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你认为有哪些失败的建筑?

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慕容蝶仙 发表于 2019-1-12 03:14:13 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
“失败”,可能是因为当初想实现的想法结果没实现;可能因为设计问题发生重大事故;可能被遗弃····等等

类似问题:建筑史上有哪些奇诡的建筑?
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精彩评论2

5578pvjm 发表于 2019-1-12 12:03:57 | 显示全部楼层
土木工程系《结构力学》第二个学期的经典案例:美国塔科马大桥

这个案例主要是给学生们讲解动力学的相关知识,一个大桥除满足静力要求外还需要满足动力学设计要求。1940年代之前,人们对于桥梁设计的理解主要集中于大桥的承载能力要能够满足所承受的外部荷载,简单说就是桥在静力作用下要结实。

塔科马海峡吊桥(英语:Tacoma Narrows Bridge)是位于美国的两条悬索桥。第一座塔科马海峡大桥,绰号舞动的格蒂,于1940年7月1日通车,四个月后地被微风摧毁,这一幕正好被一支摄影队拍摄了下来,该桥因此声名大噪。

当年的设计标准就是仅按照荷载进行的设计,塔科马大桥当年采用了比较大的跨度、宽度比,超过1:70,远高于同期的其他悬索桥桥。今天来看这样的跨宽比会对动力学有很大的挑战,但是当年设计主要还是考虑静力:
你认为有哪些失败的建筑?12 / 作者:5578pvjm / 帖子ID:17579,28369


在刚刚通车的时候塔科马大桥实际上已经出现了经常在刮风天气下起起伏伏的现象。但是起伏主要是桥的两端有起有伏或者是在水平面横向移动,以今天的视角来看,这座桥刚度不足已经是出现了失稳状态,应该立即采用加固的方式并暂停使用。但是当年结构工程师对空气动力学和结构动力学的研究还处于起步阶段,在1940年11月7日,大桥在风的作用下,出现了扭转变形,如下图:
你认为有哪些失败的建筑?92 / 作者:5578pvjm / 帖子ID:17579,28369
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中途也有很多对于减轻震动的一些考虑和补救计划,不如拉附加的钢缆或者在侧边打洞引导风的流线。但是工程师们仍然认为这对于桥来说仅仅是个解决震动的问题,并不威胁安全。

结果:


这就是桥的真实变形程度,看着非常有当年老科幻电影的感觉了,可惜这个都是真的。

11月7号这一天的风并不大,远小于设计的极限风速。从9点开始的风开始不断扭动大桥,最终使结构超过了疲劳极限,最终倒塌。

你认为有哪些失败的建筑?56 / 作者:5578pvjm / 帖子ID:17579,28369
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这个案例比起什么拿破仑士兵齐步走把桥踩塌了更为直观。虽然这里面关于风动力学、材料性能和结构力学的相关内容更为复杂,但是简单的也可以说是共振引起的材料疲劳失效。在这之后,所有斜拉桥、悬索桥或者跨宽比很大的桥都要经过风洞模拟或者实验。


当然,结构力学的考试内容也增加了。。。
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BRSun_Fukua_Xu 发表于 2019-1-12 12:03:58 | 显示全部楼层
大致看了一遍众回答,尽管题目的补充描述已经十分明确,但很多人对“建筑之失败”的理解依然跑偏了,转向“建筑美学风格的不讨好”。视觉审美固然具有一定普适性,但究其本质,依然是个人的单一感官体验。

建筑的失败,不外乎结构及材料上的隐患和功能上的缺陷,两者之间有一定交互,前者包括可能发生的风险和已发生的事故,后者包括未能满足设计用途的需求和建筑对环境造成的不良影响。譬如设计建造一座音乐厅,若为了成全视觉审美需求而不得不削弱音效体验,甚至在结构和材料上动手脚,那这建筑毫无疑问是失败的。


发现还没人提三丰百货大楼坍塌事故,那我姑且提一提。

先给出此事故的性质和影响——迄今为止世界上导致伤亡程度第二严重的建筑自行倒塌事故(第一严重的是发生于2013年4月24日的孟加拉塌楼事故,之所以不提这个是因为个人所了解信息不足)。



三丰百货大楼原址位于今韩国首尔瑞草区,由三丰集团兴建,工程于1989年下半年竣工,百货大楼于1990年7月7日正式开始营业。三丰百货大楼建筑总面积7.4万平方米,地上五层,地下四层。北京时间1995年6月29日17:05,大楼开始倒塌,20秒内,大楼各层楼板叠递塌陷至地下四层。事后统计该事故共造成502人死亡、937人受伤,财产损失高达2.16亿美元。

