山。
歪个楼。
尽管由于调查没有进行,引发倒塌的原因不明,但是在破坏之后引发连续倒塌的结构因素,我的猜测是,有可能是板柱结构体系中板柱节点柱的的抗剪/抗弯承载力不足和板的抗剪切/冲切承载力不足。
新闻图片中可以发现,倒塌的建筑没有梁,基本可以确定是无梁楼盖。国内也有无梁板,但是数量并不多,但是无梁结构体系在美国大量存在。
这种数量差异是采取这种结构体系的目的的差异导致的。国内采取这种结构体系,主要是为了使用需求,比如更大的层高,更良好的视觉体验,同时造价也相应地更高。这个需求不用解释。美国的建筑,采用这种结构体系,主要是为了节省造价。
为什么同样采用无梁结构体系,造价会不同呢?主要是因为人力成本的差异。
有梁楼盖相比于无梁楼盖,其受力性能更优,更加节省材料,但是结构较为复杂。干过工地的人知道,人力成本中,很大一部分是用于搭模板和绑扎钢筋的。如果是有梁楼盖中,模板要搭出梁的模板,梁钢筋要绑扎好,然后放入模板。如果是无梁楼盖,模板就是直接一块板铺过去,然后直接在模板上绑扎钢筋,人工操作相较于有梁楼盖容易了不少。中国人力成本低,人没有钢筋贵,因此倾向于采用多用人工,节省材料的做法,因此倾向于采用有梁楼盖;而美国人力成本高,人比钢筋贵,所以倾向于采用多用材料节省人工的做法,因此倾向于采用无梁楼盖。
还有一些这栋楼不一定采用,但是更节省人工的方式。比如预制柱,这样就不用搭柱的模板。还有升板法,先把柱子做好,然后再地面上浇筑板,一层板浇好以后,涂上隔离剂作为上面一层板的底模,所有的板都浇筑好以后,用机械吊升至规定高度,这样就节省了底模,只需要侧模,人工费用更少。同时这两种做法会对结构受力造成更不利的影响,下面会说。
以上说了在美国为什么无梁体系大行其道,接下来就说一说这种体系的问题。
第一是板柱节点板的抗剪切/冲切承载力的问题。
做结构的人应该知道,在无梁楼盖体系中,对板而言,起控制作用的一个点就是楼板的抗剪切/冲切承载力(所谓的起控制作用,就是最有可能发生破坏的部位),对于板柱结构尤其如此,所谓的抗剪切/冲切,可以通俗但是不正确地理解成楼板抗柱子刺穿的能力。楼板发生冲切/剪切,就意味着柱刺穿楼板。
无梁楼盖抗剪切/冲切破坏的能力,与柱的周长,楼板的厚度密切相关。通常而言,板的厚度越大,柱的周长越大,板抗剪切/冲切能力越强。
通常可以通过增加板厚,设置柱帽的方式加强板的抗冲切能力,通过在板柱节点周围设置抗剪钢筋的方式加强板的抗剪切能力。
而有梁楼盖体系,发生剪切破坏的概率就小得多。一方面,框架梁提供了相对于楼板大得多的抗剪截面,相当于厚度很大的板;另一方面,规范对剪跨比的要求使得梁的抗弯能力起控制作用,也就是说,梁在发生剪切破坏之前,往往已经发生弯曲破坏,就是所谓的强剪弱弯。
规范之所以要规定强剪弱弯,是因为剪切破坏的发生往往比弯曲破坏更加突然。在发生弯曲破坏时,抗弯钢筋进入塑形阶段,同时受到规范搭接长度和锚固长度的限制,钢筋不会从混凝土中拔出,有较大的变形的同时仍然有一定的承载力。而在发生剪切破坏的同时,纵向钢筋会从混凝土中撕脱,难以起到抗剪作用,破坏以后梁的承载力快速下降。
而无梁楼盖的剪切破坏比梁更加突然,因为梁纵筋有箍筋的约束,而板的纵筋没有。
现在来看这栋楼倒塌后尚未倒塌部分的照片。
看不出有柱帽或者板柱节点抗剪构造钢筋。如果真的没有的话,那这个楼板的抗剪承载力是堪忧的。
楼板的抗剪切破坏是比较可能发生连续倒塌的。当一层的板冲切破坏,就很有可能倒塌到下一层的板上,两层的荷载加上上层板倒塌的冲击力,可能使得下一层板也发生冲切破坏,再倒塌到下一层。这样一层接一层就会发生连续倒塌,直到下方的板全部倒塌。
以上说明的是无梁楼盖的板抗剪切/冲切承载力不足的问题,接下来说一下板柱节点柱的抗剪/抗弯承载力不足的可能性。
做设计的人应该知道一点,梁高越小/板厚越薄,柱节点核芯区抗剪越不利。这是因为梁板就相当于一把刀在割柱子,梁高越小/板厚越薄,就相当于刀子越锋利,柱子越容易被剪坏。
