Progressiv kollaps - Progressive collapse
En byggnad genomgår en progressiv kollaps när ett primärt strukturelement misslyckas, vilket resulterar i att angränsande strukturelement misslyckas, vilket i sin tur orsakar ytterligare strukturfel .
Progressiva kollaps kan vara oavsiktliga till följd av konstruktionsbrister, brand, oavsiktlig överbelastning, materialfel eller naturfenomen (t.ex. erosion , vind eller jordbävningar ). De kan också framkallas avsiktligt som en rivningsmetod , särskilt för att bygga implosion , eller orsakas av terrorhandlingar eller krig.
Anmärkningsvärda exempel
- Den 14 juli 1902 kollapsade 323 fot St Mark's Campanile i Venedig , Italien efter att dess norra bärande mur började separera från huvudstrukturen. Orsaken till separationen hänfördes till mer än 700 års slitage på strukturen, inklusive bränder, jordbävningar och omfördelning av stress, främst från torkningsinducerad krympning på träbalkarna, klockorna som svajer fram och tillbaka och kryper . Ingen skadades förutom en katt som tillhör en vaktmästare. Tornet var en stenhuggerdesign .
- Den 1 november, 1966, sju våningar University of Aberdeen Zoology Institutionen byggnad i Aberdeen , Skottland drabbades av en total kollaps under byggnationen. Kollapsen tillskrevs dåliga balksvetsar som försvagades av metalltrötthet. Metalltröttheten inducerades av oscillerande sidokrafter på strukturen (främst vind). Fem personer dödades och tre andra skadades. Byggnaden var av stålkonstruktion och kollapsen var det första kända exemplet på en total progressiv kollaps av en stålkonstruerad byggnad .
- Den 16 maj 1968 22 våningar Ronan Point lägenhet tornet i West Ham , London drabbades av en dödlig kollaps av en av dess hörn på grund av en natur- gasexplosion , som förstörde en bärande vägg . Fyra personer dödades och 17 andra skadades. Byggnaden var en systembyggnad med stor panel .
- Den 2 mars 1973 kollapsade den 26 våningar långa Skyline Towers-byggnaden i Fairfax County , Virginia, till följd av att träkanten togs bort för tidigt från ett övervåningsgolv under byggnationen. Fjorton människor dödades och 34 andra skadades. Tornet var av stålarmerad betong .
- Den 19 december 1985 upplevde den kommersiella kontorsbyggnaden på 22 våningar på 1000 Wilshire Blvd, Los Angeles, för närvarande känd som Wedbush Building, en delvis kollaps av strukturen. Byggnadsbesättningar lastade av stålbalkar från en lastbil på däck på den nyligen färdiga femte våningen via kran när en dragbana bröt loss från kranen och föll ner till det nuvarande lagret nedanför, som redan var lastat till dubbelt så högt konstruerad lastkapacitet av golvet. Detta initierade en progressiv kollaps av det överbelastade golvet, vilket ledde till att golvdelen och balkarna kraschade genom de fyra nedre våningarna och slutligen kom till vila i parkeringshuset. Tre personer dödades. Byggnaden var av stålkonstruktion .
- Den 15 mars 1986 kollapsade det sex våningar höga hotellet New World i Little India , Singapore, för att konstruktören hade glömt att lägga till byggnadens egen last (byggnadens vikt) i sina beräkningar när man bestämde byggnadens erforderliga styrka. stödpelare när hotellet byggdes 1971. Trettiotre människor dödades och 17 andra skadades. Byggnaden var av stålarmerad betong .
- Den 23 april 1987 kollapsade den 16 våningar långa L'Ambiance Plaza i Bridgeport , Connecticut under sin byggfas som ett resultat av olika fall av otillräcklig strand som var i bruk på hela byggarbetsplatsen. Tjugoåtta människor dödades. Byggnaden var en lyftplattform .
- Den 17 mars 1989 kollapsade det 255 fot långa Pavia Civic Tower i Pavia , Italien efter 800 års stressomfördelning på strukturen, främst från torkinducerad krympning på träbalkarna, klockorna som svajade fram och tillbaka och kryper . Fyra personer dödades och 15 andra skadades. Tornet var en stenhuggerdesign .
- Den 10 maj 1993 kollapsade den fyra våningar långa Kader Toy Factory i Nakhon Pathom , Thailand efter att en brand utbröt på första våningen och spred sig över hela komplexet. Fabriken var i full produktion vid den tiden och alla brandutgångar var låsta. Kollapsen dödade 188 människor och skadade mer än 500 andra. Byggnaden var av stålkonstruktion .