通过事故发生后的调查,我们可以知道,此次事故的发生是必然的,但导致事故发生的原因却本该被避免(后面的内容核心信息都源出该事故调查报告和事故相关新闻,我将搜得信息根据理解作了些许改动,就不一一贴出信息直接来源了)。

工程启动之初,三丰集团是计划将大楼设计成四层办公楼,但在工程建设过程中,三丰集团会长李樽却将其重新设计为百货大楼,这一改动,导致许多原本应该是承重柱的位置被腾出空间用以安置自动扶梯。原承包商拒绝按照改动后的设计方案继续施工,于是三丰方面解雇了承包商,并让自家的建筑公司进行施工。

施工过程中,第五层楼面被添加,初计划设置溜冰场,后改为共计八家餐厅的餐厅营业层,并在该层面板增加一尺厚的混凝土地面层,用以在层中安置一层加热设备;另在每家餐厅加装大型厨房设备,均未纳入结构计算。这些举措使得楼面恒荷载增加了三倍,极大增加了承重结构的负担。

此外,整栋楼的空调设备都被安置在楼顶,整套设备共重29吨,更有启动空调满水时高达58吨的活荷载,共计87吨,达设计标准的4倍有余。

更有甚者,因空调设备噪音扰民,楼顶后部的设备皆被移至前部,移动过程未使用起重机,而是利用滑轮将其直接拖曳,致使荷载超标的楼顶出现裂痕,导致楼顶的结构受到损伤,并使得位于五层中的一家餐厅处的承重柱遭受重创。之后每当开启空调设备,其振动使结构受损位置的裂缝由楼顶向第五层楼面方向扩散,承重柱的裂缝不断扩大。

擅自改动设计方案和盲目施工已然对建筑产生了如此恶劣的影响,而偷工减料(虽然也属于改动设计,但本质上有别,前者是外行屁股决定脑袋,后者是纯粹昧着良心省钱)则更是加剧了事故发生的进程。

对废墟和施工图纸的调查结果显示,大楼四、五层承重柱的直径对比最初设计方案里承重柱的直径严重缩水,且每根承重柱的钢筋由16根锐减至8根。另外,部分承重柱与楼板间未安置用以分散楼板荷载的托板,而安置了托板的柱,其柱头的托板尺寸过小,不能满足结构要求。

尽管如此,大楼依然支撑了五年时间才倒塌,而予以会心之击的因素,却是后期新添的防火设施。为腾出空间加装防火墙,电梯庞的承重柱被切开,此举使得大楼减少25%以上的结构支撑。

至此,导致三丰百货大楼倒塌的元凶已然明了,即是冲切力。前面一系列举措使得楼层荷载剧增和结构支撑严重缩水,而托板的缺失更使得荷载无法有效分散传递,各层承重柱不堪楼板自重及其上荷载,混凝土楼板发生冲压剪切破坏,楼层逐层贯穿承重柱,最终造成灭顶之灾的发生。

尽管事态已经如此严重,但事故的发生依然本该有挽回的余地。

在事故发生的前一天,餐厅天花板及地面出现大裂缝,厨房里不断有粉尘掉落,编号为5E的柱子(即前文提到的那根构造柱)明显开裂,餐厅工作人员迅速向设施经理报告情况,餐厅停止营业。之后管理层人员命人将第五层货物及设施转移至地下室,并封闭该层。

而后有人发现楼体振动,管理层人员又将顶楼空调设施关闭。建筑结构评估人员到现场调查后得出结论,楼体有倒塌的危险,应当立即疏散人群,然而管理层并未遵从建议。

事故发生当天,四层天花板塌陷已十分明显,于是该层被封闭。约17点50分(东九区),大楼开始剧烈摇晃,工作人员拉响警报,开始疏散顾客。约18点5分,顶楼开始垮塌,20秒内建筑全部塌陷,仅余建筑两翼墙体耸立原地。

调查结果还揭示了当时汉城市的官员涉嫌在三丰修改设计的过程中受贿,最终包括当时瑞草区行政官在内的一批官员遭到起诉并被判入狱。
你认为有哪些失败的建筑?44 / 作者:BRSun_Fukua_Xu / 帖子ID:17579,28370
你认为有哪些失败的建筑?72 / 作者:BRSun_Fukua_Xu / 帖子ID:17579,28370



爪机手打,累惨……
可能会有纰漏,恳请指正。
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