对于本次倒塌的建筑,采用无梁楼盖体系的同时,不采用柱帽,板柱节点柱抗剪是很不利的。
本建筑可能还有一个对板柱节点柱抗剪更不利的因素,就是本工程可能出于节约造价的考量采用了预制柱。这种预制柱在美国的一般建筑中大量存在,上文已经解释。
预制柱相对于预制水平构件,有一个大问题,就是钢筋的搭接问题。钢筋有搭接长度的要求,这个要求是为了钢筋传力连续,不至于在混凝土中错动。预制的水平构件其实大多不是全部预制的,而是叠合的,分为现浇部分(这部分的钢筋需要在施工中搭接)和预制部分(相应地,钢筋不需要在施工中搭接)。但是如果柱子也把需要搭接的部分做成现浇的,那可能整根柱子都得现浇,只有板柱节点可以预制了,几乎达不到节省造价的目的。因此柱子基本上是全高预制,节点现浇。板柱节点长度几乎是不可能满足柱钢筋的搭接长度要求的,因此预制柱之间的钢筋不是搭接的,而是用套筒连接的。理论上讲,套筒的性能要优于搭接,因为套筒节点的强度大于钢筋本身。但是套筒也有一个问题,就是对于预制的构件,套筒的定位要很准确,不然容易接不上。就我国之前预制竖向构件的情况,预制柱的套筒经常是对不准的,经常在没有连接好的情况下就浇上混凝土了,这种情况就相当于柱节点完全没有配钢筋,就是块素混凝土,抗剪能力被削弱,抗弯能力基本没有,因此预制竖向构件被暂时叫停了。美国估计也存在大量预制竖向构件节点连接不良的情况,这对于板柱节点柱的抗弯和抗剪是很大的不利因素。
楼板除了是剪切柱子的不利因素,同时也是为柱子提供侧限的有利因素。当按压一个细长的杆件的时候,它是容易弯曲的,但是如果在这个杆件的中间限制它的侧向位移,它就没那么弯曲。这可以简单地理解为,在中间限制细长杆件的侧向位移,它就没那么细长了,要压弯它就没那么容易。
但是当板柱结构发生楼板倒塌时,倒塌的楼板会传递给柱子一个水平的力,同时对柱子的侧限消失,这时楼板对柱子而言完全变成了不利的荷载。随着楼板的连续倒塌,柱子越来越细长(其实没有变细,只是变长了),变得越来越容易压弯。在竖向力压弯和水平剪力的作用下,一旦一个板柱节点的柱节点发生剪切破坏,或者一根柱发生压弯(要压弯估计也会从柱节点开始压弯,因为这里抗弯能力弱,相当于有一个铰),就会引起这根柱子的破坏,随即引发这根柱子以上楼层的倒塌。
如果只是板的剪切/冲切破坏引发的连续倒塌,那么只有最初倒塌的板以下楼层的板会发生倒塌;如果板的剪切破坏伴随着柱节点的剪切破坏,那么不论最初倒塌的是哪一层,最后的结果都是整栋楼发生坍塌。从视频上看,我认为两种破坏同时发生了。
从视频中可以看到,倒塌分为两个阶段,一部分倒塌过了一段时间以后,另一部分才开始倒塌。这估计是因为两个部分交界处的柱子处理得比较好,抗剪切破坏的能力相对于其它的柱子更强,先倒塌的部分直到倒塌到较低的楼层时才引发了相应楼层交界处柱的破坏,引发另一部分的倒塌,造成了两部分倒塌有一定的时间差。
ps:看到很多人借此影射中国的城建。第一,中国的无梁楼盖,一般会采取较多的抗剪构造措施(但是有没有被施工队偷走就不知道了,我去过的现场还没发现大量偷钢筋的,型钢有没有更是看一眼就知道有没有);第二,中国的墙柱预制得比较少,曾经有一段时间大力推广,但是发现钢筋连接存在难以克服的困难后就被叫停了;第三,中国本身就很少有全无梁楼盖体系的建筑(如果只有局部层是无梁楼盖,一层无梁楼盖倒塌,下方有可能就是有梁楼盖,不容易连续垮塌),多数情况下甚至一层只有局部是无梁楼盖,其它部分是有梁楼盖。
所以中国是有可能存在这种具有严重倒塌风险的建筑的,但是起数量与美国相比肯定不在一个量级上。基本上在屋子里抬头一看,能看见梁,那么这件房屋就不容易发生像这次美国高层一样的连续倒塌。
emmm,有一个情况不知当不当讲。。。
截止我看新闻的时候报导是:1人死亡,救出100多,失踪99人。
这个数字就很微妙了,以我个人的观感来说,救出100多人应该是从废墟里救出来的吧。
实际呢?
