案例分析之一變形

1、土木工程材料精品課程土木工程材料精品課程 1995年6月29日下午6時(shí)許，漢城市中心的地上5層、地下4層的三豐百貨大樓北半部突然倒塌（30秒），當(dāng)場(chǎng)造成94人死亡，915人受傷，失蹤220人。 事故共造成501人死亡，937人受傷，財(cái)產(chǎn)損失高達(dá)2700億韓元（約合2.16億美元）。是韓國(guó)歷史上在和平時(shí)期傷亡最嚴(yán)重的一起事故。韓國(guó)三豐百貨大樓倒塌土木工程材料精品課程 時(shí)髦的三豐百貨在1989年開(kāi)幕，百貨公司位于漢城最貴地段，堪稱奢華的代表。兩棟側(cè)樓以巨大的鑲鉻玻璃在中庭相連，墻面的裝飾是意大利粉紅色大理石。貨架上陳列著高級(jí)服飾、各種家具及奢侈品，五樓有多家時(shí)髦的韓國(guó)餐館，鎖定消費(fèi)能力驚人的市區(qū)上

2、班人潮。三豐百貨前5年半的業(yè)績(jī)非常好，平均每天營(yíng)業(yè)額超過(guò)50萬(wàn)美元。但在1995年6月29日，這一切瞬間分崩離析。土木工程材料精品課程三豐集團(tuán)于1987年開(kāi)始在位于瑞草區(qū)，原本用作垃圾填埋場(chǎng)的開(kāi)闊地上建設(shè)三豐百貨大樓。按照最初的設(shè)計(jì)，大樓將被建設(shè)成一棟四層的辦公樓，但是三豐集團(tuán)會(huì)長(zhǎng)李鐏卻在建設(shè)工程中，將其重新設(shè)計(jì)成一棟百貨大樓。這一改動(dòng)，導(dǎo)致了很多承重柱被取消以騰出空間，安裝自動(dòng)扶梯。原先的建筑承包商，拒絕按照新的設(shè)計(jì)繼續(xù)施工。李鐏因此解雇了他們，并讓自己的建筑公司進(jìn)行施工。修改設(shè)計(jì)，改變結(jié)構(gòu)土木工程材料精品課程三豐百貨大樓于1989年下半年竣工，整幢大樓由一個(gè)中庭被分為南翼和北翼，并于199

3、0年7月7日開(kāi)門營(yíng)業(yè)，在倒塌前五年的營(yíng)業(yè)期間，日均接待顧客約4萬(wàn)人次。生意興隆土木工程材料精品課程增加荷載最大失誤 五樓本來(lái)要當(dāng)溜冰場(chǎng)，但后被改成傳統(tǒng)的韓國(guó)餐廳，導(dǎo)致樓面重量增加了三倍。 將五樓改建成餐廳，是最大的失誤。傳統(tǒng)的韓國(guó)餐廳里，由于韓國(guó)人有吃飯時(shí)席地而坐的習(xí)慣，這家餐館的混凝土地面下添加了一層加熱設(shè)備，客人座位下的地板有熱水管加熱，這些水管需要許多額外空間。這樣由于五樓的樓板多了一層混凝土，導(dǎo)致厚度增加了1尺。每家餐廳又加裝了大型廚房設(shè)備，而這些多出的重量從未列入結(jié)構(gòu)計(jì)算。 此外，整幢大樓的空調(diào)設(shè)備現(xiàn)在都被安裝在了樓頂之上，其承重負(fù)荷達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的四倍之多。土木工程材料精品課程偷工減料

4、致命失誤屋頂?shù)囊豁?xiàng)大修改：由于鄰居抱怨噪音，屋頂?shù)囊豁?xiàng)大修改：由于鄰居抱怨噪音，大型冷卻水塔從地面移至屋頂，水塔裝滿大型冷卻水塔從地面移至屋頂，水塔裝滿水重量可以達(dá)到水重量可以達(dá)到30噸。面樓層重量大增，噸。面樓層重量大增，理應(yīng)加強(qiáng)支撐，但建筑商卻反其道而行。理應(yīng)加強(qiáng)支撐，但建筑商卻反其道而行。要求：要求：調(diào)查小組在進(jìn)行大樓的骨架與藍(lán)圖的比對(duì)調(diào)查小組在進(jìn)行大樓的骨架與藍(lán)圖的比對(duì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有些柱子與樓板間沒(méi)有托板，但時(shí)，發(fā)現(xiàn)有些柱子與樓板間沒(méi)有托板，但托板卻是平板結(jié)構(gòu)的要件，因?yàn)橹^的托托板卻是平板結(jié)構(gòu)的要件，因?yàn)橹^的托板可以分散混凝土樓板的荷載。板可以分散混凝土樓板的荷載。實(shí)際情況：實(shí)際情況：

