Hvad forårsagede kollapset af ejerlejlighedsbygningen i Florida?

Den 24. juni 2021, cirka kl. 01:30 Eastern Daylight Time, oplevede Champlain Towers South Condominium, en 12-etagers 40 år gammel bygning med flad pladestruktur i armeret beton i Miami-forstaden Surfside, Florida, USA, en pludseligt delvist sammenbrud. 98 mennesker blev bekræftet døde, og elleve andre blev såret. Hvad har forårsaget det pludselige sammenbrud af denne flade pladebygning?

Professor Xinzheng Lu fra Institut for Civilingeniør, Tsinghua University arbejder på at analysere de mulige årsager til bygningens kollaps og rekonstruere sammenbrudsprocessen for at få en bedre forståelse.

I denne undersøgelse analyserede professor Lu og hans forskerhold den overordnede ydeevne og nøglekomponenterne i den kollapsede bygning baseret på bygningsdesignkoderne. Derudover blev stanseforskydning og efterstansning af en typisk plade-søjlesamling undersøgt gennem den raffinerede finite element-analyse. Desuden blev kollapsprocessen også simuleret og visualiseret ved hjælp af en fysikmotor.

Gennem disse analyser blev der nået adskillige konklusioner, herunder (1) stanseforskydningsstyrkerne af nøglesamlingerne og de aksiale trykstyrker af søjlerne i den sammenklappede struktur er lave og ude af stand til at opfylde kravene i de nuværende designkoder; (2) typiske plade-søjlesamlinger har begrænset styrke i det store deformationsstadium på grund af dårlige forstærkningsdetaljer.

Sammenfattende har den kollapsede struktur et lavt niveau af sikkerhedsmargin, robusthed og modstand mod progressivt kollaps, hvilket uundgåeligt kan føre til alvorlige konsekvenser, hvis der opstår lokale skader på grund af uventede og uforudsigelige årsager.