当地消防官员说,这座楼房的东北角倒塌,涉及大约55个住房单元。他说,救援人员从没有坍塌的部分转移走了35人,从倒塌的部分救出了2人。
哦,原来从旁边没倒塌的楼里救人也是救人啊。
仔细想想确实没毛病,毕竟旁边楼倒了,可能上下楼都成问题有些人被困在里面确实得救。
那么问题来了,从没塌的里面救人毕竟也是救人,那所说的“救出100多”有多少是隔壁没塌的里面救出来的。
换句话说,从废墟里又救了几个人出来?
emmm。。。那么大概也可以猜到实际的救援效率如何。。。
只能对那(大约)99个失踪的人说,good luck。
不阴谋论,但现在国会正在辩论基建到底要弄多少钱的问题,两党讨价还价中
1,3天过去了,好像唯一的成果是死亡人数增加了一个。而没有从废虚里救出一人。
要说还是老美厉害。换作其他有的国家,恐怕家属都要把救援人员打翻在地了。在美国,似乎没有引起什么波澜。不救援,就是不救援。
2,那年,2018年,美国搞了一个电子产品展览。我清晰记得说是约一半展位和采购商是我国企业。然后说我们灾难救援装备落后,美国的先进。然后介绍了一堆美国生命探测仪之类的东西。
我就纳了闷了,难道美国自己不用这些先进的救援装备?不用生命探测仪探一下有多少人还活着?还是探不出来?
美国那么有钱,科技那么发达,人才那么多,怎么连个救援设备也研究不出来?斯克马呢?NASA呢?天天星球大战放卫星,怎么就不想想解救小民的生命?
3,我是发现,美国现在就不能出个事,只要出了事,就是干瞪眼,顺其自然,躺平,束手无策,god bless you,胸前画个十字。就没有发现出了什么事能解决的。
疫情疫情解决不了,上次桥塌了也是无辙,德州风雪灾难好像就那个样了,后来大停电、油气管道被黑客绑架,好像黑客也没抓住啊。
好像出了事,从来没有解决方案,也没有任何追责机制。
我看,药丸啊!
不是我非要日盼夜盼。
情况似乎就是如此啊!
好像一个金身神像。没有被戳破前那是伟光正,那是灯塔,闪闪发光。
一旦金身掉了一块,连个修补的人、修补的方案都没有。然后就是你眼睁睁地看到,金身上一块接一块地掉下。
难道不是?
沉陷的可能性大,佛罗里达此前有过几次,但后果没有那么严重的。
太惨了,也太混蛋了,一个风水重要,可以左右大选的摇摆州,以这样的惨败,算是给百年大党献礼么?