5、（1）實(shí)際調(diào)查的結(jié)果是許多托板的尺寸太）實(shí)際調(diào)查的結(jié)果是許多托板的尺寸太小，有的柱頭甚至沒(méi)有托板。小，有的柱頭甚至沒(méi)有托板。（2）緊接著發(fā)現(xiàn)的更大秘密是支撐四、五）緊接著發(fā)現(xiàn)的更大秘密是支撐四、五樓的柱子直徑大幅縮水。樓的柱子直徑大幅縮水。結(jié)果：結(jié)果：頂樓的重量大幅度增加，結(jié)構(gòu)支撐卻大幅度縮水，這兩大因素帶來(lái)了致命的結(jié)果。頂樓的重量大幅度增加，結(jié)構(gòu)支撐卻大幅度縮水，這兩大因素帶來(lái)了致命的結(jié)果。土木工程材料精品課程1995年4月，五樓的天花板開(kāi)始出現(xiàn)裂痕。在此期間，李鐏和其他管理層對(duì)此的唯一對(duì)策就是將頂樓的貨物和商鋪移至地下室。破壞之初：天花板出現(xiàn)裂縫讓情況變得更糟的是，由讓情況變得更糟的是，由

6、于周圍居民對(duì)空調(diào)設(shè)備噪于周圍居民對(duì)空調(diào)設(shè)備噪音的抱怨，大樓后部所有音的抱怨，大樓后部所有的空調(diào)設(shè)備都被移到了前的空調(diào)設(shè)備都被移到了前部。這一移動(dòng)本應(yīng)使用起部。這一移動(dòng)本應(yīng)使用起重機(jī)，但結(jié)果是所有的設(shè)重機(jī)，但結(jié)果是所有的設(shè)備都是直接在樓頂上被推備都是直接在樓頂上被推拽到位的，樓頂結(jié)構(gòu)因此拽到位的，樓頂結(jié)構(gòu)因此大受損傷。大受損傷。土木工程材料精品課程裂縫擴(kuò)展 月29日上午，頂樓的裂痕數(shù)量急劇變大，管理層因此關(guān)閉了頂層并關(guān)閉了空調(diào)設(shè)備。 土木工程專家也被邀請(qǐng)前來(lái)檢查建筑結(jié)構(gòu)。在簡(jiǎn)單的檢查過(guò)后，得出的結(jié)論是，整棟建筑有垮塌的威脅。 但是，管理層卻沒(méi)有下達(dá)關(guān)閉百貨大樓或進(jìn)行疏散的命令。而原因僅僅是因?yàn)楫?dāng)

7、天的客流量非常大，管理層不想損失潛在的巨大收益。 當(dāng)天早有異狀。上午當(dāng)天早有異狀。上午8到到9點(diǎn)間，有職員發(fā)現(xiàn)春元餐廳的地板磁磚破點(diǎn)間，有職員發(fā)現(xiàn)春元餐廳的地板磁磚破裂，樓板似乎變形。樓內(nèi)的震動(dòng)把餐具部門的玻璃器皿搖得嘩嘩作響。裂，樓板似乎變形。樓內(nèi)的震動(dòng)把餐具部門的玻璃器皿搖得嘩嘩作響。10點(diǎn)半，多名店員聽(tīng)見(jiàn)店內(nèi)傳來(lái)巨大爆裂聲響，大家以為沒(méi)事而照常點(diǎn)半，多名店員聽(tīng)見(jiàn)店內(nèi)傳來(lái)巨大爆裂聲響，大家以為沒(méi)事而照常工作。臨近中午，五樓廚房員工聽(tīng)到天花板傳出龜裂聲。工作。臨近中午，五樓廚房員工聽(tīng)到天花板傳出龜裂聲。 土木工程材料精品課程 天花板開(kāi)始下陷 當(dāng)天14點(diǎn)，三豐集團(tuán)會(huì)長(zhǎng)李召集各主管，商討裂縫和莫