- Den 24 maj 1993 kollapsade det gamla klocktornet vid den medeltida kyrkan St. Maria Magdalena i Goch , Tyskland . Orsaken berodde på hundratals år av omfördelning av stress på strukturen, främst från torkningsinducerad krympning på träbalkarna, klockorna som svajade fram och tillbaka under århundradena före, krypning och vittring på det utsatta och oskötta murverket, inklusive sprickförstoring från vatten som fryser och expanderar mellan stenar under vintermånaderna, vilket orsakar ytterligare expansion av sprickor. Ingen skadades. Tornet var en stenhuggerdesign .
- Den 19 april 1995 kollapsade den nio våningar höga Alfred P. Murrah Federal Building i Oklahoma City , Oklahoma efter att en lastbilsbomb detonerade utanför den södra fasaden. Bombens kompressionsvåg fick fjärde och femte våningen att skära upp och av sina pelare och kollapsa på tredje våningen. Våning 3 var ansluten till huvudöverföringsstrålen och drog den inåt när våning 4 och 5 föll på den. Detta orsakade att alla vertikala kolonner på den södra omkretsen som var anslutna till överföringsstrålen kollapsade också, tillsammans med alla golvpartier som var beroende av dessa kolumner för vertikalt stöd. Den Oklahoma City-bombningen var det första kända exemplet på en terrorist -initiated fortskridande ras i en byggnad på amerikansk mark. Attacken dödade 168 människor och skadade 680 andra. Byggnaden var av stålarmerad betong .
- Den 29 juni 1995 kollapsade det fem våningar stora varuhuset Sampoong i Seoul , Sydkorea som följd av att flera stödpelare togs bort på de nedre våningarna för att få plats med rulltrappor. Denna brist på strukturellt stöd förvärrades år senare genom tillägget av flera tunga luftkonditioneringsapparater på taket ovanför området där stödpelare hade tagits bort. Detta orsakade att stödpelaren som var närmast luftkonditioneringsapparaterna misslyckades och överförde sin belastning till kolumner i närheten, vilket ledde till fullständigt fel och kollaps inom 24 timmar efter att stora sprickor uppstod runt den misslyckade kolonnen. Kollapsen dödade 501 människor och 937 andra skadades. Komplexet var av stålarmerad betong .
- Den 11 september 2001 kollapsade World Trade Center -byggnaderna 1, 2 och 7 i New York till följd av terrorattacker och de resulterande bränderna. Efter en treårig undersökning av National Institute of Standards and Technology drogs slutsatsen att brand försvagade stålkonstruktionen tills de långa broliknande golvpartierna (kallade fackverk ) successivt började sjunka. Denna hängande konverterade fackverkets nedåtgående drag till ett inåt drag. Detta intensifierade inre drag på väggarna fick så småningom de yttre pelarna i torn 2, och senare de inre pelarna i torn 1, att spänna och vika, vilket initierade kollapsen. Totalt 2 752 människor dog i byggnaderna, inklusive 157 passagerare och besättningsmedlemmar som befann sig ombord på två kapade flygplan som träffade byggnader 1 och 2, som startade bränder i båda, med skräp som startade bränder i byggnad 7 efter kollaps av byggnader 1 och 2. Byggnaderna var av stålkonstruktion . Progressivt fel på golvsystemen, eller så kallad "pannkaksteori", uteslöts som den initierande faktorn för strukturellt misslyckande, men befanns av både FEMA- och NIST-forskare vara det primära sättet att misslyckas efter kollapsinitiering.
- Den 12 februari 2005 drabbades det 28 våningar höga Windsor-tornet i Madrid , Spanien, av de övre 11 våningarna i byggnaden. Tornet hade en inre kärna av armerad betong omgiven av en traditionell ytterkant av stålbågar . Mellan våningarna 16 och 17 fanns ett sju fot tjockt överföringsgolv av armerad betong, utformat för att fungera som ett skott och för att stödja stålramen för de övre 11 våningarna. En kontorsbrand började på 21: a våningen och efter fem timmar kunde den inre kärnan i betong inte längre stödja det yttre ramverket. De övre 11 våningarna rasade ner till gatunivå med rester av de tre översta våningarna som kollapsade ner på överföringsgolvet. Ingen dödades. Byggnaden var konstruerad av stål och stålarmerad betong .
- Den 1 augusti 2007 kollapsade I-35W Mississippi River Bridge i Minneapolis, Minnesota under rusningstid på eftermiddagen, vilket resulterade i 13 människors död. Kollapsen tillskrevs misslyckandet av en gussetplatta som förbinder två delar inom en av huvudbågens revben. Misslyckande med denna frakturkritiska led resulterade i total kollaps av strukturen.