看到有资料说倒掉的楼是无梁楼盖结构,心里隐隐不安,下图表示了无梁楼盖结构和普通钢筋混凝土框架结构的区别:
普通钢筋混凝土框架结构是有梁的,传力途径是楼板上的力先传到梁上,再由梁传到柱子上;而无梁楼盖传力途径是由楼板直接传递给柱子。传力途径的不同,对楼板的支撑作用也会有差别。普通钢筋混凝土框架结构,楼板是四边连在梁上的,对一块楼板来说,是4个边支撑;而无梁楼盖结构,楼板是直接搭到柱子上的,一块楼板只有4个角点支撑。总结来说,前者是“线接触”,而后者是“点接触”,直观理解,当然接触面越大越安全了。
与钢筋混凝土框架结构相比,无梁楼盖结构柱头的抗变形能力弱,一旦有变形,就容易在柱头出现开裂,进而混凝土失去承载作用,楼板直接砸落。而普通钢筋混凝土结构由于是梁和柱子连接,梁上配筋较多,其抗变形能力强,遇到到超载等引起的大变形,由于梁配筋多,一般不会出现垮塌。因此无梁楼盖结构的抗连续倒塌能力比普通钢筋混凝土框架结构弱。
而且无梁楼盖结构如果构造措施不到位(例如柱头配置柱帽、抗冲切钢筋配置足够、暗梁钢筋配置不足),则一旦出现破坏苗头,会迅速破坏掉,不会给你留出很多的缓冲时间,专业术语说是容易发生“脆性”破坏,口语说就是“哗啦”一下就倒了,不能给人留下足够的预警时间好采取撤离、支撑等措施,发现即破坏。
触发无梁楼盖结构破坏的因素有很多,例如局部超载引起柱头两侧楼板变形不协调,容易引起柱头混凝土开裂进而垮塌,或者风荷载或地震荷载引起房子水平变形过大,也会在柱头混凝土处产生开裂,进而混凝土失去承载力而垮塌。本次事故具体是什么原因还有待调查。
而普通钢筋混凝土框架结构因为超载引起破坏时,往往有足够的预警时间,例如先出现裂缝,此时会听到噼啪响声,然后可以看到梁向下变弯,随着变形的增大,钢筋被拉屈服,但钢筋有个好处,屈服后强度还有个上升段,到达上升段时,梁的承载力也提高了,正常情况下的超载,在梁承载力提高后,可能就刚好不超了,这样就不会引起垮塌。网上找到一张钢筋的应力-应变曲线关系,可以说明情况:
我们设计时,用到的钢筋强度是fy,对应曲线中c点强度,而一旦结构因超载出现大变形,则钢筋会进入屈服后的强化段,可以达到最大强度fu,也就是e点对应的强度。因此框架结构设计合理,破坏时有足够的预警,而且出现破坏后,强度会略有提高,提升了结构的皮实性(也叫鲁棒性)。
既然无梁楼盖结构的脆性大,抗连续倒塌能力弱,那为什么还要使用呢?主要原因一是造价低,二是后期装修容易。比起普通钢筋混凝土梁柱框架结构,无梁楼盖结构更加节省模板、钢筋,造价会低很多,要实现同样的承载力和使用净高,无梁楼盖的建造成本只有梁板结构的60%到80%,特别是地下车库,很多采用了无梁楼盖结构。后期装修容易是因为没有梁,因此穿管线更容易,同样的结构层高下,无梁楼盖结构能实现更大的净高。如下图为国外的无梁楼盖建筑,美国很多停车楼都采用无梁楼盖结构,而且是预制构件,建造快,造价低而且净高舒服。
我国也出过一些无梁楼盖结构垮塌的事故,主要集中在地下车库:
但是要注意,工程中没有哪种结构是100%安全的。无梁楼盖有其自身的缺陷,但只要使用条件合适、构造措施做好,克服这些缺陷是完全可以做到的,不能因噎废食。我们各种结构的类型都出现过事故,如果因此这些技术都不能用了,那建筑就要逆发展了,以后只能住帐篷才安全了:
最后再加上一篇以前写的为无梁楼盖正名的帖子,本篇很多图片即出自下面这篇:
下面再增加个视频,更清楚的了解这种无梁楼盖结构连续坍塌的过程,下面视频来自于清华大学陆新征教授课题组的研究,陆教授文中已声明,计算和视频模拟仅供参考,严肃性不保证,谢绝杠精。
无梁楼盖结构连续垮塌演示 https://www.zhihu.com/video/1393302033051574272这个视频来自于以下文章,愿意深入研究的可以点开看详细介绍:
我看了一眼地图,这个美国的豆腐渣位置很好,是个海景公寓楼,1981年盖的,12层。