8、名聲響的對(duì)策。他們請(qǐng)來(lái)專家鑒定損害并評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。 15點(diǎn)，結(jié)構(gòu)工程師李鶴洙來(lái)到大樓檢查，他為四、五層天花板的裂縫拍照，也拍了餐廳廚房地板的大塊隆起。此時(shí)樓頂?shù)牧芽p已經(jīng)橫跨整棟建筑，部分區(qū)域還有崩塌。 李鶴洙在16點(diǎn)向三豐百貨高層報(bào)告，雖然證據(jù)顯示有危險(xiǎn)，他卻表示建筑物還安全。裂縫可以暫時(shí)填補(bǔ)，打烊后再幫上面樓層修補(bǔ)結(jié)構(gòu)。三豐主管下令百貨繼續(xù)營(yíng)業(yè)，員工也繼續(xù)上班這個(gè)決定導(dǎo)致501人喪生。 下午5時(shí)，四樓的天花板開(kāi)始下陷，百貨大樓工作人員因此封閉了這一樓層。大約5點(diǎn)50分，樓里傳出了噼啪的斷裂聲時(shí)，工作人員拉響了警報(bào)，并開(kāi)始疏散顧客。土木工程材料精品課程樓頂垮塌 傍晚用餐前，正值營(yíng)業(yè)高峰，走道擠滿了

9、店員和下班回家途中購(gòu)物的人潮。 17點(diǎn)30分，五樓忽然傳來(lái)巨響，一根柱子從天花板處裂開(kāi)大縫。 17點(diǎn)47分，上面樓層傳出巨響。 4分鐘后，店內(nèi)警報(bào)器大作，建筑物晃動(dòng)，塵土落下，燈光熄滅，店里的另一頭傳來(lái)像地鐵進(jìn)站的聲音。起先樸勝賢努力保持鎮(zhèn)定，等她發(fā)現(xiàn)不逃不行時(shí)已經(jīng)太遲，一塊混凝土砸到她頭部，她昏倒了。 6點(diǎn)05分左右，樓頂開(kāi)始垮塌，上面的空調(diào)設(shè)備掉在了超載的第五層的地板上。土木工程材料精品課程承重柱斷裂起支撐作用的承重柱，由于為自動(dòng)扶梯騰出空間早已變得不堪重負(fù)，承重柱斷裂。土木工程材料精品課程起支撐作用的承重柱一個(gè)接一個(gè)倒了下去，致使整棟建筑有一大半幾乎在瞬間就全部垮塌到了地下室。大樓垮塌土

10、木工程材料精品課程大樓垮塌起支撐作用的承重柱一個(gè)接一個(gè)倒了下去，致使整棟建筑有一大半幾乎在瞬間就全部垮塌到了地下室。土木工程材料精品課程垮塌后的現(xiàn)場(chǎng)土木工程材料精品課程垮塌后的現(xiàn)場(chǎng)土木工程材料精品課程垮塌后的現(xiàn)場(chǎng)土木工程材料精品課程垮塌后的現(xiàn)場(chǎng)土木工程材料精品課程現(xiàn)場(chǎng)救援土木工程材料精品課程現(xiàn)場(chǎng)救援土木工程材料精品課程土木工程材料精品課程現(xiàn)場(chǎng)救援土木工程材料精品課程生命的奇跡三豐百貨大樓倒塌事故是韓國(guó)建筑事故史上空前的慘劇，但是出現(xiàn)了一些幸存者的生命奇跡，也算不幸中的萬(wàn)幸。時(shí)年21歲的大學(xué)生崔明錫（音）被困在三豐百貨大樓的廢墟里面，靠喝從瓦礫堆縫隙中滴落下的雨水，吃身邊的硬紙板堅(jiān)強(qiáng)度過(guò)了九天并

