Den 24 juni 2021, cirka klockan 01:30 Eastern Daylight Time, upplevde Champlain Towers South Condominium, en 12-våningars 40-årig byggnad med platt konstruktion i armerad betong i Miami-förorten Surfside, Florida, USA, en plötslig partiell kollaps. Nittioåtta personer bekräftades döda och elva andra skadades. Vad har orsakat den plötsliga kollapsen av denna platta byggnad?

Professor Xinzheng Lu från Institutionen för byggnadsteknik, Tsinghua University arbetar med att analysera de möjliga orsakerna till byggnadens kollaps och rekonstruera kollapsprocessen för en bättre förståelse.

I denna studie analyserade professor Lu och hans forskargrupp den övergripande prestandan och nyckelkomponenterna i den kollapsade byggnaden baserat på byggnadsdesignkoderna. Dessutom studerades stansskjuvning och efterstansning av en typisk platta-pelarfog genom den förfinade finita elementanalysen. Dessutom simulerades och visualiserades kollapsprocessen med hjälp av en fysikmotor.

Genom dessa analyser nåddes flera slutsatser, inklusive (1) stansskjuvhållfastheterna för nyckellederna och de axiella tryckhållfastheterna för kolonnerna i den kollapsade strukturen är låga och kan inte uppfylla kraven i de nuvarande designkoderna; (2) typiska platta-pelarfogar har begränsad styrka i det stora deformationsstadiet på grund av dålig förstärkningsdetaljering.

Sammanfattningsvis har den kollapsade strukturen en låg nivå av säkerhetsmarginal, robusthet och motståndskraft mot progressiv kollaps, vilket oundvikligen kan leda till allvarliga konsekvenser om lokala skador uppstår på grund av oväntade och oförutsebara orsaker.