如果拿到美国东北部来说40年楼龄不算老(在大纽约区这个40年算是次新房,新过90%以上的房子了)。但是在佛罗里达大概属于比较旧的楼了。据说是装修的时候突然弄倒了?一般这个位置的风险主要是飓风和洪水,居然会自己倒掉……,这个质量丧心病狂啊。
至于根本原因,我看了一些说法是这个楼以前有沉降问题,我估计是因为海边的缘故,这个楼是在一个伸进海里的外弧形的半岛上,佛罗里达那边似乎非常常见这种地形。可能是这种地形容易被海浪掏空,造成地基变动。其实美国很多地方的房子都有地基问题,比较典型的就是达拉斯,20年内的新房一般都要修一次地基。
但是说会有99人这么多失踪其实有点奇怪,因为这个楼看起来总共也就是100户上下的样子,(每层7-8户,12层)。照片上看大概是一面墙这边倒下来,可能2-3个户型12层,大概12-36户。我猜他们要联系整个楼里所有的居民,有人联系不上。美国这种户型一般每户就是1-2个人。而且这种海边的房子很多是度假屋。死3个可能比较少?但是死了大几十个的可能性也不大。希望人没事吧。
好像这个楼房价并不便宜,里面的一室一厅差不多要快200万人民币了。顶楼的大平层差不多1700万人民币的样子(今年年初的成交,这个买家真是倒了霉了)。这个也在侧面说明之前这个楼并没有安全警告(不像三番那个歪了的豪宅楼),否则不可能还有这个价位的成交。
不过这种保险公司应该会赔的,框架结构的保险在美国应该hoa都是强制买的。如果人没事的话也许/或者/可能还挣一笔,因为多数时候都是选replacement cost,重建费有可能比房价还高很多。
说句题外话,美国现在的房价低主要是靠海量的存量房支持住的,90%以上美国的成交价都低于就地重建的价格(地皮便宜),面包比面粉便宜。别说40年了,房龄70年以上的房子强制报废的话,那美国的房价至少要翻一倍。
不负责任猜想:
只看了照片,不知道任何多余的消息。但是我很奇怪,难道大家都没有发现这楼倒塌的姿势太和谐了吗?
这楼基本上是直着塌下来的,连隔壁近在咫尺的路边停车,和游泳池都没有波及到,这楼真是讲政治呀。
不是说楼不能这样塌,一般来说这样塌的楼多见于老的预置板、砖混结构吧。这楼的结构似乎是现浇的板柱,有钢筋连接的。这种结构的楼即便是塌了,因为受力的问题,一般来说也会侧偏吧,而且一般也不会“粉碎”得那么彻底吧。
反正我是觉得很奇怪,这楼塌得好像是有组织,有计划的。
这次美国佛罗里达州的高楼坍塌本身可能是一个孤立事件。
但是我愿意把这个事件当成一个不祥之兆,美国基建史上的一个转折点。不是有句话吗,客厅里发现了一只小强,厨房里肯定还有一千只小强开派对。
美国大基建始于19世纪未,完成于1960年代。
大多数摩天大楼建成于100年前,在未来几十年会进入寿命末期(保养好的话高楼的寿命一般可以达到150年左右)。高楼的结构强度一般比较稳定,寿命较长。但更多的较低的楼宇则达不到这么长的寿命,如果不能大规模更新,未来类似这次的事故恐怕还会发生。
不仅仅是房子,美国所有的基础设施几乎都面临都老化失修的威胁。
美国土木工程师协会报告称,美国境内共有61万多座桥梁,平均使用了43年,其中39%已经使用超过50年——而绝大多数美国桥梁的设计使用年限仅为50年。目前,美国全境有5.6万座桥梁已出现「结构缺陷」,车辆每天在这些有问题的桥梁下穿行约1.88亿次。
奥巴马政府时代,美国国家经济委员会和总统经济顾问委员会共同撰写的《交通基础设施投资经济分析报告》指出,美国全国约有65%的主要道路亟待维护或重修。
全国90580座水坝的平均坝龄为56年。随着人口的持续增长和发展,潜在高危害性(high-hazard)的大坝总数增加,2016年数量攀升至近15500。由于投资不足,有缺陷的潜在高危害性大坝的数量也上升到约2170或更多。据估计将需要投资近450亿美元(严重怀疑此数据,够干啥的?)来修复老化,然而更为关键的是那些潜在高危害性的大坝。
美国的核电发电量遥遥领先其它国家,但是它们的平均役龄已经达到39年,未来几年会迎来关闭潮。如果新建相同的核电站,需要的资金将会是天文数字。
如果不能焕发出新的活力,以美国现有的基建水平,美国将一年比一年破败。