11、獲救。事故發(fā)生時(shí)崔正好去樓下餐廳用餐，突然他感到大樓在晃動(dòng)，拔腿就跑，但大樓一下子就倒塌了，他連忙伏倒在地?，F(xiàn)場(chǎng)一片漆黑，他覺(jué)得呼吸困難。后來(lái)他聽(tīng)到身旁廢墟中傳來(lái)一位婦女的呻呤聲。這位婦女名姓李，是三豐百貨大樓的售貨員。他倆一直在相互鼓勵(lì)。但是僅過(guò)了一天，那名婦女就支撐不住而死去。最令人驚奇的是，在大樓倒塌后的第17天的7月15日中午11時(shí)左右，一名操縱鏟車的工人正清理廢墟，忽然在一堆扭曲的鋼筋混凝土板之間發(fā)現(xiàn)了一個(gè)空洞，他上前查看，竟然驚喜地發(fā)現(xiàn)了19歲的童裝部的售貨員樸勝賢（音）。經(jīng)過(guò)醫(yī)院檢查，除左膝有青腫的擦傷外，樸的狀況非常好。據(jù)樸勝賢講，事故發(fā)生時(shí)，她正欲奪路逃生，卻被掉下的硬物砸中

12、，而昏迷。等醒來(lái)，發(fā)現(xiàn)已被困在了一個(gè)倒v字形的空間里（此處位于地下二層的電梯升降井下），她和附近的一位同事相互鼓勵(lì)，但幾天后同事不幸罹難，只剩下她一人獨(dú)自艱難支撐。樸還告訴醫(yī)生，在被困期間沒(méi)有吃過(guò)東西，甚至連水也沒(méi)喝過(guò)，令醫(yī)生大為驚奇，感到無(wú)法理解，大呼奇跡。土木工程材料精品課程事故調(diào)查及結(jié)果三豐百貨為何倒塌 ？ 大樓的設(shè)計(jì)是否暗藏禍因？ 是地基下陷還是結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度太弱？ 是地震活動(dòng) ？ 是炸彈爆炸或恐怖攻擊？ 調(diào)查人員在現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)搜尋炸彈或爆裂物殘余的痕跡，但一無(wú)所獲。調(diào)查重點(diǎn)轉(zhuǎn)到建筑物所在的地基，在那里發(fā)現(xiàn)了第一條可靠線索。三豐百貨蓋在一個(gè)舊垃圾的掩埋場(chǎng)上面，如果地面沒(méi)有整理好，地基就會(huì)

13、不穩(wěn)。調(diào)查人員從瓦礫堆下鉆取土芯樣本進(jìn)行分析。 土木工程材料精品課程調(diào)查過(guò)程 通過(guò)鉆取地基的土芯樣本，以鑒定建筑物的地基結(jié)構(gòu)是否是塌陷的原因。 造成倒塌的原因通常有兩種： 建筑物的施工方法或地基。 調(diào)查人員要找出地基是否足以支撐建筑物。如果地基太弱造成建筑下陷，就會(huì)破壞大樓的結(jié)構(gòu)。 三豐百貨由兩棟相同的側(cè)樓組成，中間以玻璃中庭相連，但只有一棟側(cè)樓倒塌，另一棟還矗立著。調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)塌陷的是南翼，它建在垃圾掩埋場(chǎng)的上方。沒(méi)倒的北翼則建在堅(jiān)固的地面。這似乎十分吻合地基不穩(wěn)釀禍的說(shuō)法，但是調(diào)查的結(jié)果排除了這一可能性：建筑物的地基打得很正確。土木工程材料精品課程 調(diào)查人員感覺(jué)，問(wèn)題一定出在建筑物本身。調(diào)