- Den 24 april 2013 drabbades det åtta våningar stora kommersiella kontoret i Rana Plaza i Savar , Bangladesh, för en majoritet av strukturen. Byggnaden hade ursprungligen utformats för att rymma butiker och kontor med lätt gångtrafik, men den hade byggts om till en fabrik med tung utrustning för tillverkning av plagg på de övre våningarna. Denna utrustning fungerade som en lätt stampande stamper genom att inducera oscillerande krafter till byggnadens ram. Användningen av undermåliga konstruktionsmaterial, tillsammans med arbetarnas och maskinens vikt (som tillsammans översteg golvets ursprungliga konstruerade lastkapacitet) bidrog till att viktiga strukturelement försvagades och slutligen misslyckades. Den sista kollapsen inträffade en dag efter att preliminära sprickor började dyka upp i hela byggnaden, vilket tyder på att ett viktigt strukturelement hade misslyckats och förde sina lastkrafter till omgivande element. Totalt 1 129 människor dog i byggnaden och cirka 2 515 personer skadades. Händelsen anses vara den dödligaste olycksfabriksolyckan i historien, liksom den dödligaste oavsiktliga strukturella misslyckandet i modern mänsklig historia.
- Den 19 januari 2017 brann Plasco-byggnaden , ett höghus i Teheran , Iran , och kollapsade. Branden startade på åttonde våningen och den progressiva kollapsen inträffade under räddningsinsatser när cirka 200 brandmän var på platsen. Det rapporterades att kollapsen var av pannkakstyp eftersom den hade inträffat rakt ner. Kollapsen tycktes likna World Tower Center -tornen. Sexton brandmän och tio civila dog som en följd av branden och kollapsen.
- Den 24 juni 2021 drabbades det 12 våningar höga Champlain Towers South condominium- tornet i Surfside, Florida, en progressiv kollaps och dödade 98. En orsak utreds för närvarande.
Terminologi
Eftersom den resulterande skadan vid en progressiv kollaps är oproportionerlig i förhållande till den ursprungliga orsaken, används termen oproportionerlig kollaps ofta inom teknik för att beskriva denna kollaps typ.
Modellkodändringar
Baserat på rekommendationer från United States Commerce Department 's National Institute of Standards and Technology (NIST) godkändes en omfattande uppsättning byggkodändringar av International Code Council (ICC). Rekommendationerna baserades på resultaten från NIST: s treåriga undersökning av kollapsarna i New York Citys World Trade Center (WTC) torn den 11 september 2001 .
Förslagen behandlade områden som ökat motstånd mot byggnadskollaps från brand och andra incidenter, användning av sprutade brandresistenta material (allmänt känt som "brandsäker"), prestanda och redundans av brandskyddssystem (dvs. automatiska sprinkler), lagring av eldningsolja /rörledningar, hissar för användning av första respondenter och evakuerande passagerare, trapphusens antal och plats och markeringar vid utgångsstigar.
Modellkodändringarna överensstämmer med NIST WTC -utredningsrekommendationerna som nu krävs av IBC :
- Ökad hållfasthet för brandsäkerhet (nästan tre gånger större än vad som tidigare krävdes för byggnader 25 till 130 meter i höjd och sju gånger större för byggnader som är mer än 130 meter höga).
- Krav på fältinstallation för brandsäkerhet för att säkerställa att:
- installationen följer tillverkarens instruktioner;
- substraten (ytor som är brandsäkra) är rena och fria från alla tillstånd som förhindrar vidhäftning;
- testning utförs för att visa att erforderlig vidhäftning bibehålls för grundade, målade eller inkapslade stålytor; och
- det färdiga tillståndet för den installerade brandsäkerheten, vid fullständig torkning eller härdning, uppvisar inte sprickor, hålrum, spall, delaminering eller någon exponering av substratet.
- Särskilda fältinspektioner av brandsäkerhet för att säkerställa att dess installerade tjocklek, densitet och bindningsstyrka uppfyller specificerade krav och att ett bindemedel appliceras när bindningsstyrkan är mindre än vad som krävs på grund av effekten av en grundad, målad eller inkapslad stålyta . Inspektionerna ska utföras efter den grova installationen av mekaniska, elektriska, VVS-, sprinkler- och taksystem.
- Ökar brandbeständigheten för konstruktionskomponenter och sammansättningar i byggnader 130 meter (420 fot) och högre med en timme. (Denna ändring godkändes i en tidigare upplaga av koden.)
- Explicit antagande av "strukturram" -metoden för brandmotståndsklassificeringar som kräver att alla medlemmar i den primära konstruktionsramen har den högre brandmotståndsklassificering som vanligtvis krävs för kolumner. Den primära konstruktionsramen innefattar pelarna, andra konstruktionsdelar, inklusive balkarna , balkarna , spacklarna och spandren som har direkta förbindelser till pelarna och stagelement som är konstruerade för att bära tyngdkraft.