14、查人員在瓦礫中共采集約150組混凝土樣本，提取到工程實(shí)驗(yàn)室測(cè)試強(qiáng)度。 使混凝土達(dá)到最佳強(qiáng)度的條件之一就是正確攪拌，否則將不夠堅(jiān)固。如果凝結(jié)過(guò)程中沒(méi)有排除氣泡，就會(huì)在內(nèi)部形成蜂窩狀氣孔。三豐百貨的倒塌與這是否有關(guān)呢壓力檢測(cè)結(jié)果是混凝土強(qiáng)度夠堅(jiān)固。 于是調(diào)查人員被迫再度擴(kuò)大搜查范圍。 事故調(diào)查及結(jié)果土木工程材料精品課程驚人的發(fā)現(xiàn)：大樓的原始藍(lán)圖里隱藏了不為人知的秘密。 三豐百貨屬于所謂“平板”結(jié)構(gòu)，是當(dāng)時(shí)廣泛采用的設(shè)計(jì)，成本低而且工期短。樓面由厚厚的混凝土板構(gòu)成，支撐的混凝土墻柱將建筑物的重量下傳到地基。平板結(jié)構(gòu)施工優(yōu)點(diǎn)多，卻很敏感，它的規(guī)劃必須更精確，完全不能出錯(cuò)。1968年在英國(guó)倫敦，一名婦女

15、開(kāi)爐火時(shí)引起小規(guī)模爆炸，破壞了建筑物的支撐結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致一棟23層的公寓大廈側(cè)樓倒塌。1987年在美國(guó)康涅狄克州的橋港，一棟16層平板結(jié)構(gòu)大樓在施工時(shí)倒塌。 調(diào)查小組中的建筑師在檢查大樓建筑藍(lán)圖后發(fā)現(xiàn)，原先受雇興建三豐百貨的建設(shè)公司，并沒(méi)有機(jī)會(huì)完工。地基灌漿后不久，三豐百貨主管就要求大幅變更設(shè)計(jì)。工程師曾警告整棟樓改成平板結(jié)構(gòu)會(huì)很危險(xiǎn)，但會(huì)長(zhǎng)李索性解雇了他們，由自己的建設(shè)公司接手。三豐建設(shè)公司無(wú)視危險(xiǎn)，繼續(xù)按照大幅修改的設(shè)計(jì)圖施工。 事故調(diào)查及結(jié)果土木工程材料精品課程問(wèn)題出在五樓 調(diào)查小組發(fā)現(xiàn)，最關(guān)鍵的變動(dòng)在五樓。五樓本來(lái)要當(dāng)溜冰場(chǎng)，但后被改成傳統(tǒng)的韓國(guó)餐廳，導(dǎo)致樓面重量增加了三倍。將五樓改建成餐

16、廳，是最大的失誤。傳統(tǒng)的韓國(guó)餐廳里，客人座位下的地板有熱水管加熱，這些水管需要許多額外空間。這樣由于五樓的樓板多了一層混凝土，導(dǎo)致厚度增加了1尺。每家餐廳又加裝了大型廚房設(shè)備，而這些多出的重量從未列入結(jié)構(gòu)計(jì)算。緊接著，調(diào)查人員又發(fā)現(xiàn)屋頂?shù)囊豁?xiàng)大修改：由于鄰居抱怨噪音，大型冷卻水塔從地面移至屋頂，水塔裝滿水重量可以達(dá)到30噸。 上面樓層重量大增，理應(yīng)加強(qiáng)支撐，但建筑商卻反其道而行。調(diào)查小組在進(jìn)行大樓的骨架與藍(lán)圖的比對(duì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有些柱子與樓板間沒(méi)有托板，但托板卻是平板結(jié)構(gòu)的要件，因?yàn)橹^的托板可以分散混凝土樓板的荷載。實(shí)際調(diào)查的結(jié)果是許多托板的尺寸太小，有的柱頭甚至沒(méi)有托板。 緊接著發(fā)現(xiàn)的更大秘密是支撐四、五樓的柱子直徑大幅縮水。頂樓的重量大幅度增加，結(jié)構(gòu)支撐卻大幅度縮水，這兩大因素帶來(lái)了致命的結(jié)果。 事故調(diào)查及結(jié)果土木工程材料精品課程 壓垮駱駝的最后一根稻草 具諷刺意味的是，最后毀了大樓的，竟然是新添的安全設(shè)施。 漢城的法規(guī)，要求百貨公司在電扶梯旁加裝防火墻。防火墻遇到火警會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，以免火勢(shì)濃煙蔓延到其他樓層。而為騰出空間加裝防火墻，工人必須切開(kāi)電扶梯旁的混凝土柱。這樣的行為使大樓